Zusammenfassung
Die Fettsäuren und die Triacylglycerine (TAGs) sind wichtige Energieträger des Organismus. Sie werden im Fettgewebe gespeichert und können von dort bei Bedarf mobilisiert und unter Energiefreisetzung abgebaut werden.
Die im Körper vorkommenden Fettsäuren sind aliphatische Monocarbonsäuren mit unverzweigten Kohlenwasserstoffketten, wobei diese Ketten meist 4 bis 24 C-Atome lang sind. Fettsäuren dienen im Organismus hauptsächlich als Bestandteile der verschiedenen Lipide und sind dann zumeist mit Alkoholen verestert (z.B. mit Glycerin, Sphingosin oder Cholesterol). Teilweise liegen die Fettsäuren auch ungebunden vor und werden dann als freie Fettsäuren bezeichnet. Man unterscheidet zudem nicht-essenzielle von essenziellen Fettsäuren: Die nicht-essenziellen Fettsäuren können mithilfe der Fettsäuresynthase vom Organismus selbst hergestellt werden, die essenziellen Fettsäuren hingegen müssen mit der Nahrung zugeführt werden. Die in der Nahrung vorkommenden Fettsäuren werden in den Zellen mithilfe der β-Oxidation abgebaut; dabei wird Energie in Form von ATP freigesetzt.
TAGs sind die Speicherform der Fettsäuren im Organismus. Sie bestehen aus einem Molekül Glycerin, das mit drei Fettsäuren verestert ist. Der TAG-Stoffwechsel unterliegt einer strengen Regulation durch die hormonsensitive Lipase des Fettgewebes.
Du möchtest diesen Artikel lieber hören als lesen? Wir haben ihn für dich im Rahmen unserer studentischen AMBOSS-Audio-Reihe im Podcastformat vertont. Den Link findest du am Kapitelende in der Sektion „Tipps & Links“.
Chemische Struktur
Fettsäuren
Fettsäuren sind Monocarbonsäuren mit unverzweigter Kohlenstoffkette aus etwa 4–24 Kohlenstoffatomen.
- Nomenklatur
- Nach Kettenlänge
- Kurzkettige Fettsäuren (4–7 C-Atome)
- Mittelkettige Fettsäuren (8–12 C-Atome)
- Langkettige Fettsäuren (>12 C-Atome)
- Nach Doppelbindungen
- Gesättigte Fettsäuren (Alkansäuren): Keine Doppelbindungen
-
Ungesättigte Fettsäuren (Alkensäuren): Mindestens eine Doppelbindung
- Einfach ungesättigte Fettsäuren: Nur eine Doppelbindung
- Mehrfach ungesättigte Fettsäuren: Mehrere Doppelbindungen
- Essenzielle Fettsäuren: Fettsäuren, die der Organismus benötigt, jedoch nicht selbst synthetisieren kann
- Nach Kettenlänge
- Regeln für die Benennung
- Bezifferung wie bei allen Carbonsäuren (siehe: Benennung von Kohlenwasserstoffen)
- Stellung einer Doppelbindung wird mit Delta (Δ) und einer hochgestellten Zahl dahinter angegeben, wenn man von der Carboxylgruppe aus zählt
- Stellung einer Doppelbindung wird mit Omega (ω) und einer Zahl dahinter angegeben, wenn man vom Methylende der Fettsäure aus zählt
- Je nach Stellung der Substituenten an beiden Seiten der Doppelbindung wird die Doppelbindung mit "cis" oder "trans" benannt (siehe auch: Konfigurationsisomere)
- Eigenschaften von Fettsäuren
- Die Carbonsäuregruppe (COOH-Gruppe) ist polar und hydrophil, der Kohlenwasserstoffteil ist apolar und hydrophob
- Je länger eine Fettsäure, desto höher ist ihr Schmelzpunkt
- Fettsäuren mit cis-Doppelbindungen sind gewinkelt bzw. „abgeknickt“, dadurch können sie sich weniger eng aneinander lagern
- Je mehr (cis‑)Doppelbindungen in einer Fettsäure vorliegen, desto niedriger ist ihr Schmelzpunkt
- Ungesättigte Fettsäuren können durch Sauerstoff radikalisch oxidiert werden (sog. Lipidperoxidation). Das Fettsäureradikal entsteht dabei in der Molekülposition, in der es am besten stabilisiert werden kann. Bei ungesättigten Fettsäuren ohne weitere funktionelle Gruppen gilt für die Oxidationswahrscheinlichkeit allgemein: α-Position zu zwei Doppelbindungen > α-Position zu einer Doppelbindung
Die wichtigsten gesättigten Fettsäuren | |||
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Trivialname | Chemischer Name | Summenformel | Bedeutung |
Buttersäure |
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Palmitinsäure |
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Stearinsäure |
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Die wichtigsten einfach ungesättigten Fettsäuren | |||
Ölsäure |
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Nervonsäure |
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Die wichtigsten mehrfach ungesättigten Fettsäuren | |||
Linolsäure |
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Linolensäure |
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Arachidonsäure |
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Triacylglycerine
Triacylglycerine (TAGs) sind wichtige Nahrungsbestandteile und die Speicherform der Fettsäuren. Sie bestehen aus einem Molekül Glycerin , das mit drei Fettsäuren verestert ist. Siehe außerdem entsprechende Abschnitte: Lipogenese (für Aufbau), Lipolyse (Abbau) und Regulation des TAG-Stoffwechsels.
