Окисляване на мастни киселини

Най- Окисляване на мастни киселини или Изгаряне на мазнини има своето най-голямо значение при производството на енергия за множество процеси в организма. Провежда се в митохондриите на почти всички клетки. Различните хормони, упражненията и определени компоненти на балансираната диета могат да стимулират изгарянето на мазнини.

Какво е окисляване на мастни киселини?

Строго погледнато, окисляването на мастните киселини е химическа реакция, при която мастната киселина освобождава един или повече електрони. Те са поети от друг партньор за реакция, акцептора на електрон (латински, accipere, да приема).

В биохимията тези метаболитни реакции се обобщават под термина окисление на мазнини, които допринасят за осигуряването на енергия като b-окисление, a-окисление или w-окисление. Тези три форми се различават по отношение на въглеродния атом, на който се извършва окисляването. В-окисляването (бета-окисляване) е най-важното, като "бета" показва, че реакциите протичат върху третия въглероден атом на мастната киселина.

Окисляването на мастните киселини се усилва от редица хормони. Хормоните на растежа, глюкагонът като антагонист на инсулина и хормоните на щитовидната жлеза, както и адреналинът са част от него. Освен това различни вещества, които се доставят на организма чрез балансирана диета, насърчават изгарянето на мазнини. Карнитинът улеснява транспортирането в клетките, магнезият е необходим за действието на различни ензими и от аминокиселината метионин, заедно с лизин и в присъствието на витамин С, тялото може да произвежда сам карнитин.

Функция и задача

Изгарянето на мазнини гарантира, че тялото ни има достатъчно енергия за непрекъснато изграждане, разграждане и преструктуриране. Окисляването на мазнините се случва в митохондриите на клетките. Тези клетъчни органели също са описани като клетъчни централи.

Окисляването на мастните киселини става на няколко етапа. Първо, мастната киселина трябва да се активира с участието на коензим А като ключова молекула. Тази активирана мастна киселина навлиза в митохондриона с помощта на различни карнитин трансферази. Трансферазите са ензими, които прехвърлят химични групи. Карнитинът играе важна роля в този транспорт. Във фитнес сектора карнитинът се използва като хранителна добавка, защото мускулните клетки се нуждаят от него за производството на енергия.

Веднъж попаднал в митохондриите, започва същинската разбивка. Подлага се на повтаряща се последователност от реакционни етапи, която завършва, когато се образува крайния продукт ацетил CoA. В зависимост от структурата на мастната киселина (брой въглеродни атоми, четни или нечетни, наситени или ненаситени мастни киселини) са необходими допълнителни стъпки. Неравномерно номерираните мастни киселини създават продукт, който може да се използва за производство на енергия само след преобразуване в допълнителна реакция в последващия цикъл на лимонена киселина.

Окисляването на мазнините продължава в организма, но в различна степен. Определя се от нуждата от енергия и зависи от физическата активност. Изгарянето на мазнините се активира с увеличаване на продължителността на упражненията. В началото на физическата активност различни хормони осигуряват повишена липолиза, т.е. разграждането на мазнините до мастни киселини в мускулите и мастната тъкан. Мазнините могат да идват от храната и от собствената мастна тъкан на организма. Хормонът адреналин допринася за повишена липолиза. Яденето на богата на въглехидрати диета повишава нивата на инсулин, като по този начин намалява окислението на мазнините.

Многобройни изследвания са изследвали факторите, които водят до повишено изгаряне на мазнини. Специално във фитнес индустрията и за програмите за намаляване на теглото се консултират ключови цифри като Fatmax (максимална скорост на изгаряне на мазнини) и се разработват специални тестове за тяхното определяне. В допълнение към нивото на тренировка, интензивността и продължителността на упражненията влияят на скоростта на метаболизма на мазнините. Силните индивидуални колебания затрудняват предвиждането кой тип физическа активност ще доведе до максимално изгаряне на мазнини при всеки индивид.

Болести и неразположения

Ограниченото окисляване на мастни киселини е най-често при хора с наднормено тегло. Панкреатичният хормон инсулин допринася за това, защото стимулира мастните клетки да съхраняват мазнините и инхибира изгарянето на мазнините. За хората с наднормено тегло с много високи концентрации на инсулин е особено трудно да намалят теглото си чрез загуба на мазнини.

Освен това има вродени нарушения при окисляване на мастни киселини. Важните ензими за транспортиране и превръщане на мастните киселини липсват или не са достатъчно налични. В резултат на това се нарушава разграждането, а оттам и производството на енергия. Освен това се натрупват нереагирали междинни продукти, които предизвикват токсични реакции в мускулите, в мозъка и в черния дроб. Една група заболявания засяга карнитинния метаболизъм. Ако има твърде малко карнитин в бъбреците и мускулите, по-малко мастни киселини се абсорбират в клетките на тези органи. В предучилищна възраст засегнатите деца показват мускулна слабост и дисфункционална сърдечна недостатъчност (сърдечна недостатъчност).

Ситуацията се влошава особено драматично след гладуване или след диария. Тези нарушения се третират с доставката на карнитин, често като инжекция. Ако е засегната транспортиращата трансфераза (дефицит на карнитин палмитоил трансфераза 1), децата показват увреждане на черния дроб и мозъка в ранна възраст.

Друго разстройство засяга друг тип, карнитин палмитоил трансфераза 2. Ефектите от този дефицит се проявяват в юношеска или зряла възраст като мускулна слабост след стрес, инфекции и прекъсвания на храната. Диета с ниско съдържание на мазнини, високо въглехидрати и добавени триглицериди подобряват състоянието.

Ако митохондриалната реакция е засегната, а не действителното бета окисление, това може да бъде причинено от дефект на ензима дехидрогеназа. Ако ацил-CoA дехидрогеназата със средна верига (недостиг на MCAD) не е налична в достатъчни количества, възникват опасни за живота ситуации, ако не се лекуват. Липсата на дехидрогенази, които превръщат много дълговерижни мастни киселини (дефицит на VLCAD), води до увреждане, което засяга сърцето и води до спад в концентрацията на кръвна захар. Като терапия пациентите с двете форми на дехидрогеназна недостатъчност получават големи количества въглехидрати и смес от мастни киселини със средна дължина или по-дълга, адаптирани към причинителя на заболяването.