Taukskābju sintēze pozīcijā ietilpst taukskābju daudzpakāpju sintēze enerģijas uzkrāšanai organismā. Tas pārstāv tikai daļu no tauku metabolisma, kas savukārt ir integrēts kopējā metabolismā. Normālos uztura apstākļos taukskābju sintēze ir mazāk svarīga cilvēkiem, jo uzturā jau ir tauki.
Kas ir taukskābju sintēze?
Taukskābju sintēze ir zināma arī ar zinātnisko nosaukumu lipogenesis. Tas ir anabolisks, asimilējošs vielmaiņas process, kas kalpo organisma enerģijas rezervju uzkrāšanai. Tas attiecas uz baktērijām un sēnītēm, kā arī uz augiem un dzīvniekiem.
Lipoģenēzes pamatā ir vairāku svarīgu izejvielu, vitamīnu un fermentu klātbūtne. Malonil-CoA, kas veidojas no acetil-CoA, karboksilējot (pievienojot oglekļa dioksīdu) fermentatīvos apstākļos, ir galvenā loma sintēzē. Acetil-CoA nāk no dažādiem metabolisma ceļiem. Tas rodas kā starpprodukts glikolīzē (cukura metabolisms), taukskābju sadalīšanās laikā vai olbaltumvielu metabolismā. Pēc tam ar enzīmu (acetil-CoA karboksilāzes, taukskābju sintetāzes), enerģijas devēju (ATP, ADP) un vitamīnu (biotīna, pantotēnskābes) palīdzību tiek kontrolēta taukskābju sintēze.
Funkcija un uzdevums
Enerģijas uzkrāšana ir ļoti svarīga jebkura organisma izdzīvošanai. Taukskābju sintēze parādījās kā ideāls enerģijas uzkrāšanas veids agrīnā evolūcijas posmā. Taukskābes noteiktos šūnās, kas paredzētas šim nolūkam, tiek uzglabātas esterificētā veidā kā tauki vai eļļas. Šūnu membrānu veidošanā liela nozīme ir arī citiem taukskābju esteriem.
Lai ražotu enerģijas uzkrāšanas ierīces, taukskābes esterizē ar trihidrīnu spirta glicerīnu. Šūnu membrānās tie tiek esterificēti ar fosforu saturošiem savienojumiem. Turklāt taukskābes veido holesterīna un dažādu hormonu (dzimumhormonu, glikokortikoīdu, mineralokortikoīdu) sintēzes pamatu.
Ķīmiski tie attēlo garās ķēdes molekulas ar oglekļa ķēdi un karboksilgrupu.Dažreiz ķēde ir arī sazarota. Dažreiz divkāršās saites var būt arī oglekļa ķēdē. Tad tas ir nepiesātinātās taukskābes. Piesātinātās taukskābes satur tikai vienas saites.
Šīs mazās strukturālās atšķirības ir atbildīgas par šīs vielas grupas iespējamo funkciju daudzējādību. Tomēr viņu galvenā funkcija ir enerģijas uzkrāšana. Izejvielas taukskābju sintēzei tiek ražotas katrā metabolisma ceļā. Acetil-CoA vienmēr veidojas kā starpprodukts no ogļhidrātiem, olbaltumvielām un taukiem, kad tie tiek sadalīti. Mitohondrijos acetil-CoA tiek sadalīts oglekļa dioksīdā un ūdenī, vienlaikus radot enerģiju.
Tomēr to var izmantot arī citoplazmā jaunai taukskābju sintēzei. Lai to izdarītu, to vispirms ar ATP palīdzību pārveido malonil-CoA un ADP ar karboksilāciju un enerģijas absorbciju. Malonil-CoA savukārt tiek pakļauts fermentatīvam kondensācijai ar acetil-ACP. Iegūtais butiril-ACP atkal tiek kondensēts ar malonil-CoA. Šo kondensāciju atkārto, līdz tiek iegūtas taukskābes ar ķēdes garumu līdz 16 oglekļa atomiem.
Normālos apstākļos taukskābju sintēzei ir tikai maza nozīme cilvēkiem. Viens no iemesliem ir tas, ka pārtika parasti satur pietiekami lielu tauku daudzumu. Tādā veidā pārtikā esošie tauki tiek sadalīti taukskābēs un vajadzības gadījumā atkal esterificēti taukos. Turklāt ar sabalansētu uzturu enerģijas piegāde un enerģijas vajadzības ir līdzsvarotas.
Tomēr agrāk bieži bija bada fāzes, tāpēc, ka, lai uzturētu tauku rezerves nepieciešamības laikiem, ķermenim vajadzēja uzņemt vairāk enerģijas pārtikas veidā, kad bija pārāk daudz pārtikas. Tas pats joprojām attiecas uz dzīvniekiem, kuriem ziemojot jāpārdzīvo ziemai. Viņiem liela nozīme ir taukskābju sintēzei, jo, lai izveidotu tauku rezerves, tie ir atkarīgi arī no ogļhidrātiem bagātas pārtikas.
Slimības un kaites
Saistībā ar veselības problēmām galvenā loma ir gan pārmērīgai, gan nepietiekamai taukskābju ražošanai. Mūsdienās ar uzturu saistītas slimības kļūst arvien izplatītākas. Pārtikas pārpalikuma laikā cilvēku ar lieko svaru vai pat aptaukošanās gadījumu skaits palielinās arvien vairāk. Augstas kaloriju un ogļhidrātu diētas rezultātā organismā tiek pastiprināta taukskābju sintēze.
Parasti taukskābju biosintēzei mūsdienās vajadzētu būt tikai pakārtotai. Bet pārēšanās bieži notiek pārmērīgas pārtikas, stresa vai garīgās veselības problēmu dēļ.
No tā izrietošais aptaukošanās rada lielas problēmas veselības aprūpes nozarei. Sekundārās slimības ir, piemēram, cukura diabēts, arterioskleroze, sirds un asinsvadu slimības, demence vai citas deģeneratīvas slimības.
Šo tendenci var novērst tikai ar veselīgu dzīvesveidu, pārtiku ar zemu ogļhidrātu saturu un fiziskām aktivitātēm. Turklāt enerģijas patēriņam un enerģijas patēriņam atkal jābūt līdzsvarā.
Hormona insulīns kontrolē glikozes absorbciju šūnās enerģijas ražošanai. Tomēr, ja tiek patērēts mazāk enerģijas, nekā tiek patērēts, insulīns ir atbildīgs par taukskābju sintēzes uzlabošanu. Šajā gadījumā glikoze tiek novirzīta tauku šūnās, kur nekavējoties sākas jauna taukskābju veidošanās.
Jo vairāk taukaudi tiek piepildīti ar taukiem, jo mazāk efektīvs kļūst insulīns. Sarežģīti vielmaiņas procesi samazina insulīna receptoru skaitu uz šūnu membrānām. Rezultāts ir cukura līmeņa paaugstināšanās asinīs un insulīna ražošanas palielināšanās, līdz tas var pilnībā izbeigties. Taukskābju sintēze arī apstājas. Lai ģenerētu enerģiju, palielinoties ketonu veidošanās procesam, tauku šūnās palielinās lipolīze, kas pārmērīgi paskābina asinis un var izraisīt diabētisko komu.