- TAGs: Alle drei Hydroxylgruppen des Glycerins sind mit Fettsäuren verestert
- Monoacyl-/Diacylglycerine: Nur eine bzw. zwei der Hydroxylgruppen des Glycerins sind mit Fettsäuren verestert
Verdauung und Resorption
- Verdauung und Resorption: Siehe: Lipidverdauung und -resorption
- Weiterverarbeitung in Enterozyten
- Kurz- und mittelkettige Fettsäuren: Passieren den Enterozyten und gelangen ins Pfortaderblut, wo sie an Albumin gebunden transportiert werden
- Langkettige Fettsäuren: Werden aktiviert und mit Monoacylglycerin reverestert, sodass wieder TAGs entstehen
- Aktivierung
- Veresterung
- Aus Monoacylglycerin und aktivierten Fettsäuren (Acyl-CoA) entstehen wieder TAGs
- Transport der TAGs zum Golgi-Apparat
- Bildung von Chylomikronen
- Assoziation mit dem amphiphilen Apolipoprotein B-48 und Phospholipiden
- Sekretion: Chylomikronen werden in die Lymphe sezerniert und gelangen über den Ductus thoracicus ins Blut
Abbau
Abbau der Fettsäuren
- Ziel: Energiegewinnung
- Ort: An der Außenseite der Mitochondrien und in der Mitochondrienmatrix
- Ablauf: Verläuft in drei Schritten
- Aktivierung der Fettsäuren (an der zytosolischen Seite der äußeren Mitochondrienmembran)
- Enzym: Acyl-CoA-Synthetase, katalysiert zwei Reaktionsschritte
- Reaktion der Fettsäure mit ATP, wobei sich ein Carbonsäure-Phosphorsäure-Anhydrid in Form von Acyladenylat bildet
- Übertragung der Acylgruppe auf Coenzym A (CoA), dabei entstehen Acyl-CoA und AMP
- Enzym: Acyl-CoA-Synthetase, katalysiert zwei Reaktionsschritte
- Transport von Acyl-CoA ins Mitochondrium
- Acylgruppe wird unter Abspaltung des CoA-Restes auf Carnitin übertragen (Enzym: Acylcarnitin-Transferase I)
- Acylcarnitin gelangt durch Porine in den Intermembranraum des Mitochondriums
- Acyliertes Carnitin wird über den Carnitin-Acylcarnitin-Transporter (CACT) aktiv durch die innere Mitochondrienmembran in die Mitochondrienmatrix transportiert
- In der Matrix wird der Acylrest wieder auf ein CoA übertragen (Enzym: Acylcarnitin-Transferase II)
- β-Oxidation (in der Mitochondrienmatrix): Zyklischer Prozess, bei dem die Fettsäuren vom Carboxylende her abgebaut werden
- Es werden jeweils zwei C-Atome in Form von Acetyl-CoA abgespalten und die restliche Fettsäure am β-C-Atom oxidiert
- Pro abgespaltener Acetyl-CoA-Einheit werden je ein Molekül FAD, Wasser (H2O) und NAD+ benötigt
- Die entstehenden Acetyl-CoA-Moleküle werden dann in den Citratzyklus eingeschleust.
