Vetzuursynthese

De Vetzuursynthese omvat de meerfasensynthese van vetzuren met het oog op energieopslag in het organisme. Het vertegenwoordigt slechts een deel van het vetmetabolisme, dat op zijn beurt is geïntegreerd in het algehele metabolisme. Onder normale voedingsomstandigheden is de vetzuursynthese van minder belang voor de mens, aangezien de voeding al vetten bevat.

Wat is vetzuursynthese?

Vetzuursynthese is ook bekend onder de wetenschappelijke naam lipogenese. Het vertegenwoordigt een anabool, assimilerend metabolisch proces dat dient om energiereserves voor het organisme op te slaan. Dit geldt zowel voor bacteriën en schimmels als voor planten en dieren.

Lipogenese is gebaseerd op de aanwezigheid van verschillende belangrijke uitgangsstoffen, vitamines en enzymen. Malonyl-CoA, dat wordt gevormd uit acetyl-CoA door carboxylering (toevoeging van kooldioxide) onder enzymatische omstandigheden, speelt een centrale rol bij de synthese. Acetyl-CoA is afkomstig van verschillende metabole routes. Het komt voor als tussenproduct bij glycolyse (suikermetabolisme), bij de afbraak van vetzuren of bij het eiwitmetabolisme. Met behulp van enzymen (acetyl-CoA-carboxylase, vetzuursynthetase), energiedragers (ATP, ADP) en vitamines (biotine, pantotheenzuur) wordt vervolgens de vetzuursynthese gestuurd.

Functie en taak

De opslag van energie is erg belangrijk voor het voortbestaan ​​van elk organisme. Vetzuursynthese kwam naar voren als een ideale manier om energie in een vroeg ontwikkelingsstadium op te slaan. De vetzuren worden in veresterde vorm als vetten of oliën opgeslagen in bepaalde daarvoor bestemde cellen. Andere vetzuuresters zijn ook van groot belang bij de constructie van celmembranen.

Om energieopslagapparaten te produceren, worden de vetzuren veresterd met de driewaardige alcohol glycerol. Ze worden veresterd met fosforhoudende verbindingen in celmembranen. Bovendien vormen vetzuren de basis voor de synthese van cholesterol en verschillende hormonen (geslachtshormonen, glucocorticoïden, mineralocorticoïden).

Chemisch gezien vertegenwoordigen ze moleculen met een lange keten met een koolstofketen en een carboxylgroep, soms is de keten ook vertakt. Af en toe kunnen ook dubbele bindingen in de koolstofketen aanwezig zijn. Dan zijn het onverzadigde vetzuren. Verzadigde vetzuren bevatten alleen enkele bindingen.

Deze kleine structurele verschillen zijn verantwoordelijk voor de veelheid aan mogelijke functies van deze groep stoffen. Hun belangrijkste functie is echter het opslaan van energie. De uitgangsstoffen voor de vetzuursynthese worden via elke metabole route geproduceerd. Acetyl-CoA wordt altijd gevormd als tussenproduct uit koolhydraten, eiwitten en vetten wanneer ze worden afgebroken. In de mitochondriën wordt acetyl-CoA afgebroken tot kooldioxide en water terwijl energie wordt opgewekt.

Het kan echter ook in het cytoplasma worden gebruikt voor de nieuwe synthese van vetzuren. Om dit te doen wordt het eerst met behulp van ATP omgezet in malonyl-CoA en ADP, met carboxylering en energieabsorptie. Malonyl-CoA is op zijn beurt onderhevig aan een enzymatische condensatie met acetyl-ACP. Het resulterende butyryl-ACP wordt opnieuw gecondenseerd met malonyl-CoA. Deze condensaties worden herhaald totdat vetzuren met een ketenlengte van maximaal 16 koolstofatomen zijn geproduceerd.

Onder normale omstandigheden is de vetzuursynthese bij mensen slechts van ondergeschikt belang. Een van de redenen hiervoor is dat de voeding doorgaans een voldoende groot vetaandeel bevat. Op deze manier worden de in de voeding aanwezige vetten afgebroken tot vetzuren en eventueel weer veresterd tot vet. Bovendien zijn met een uitgebalanceerd dieet de energievoorziening en de energiebehoefte in evenwicht.

In het verleden waren er echter vaak fasen van honger, waardoor het lichaam bij te veel voedsel meer energie in de vorm van voedsel moest opnemen om vetreserves op te slaan voor tijden van nood. Hetzelfde geldt vandaag nog steeds voor dieren die moeten overwinteren om de winter te overleven. Voor hen is de vetzuursynthese van groot belang omdat ze ook afhankelijk zijn van koolhydraatrijke voeding om vetreserves op te bouwen.

Ziekten en aandoeningen

In verband met gezondheidsproblemen spelen zowel overmatige als onvoldoende productie van vetzuren een grote rol. Tegenwoordig komen voedingsgerelateerde ziekten steeds vaker voor. In tijden van voedseloverschot neemt het aantal mensen met overgewicht of zelfs obesitas steeds meer toe. Als resultaat van een calorierijk en koolhydraatrijk dieet wordt de vetzuursynthese in het lichaam gestimuleerd.

Normaal gesproken zou de biosynthese van vetzuren vandaag slechts een ondergeschikte rol moeten spelen. Maar te veel eten komt vaak voor als gevolg van overmatig eten, stress of psychische problemen.

De resulterende zwaarlijvigheid stelt de zorgsector voor grote uitdagingen. Secundaire ziekten zijn bijvoorbeeld diabetes mellitus, arteriosclerose, cardiovasculaire ziekten, dementie of andere degeneratieve ziekten.

Deze trend kan alleen worden tegengegaan door een gezonde levensstijl met koolhydraatarm voedsel en lichaamsbeweging. Daarnaast moeten energieverbruik en energieverbruik weer in balans zijn.

Het hormoon insuline regelt de opname van glucose in cellen voor energieproductie. Wanneer er echter minder energie wordt verbruikt dan wordt afgegeven, is insuline verantwoordelijk voor het stimuleren van de vetzuursynthese. In dit geval wordt de glucose naar de vetcellen geleid, waar de nieuwe vorming van vetzuren onmiddellijk begint.

Hoe meer het vetweefsel met vet is gevuld, hoe minder effectief de insuline wordt. Gecompliceerde metabolische processen verminderen het aantal insulinereceptoren op celmembranen. Het resultaat is een verhoging van de bloedsuikerspiegel en een verhoging van de insulineproductie totdat deze volledig kan stoppen. Ook de vetzuursynthese valt stil. Om energie op te wekken, neemt de lipolyse in de vetcellen toe naarmate de ketonvorming toeneemt, waardoor het bloed te veel verzuurt en kan leiden tot diabetisch coma.