- Aktivierung der Fettsäuren (an der zytosolischen Seite der äußeren Mitochondrienmembran)
Acyl-CoA und Acetyl-CoA dürfen nicht miteinander verwechselt werden! Acyl-CoA ist eine Sammelbezeichnung für alle aktivierten Fettsäuren. Acetyl-CoA ist das Acyl-CoA der Essigsäure ("Acetat")!
Die Reaktionsschritte der β-Oxidation | ||||
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Reaktion | Substrat | Enzym | Produkt | Besonderheiten |
1. Oxidation zwischen C2 (α) und C3 (β) |
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2. Hydratisierung |
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3. Oxidation |
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4. Thiolyse |
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Die Enoyl-CoA-Hydratase kann auch nur die trans-Form des Enoyl-CoA verwenden. Entsteht ausnahmsweise cis-Enoyl-CoA, so wird dies durch eine Isomerase in trans-Enoyl-CoA umgewandelt!
MCAD-Mangel, VLCAD-Mangel und LCHAD-Mangel
Eine sehr seltene autosomal-rezessive Erkrankung ist der Defekt der Acyl-CoA-Dehydrogenase, die mit einer Störung des Fettsäureabbaus einhergeht. Der erste Schritt der β-Oxidation in den Mitochondrien kann dann nicht stattfinden und es kommt zu einer Akkumulation des Zwischenprodukts Acylcarnitin, einer Transportform von Acyl-CoA. Die Erkrankung betrifft zumeist den Abbau der mittelkettigen Fettsäuren und wird dann als MCAD-Mangel (MCAD = medium-chain acyl-CoA dehydrogenase) bezeichnet. Ist der Abbau der langkettigen Fettsäuren betroffen, heißt der Defekt VLCAD-Mangel (VLCAD = very long-chain acyl-CoA dehydrogenase) oder LCHAD-Mangel (LCHAD = long-chain acyl-CoA dehydrogenase).
Abbau langkettiger Fettsäuren
Die β-Oxidation von langkettigen Fettsäuren (insb. solche mit einer Länge von mehr als 20 C-Atomen) bis zum Octanoyl-CoA (8 C-Atome) findet in den Peroxisomen statt. Anschließend werden diese kürzeren C8-Fettsäuren zum weiteren Abbau in die Mitochondrien transportiert. Der erste Schritt der β-Oxidation – die Oxidation zwischen dem C2- und C3-Atom von Acyl-CoA – läuft dabei in den Peroxisomen anders ab als in den Mitochondrien.
- Peroxisomen: β-Oxidation bis zum C8-Körper
- Schritt 1 (Oxidation zwischen C2 und C3)
- Schritt 2 bis 4: Entsprechen den Reaktionsschritten, wie sie auch in Mitochondrien stattfinden (s.o.)
- Mitochondrien: β-Oxidation der C8-Fettsäuren
Abbau ungeradzahliger Fettsäuren
Ungeradzahlige Fettsäuren durchlaufen ebenfalls die β-Oxidation. Im letzten Schritt bleibt allerdings nicht Acetyl-CoA übrig, sondern Propionyl-CoA, welches in Succinyl-CoA umgewandelt und dem Citratzyklus zugeführt wird.
- Reaktionsschritte
Abbau mehrfach ungesättigter Fettsäuren
Auch mehrfach ungesättigte Fettsäuren wie Linolensäure werden in der β-Oxidation abgebaut. Dafür sind allerdings zwei zusätzliche Enzyme notwendig, eine Isomerase und eine Reduktase. Diese wandeln die Doppelbindungen um und „verschieben“ sie so, dass die entstehende Fettsäure von den Enzymen der β-Oxidation abgebaut werden kann.
- Reaktionsschritte am Beispiel der Linolensäure
- Drei reguläre Abbauzyklen wie bei der β-Oxidation der gesättigten Fettsäuren, bis die erste Doppelbindung der mehrfach ungesättigten Fettsäure in cis-Δ3-Konfiguration vorliegt
- Isomerisierung der cis-Δ3-Doppelbindung in eine trans-Δ2-Doppelbindung durch die cis-Δ3-Enoyl-CoA-Isomerase
- Ein Abbauzyklus wie bei der β-Oxidation der gesättigten Fettsäuren ab dem zweiten Reaktionsschritt (Hydratisierung) , bis die erste der zwei verbleibenden Doppelbindungen zwischen dem C4- und C5-Atom zu liegen kommt (cis-Δ4-Doppelbindung)
- Einführung einer zusätzlichen trans-Doppelbindung zwischen C2 und C3 unter Bildung von trans-Δ2-cis-Δ4-Dienoyl-CoA durch die Acyl-CoA-Dehydrogenase
- Umwandlung von 2,4-Dienoyl-CoA in trans-Δ3-Enoyl-CoA durch die 2,4-Dienoyl-CoA-Reduktase
- Isomerisierung von trans-Δ3-Enoyl-CoA zu trans-Δ2-Enoyl-CoA, ebenfalls durch die cis-Δ3-Enoyl-CoA-Isomerase
- Kompletter Abbau des verbleibenden Acylrests in der β-Oxidation
Abbau der TAGs (Lipolyse)
Die Lipasen spalten die TAGs in Glycerin und drei Fettsäuren. Glycerin wird vom Fettgewebe an das Blut abgegeben und nach der Aktivierung zu Glycerinaldehyd-3-phosphat (GAP) in die Glykolyse eingeschleust, während die Fettsäuren der β-Oxidation zugeführt werden.
Abbau des Glycerins | ||||
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Reaktion | Substrat | Enzym | Produkt | Besonderheiten |
1. Phosphorylierung von Glycerin |
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2. Oxidation von α-Glycerophosphat |
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3. Isomerisierung von DAP |
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Synthese und Speicherung
Gesättigte Fettsäuren können von nahezu allen Zellen des menschlichen Körpers hergestellt werden, Hauptsyntheseort ist allerdings die Leber. Auch ungesättigte Fettsäuren werden zum Großteil in der Leber synthetisiert.
Synthese gesättigter Fettsäuren
In der Fettsäuresynthese werden hauptsächlich Palmitinsäure (C16) und Stearinsäure (C18) hergestellt. Die Synthese der Fettsäuren ist keine Umkehr der β-Oxidation. Folgende wichtige Unterschiede liegen vor:
β-Oxidation | Fettsäuresynthese | |
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Lokalisation | ||
Enzyme |
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Cofaktoren |
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Bausteine |
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Die Fettsäuresynthase
Die Fettsäuresynthase ist ein Multienzymkomplex, der den Großteil der Reaktionen der Fettsäuresynthese katalysiert .
- Aufbau: Die Fettsäuresynthase besteht aus zwei gleichen Untereinheiten (sog. Homodimer), die jeweils drei Domänen mit unterschiedlichen Enzymaktivitäten enthalten. Von entscheidender Bedeutung sind auch die zwei reaktiven SH-Gruppen (die zentrale und die periphere SH-Gruppe), an die die Substrate während der gesamten Synthese gebunden bleiben.
- Domäne 1: Domäne des Substrateintritts
- Acetyl-Transacylase
- ACP-Malonyl-Transacylase
- Acyl-Malonyl-kondensierendes Enzym
- Domäne 2: Domäne der Reduktion des Acylrests
- ACP (Acyl-Carrier-Protein)
- β-Ketoacyl-Reduktase
- Dehydratase
- Enoyl-Reduktase
- Domäne 3: Domäne der Freisetzung
- Thioesterase
- Domäne 1: Domäne des Substrateintritts
Ablauf der Fettsäuresynthese
Zu Beginn der Fettsäuresynthese wird ein Starter-Acetylrest gebildet. Das dafür benötigte Acetyl-CoA wird v.a. aus dem Endprodukt der Glykolyse, dem Pyruvat, gebildet. Dafür wird zytosolisches Pyruvat mithilfe eines Pyruvat-Carriers ins Mitochondrium befördert.
- Bereitstellung von zytosolischem Acetyl-CoA
- Citratsynthase: Katalysiert die Synthese von Citrat aus Acetyl-CoA und Oxalacetat
- Citrat-Malat-Shuttle: Transportiert Citrat über die innere Mitochondrienmembran ins Zytosol
- ATP-Citratlyase: Wandelt im Zytosol Citrat unter ATP-Verbrauch wieder in Acetyl-CoA und Oxalacetat um
- Bildung des Starter-Acetylrests
- Acetyl-Transacylase: Überträgt den Acetylrest eines Acetyl-CoAs zunächst auf die zentrale und dann weiter auf die periphere SH-Gruppe der Fettsäuresynthase
Zyklisch ablaufende Reaktionsschritte der Fettsäuresynthese | ||||
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Reaktion | Substrat | Enzym | Produkt | Besonderheiten |
1. Carboxylierung von Acetyl-CoA |
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2. Bindung von Malonyl-CoA an die zentrale SH-Gruppe am ACP |
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3. Kondensation des Acetylrests an der peripheren SH-Gruppe mit dem Malonylrest an der zentralen SH-Gruppe |
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4. Reduktion des Acetacetylrests |
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5. Dehydratisierung |
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6. Reduktion des trans-Enoylrests |
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Der Zyklus der Fettsäuresynthese wird so oft durchlaufen, bis die Fettsäure fertiggestellt ist! So lange bleibt die entstehende Fettsäure im Multienzymkomplex gebunden!
Die Fettsäuresynthase synthetisiert fast ausschließlich Palmitinsäure (C16) und Stearinsäure (C18)!
Synthese ungesättigter Fettsäuren
Der Körper benötigt neben den gesättigten auch ungesättigte Fettsäuren. Die essenziellen ungesättigten Fettsäuren (Linolsäure und Linolensäure ) müssen dem Körper mit der Nahrung zugeführt werden, die nicht-essenziellen ungesättigten Fettsäuren können in der Leber aus gesättigten Fettsäuren synthetisiert werden.
- Ablauf
- Ein Komplex aus drei membrangebundenen Enzymen, der als Desaturase bezeichnet wird und auf der zytosolischen Seite des glatten ER Doppelbindungen in langkettige Fettsäuren einfügt
- Oxidationsmittel ist molekularer Sauerstoff: Pro Doppelbindung werden zwei Moleküle H2O freigesetzt
-
Aus der essenziellen Fettsäure Linolsäure kann die Arachidonsäure synthetisiert werden, die als Ausgangssubstanz für die Synthese der Eicosanoide dient
- Synthese der Arachidonsäure: Linolsäure wird an Δ6 desaturiert → Kettenverlängerung um zwei C-Atome → Desaturierung an Δ5
Synthese der TAGs (Lipogenese)
Die TAG-Synthese findet hauptsächlich in der Leber und im Fettgewebe statt. Sowohl das Glycerin als auch die Fettsäuren müssen dafür aktiviert werden. Die fertigen TAGs werden entweder im Fettgewebe gespeichert oder als Energielieferant zum Muskel transportiert.
Aktivierung
-
Aktivierung des Glycerin-Bausteins (Synthese von Glycerin-3-phosphat)
- Entsteht als Abzweigung von der Glykolyse aus dem Zwischenprodukt Dihydroxyacetonphosphat (DAP) durch die Glycerin-3-phosphat-Dehydrogenase
- Durch die Glycerokinase
- Glycerin-3-phosphat kann insg. drei Esterbindungen eingehen: zwei mit langkettigen Fettsäuren und eine weitere Esterbindung mit einem Alkohol an der Phosphatgruppe (so entsteht ein Phosphodiester)
- Aktivierung der Fettsäurebausteine (Synthese von Acyl-CoA)
- Durch die Acyl-CoA-Synthetase
Ablauf der TAG-Synthese
Reaktion | Substrat | Enzym | Produkt |
---|---|---|---|
1. Verknüpfung von Glycerin-3-phosphat mit zwei Acyl-CoA-Molekülen |
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2. Abspaltung des Phosphatrests |
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3. Anfügen eines weiteren Acylrests |
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Speicherung der TAGs
TAGs werden in den Adipozyten des Fettgewebes in Form von Fetttröpfchen gespeichert.
- Aufbau eines Fetttröpfchens
- Innen: TAGs
- Außen: Hülle aus dem Protein Perilipin
Regulation
Regulation des Fettsäurestoffwechsels
Der Fettsäurestoffwechsel unterliegt einer strengen Regulation; Auf- und Abbau werden gegensinnig reguliert . Die Kontrolle wird zum einen hormonell, zum anderen allosterisch durch Stoffwechselprodukte realisiert.
Regulation der Acetyl-CoA-Carboxylase
Die Acetyl-CoA-Carboxylase stellt als Schrittmacherenzym der Fettsäuresynthese einen wichtigen Regulationspunkt dar. Die Regulation erfolgt mittels reversibler Phosphorylierung, die hormonell oder durch Stoffwechselprodukte ausgelöst werden kann. Auch Regulation im Sinne der negativen Rückkopplung kommt vor.
- Regulation mittels Stoffwechselprodukten
- AMP
- Aktiviert die AMP-abhängige Proteinkinase (AMPK)
- AMPK phosphoryliert die Acetyl-CoA-Carboxylase unter ATP-Verbrauch und hemmt sie damit
- ATP: Hemmt die AMPK
- Acyl-CoA
- Hemmt die Acetyl-CoA-Carboxylase im Sinne einer Endprodukthemmung
- Citrat
- Aktiviert die Acetyl-CoA-Carboxylase
- AMP
- Hormonelle Regulation
-
Glucagon und Katecholamine : Hemmen mittels des Second Messengers cAMP
- cAMP aktiviert die Proteinkinase A (PKA)
- PKA phosphoryliert die Acetyl-CoA-Carboxylase und hemmt sie damit
-
Insulin: Aktiviert die Acetyl-CoA-Carboxylase
- Zusätzlich steigert Insulin die Synthese der Acetyl-CoA-Carboxylase über den Transkriptionsfaktor SREBP-1c
-
Glucagon und Katecholamine : Hemmen mittels des Second Messengers cAMP
Die phosphorylierte Form der Acetyl-CoA-Carboxylase ist inaktiv, die dephosphorylierte Form ist aktiv!
Regulation der Fettsäuresynthase
Die Fettsäuresynthase wird größtenteils auf Transkriptionsebene reguliert.
- Insulin und Glucose: Induzieren die Transkription über den Transkriptionsfaktor SREBP-1c
- Glucagon, Katecholamine, Fettsäuren: Unterdrücken die Transkription
Regulation des TAG-Stoffwechsels
TAGs sind wichtig für den Energiehaushalt des Organismus, weshalb ihr Stoffwechsel sehr strengen Regulationsmechanismen unterliegt. Eine wichtige Rolle spielen hierbei die Hormone Insulin und Glucagon und der Second Messenger cAMP.
- Allgemeine Aspekte der Regulation: Die Ernährungssituation und die Zusammensetzung der Nahrung haben einen Einfluss auf den TAG-Stoffwechsel.
- Hoher Kohlenhydratanteil: Insulinvermittelte Stimulation der Fettsäuresynthese, da überschüssige Glucose in Form von TAGs im Fettgewebe gespeichert wird
- Hoher Lipidanteil: Hemmt die Fettsäuresynthese, da die TAGs direkt aus Nahrungsfetten synthetisiert werden können
- Nahrungskarenz: Glucagon- und Katecholamin-vermittelte Steigerung der Lipolyse und Hemmung der Fettsäuresynthese
- Spezifische Regulation durch einzelne Hormone
- Regulation der hormonsensitiven Lipase (HSL): Erfolgt cAMP-abhängig
- Regulation der Glycerin-3-phosphat-Acyltransferase: Ebenfalls cAMP-abhängig und mittels des Transkriptionsfaktors SREBP-1
- cAMP aktiviert die PKA
- PKA phosphoryliert die Glycerin-3-phosphat-Acyltransferase und inaktiviert sie damit
- SREBP-1 hingegen induziert die Glycerin-3-phosphat-Acyltransferase
- Regulation über das Glucoseangebot: Die Fettzellen beziehen das benötigte Glycerin-3-phosphat aus der Glykolyse. Das Glucoseangebot der Zelle ist daher von entscheidender Bedeutung.
- Hohes Glucoseangebot: Stimuliert die Lipogenese
- Niedriges Glucoseangebot: Stimuliert die Lipolyse
- Regulation durch Apolipoprotein C-II (Apo C-II): Bestandteil von Chylomikronen und VLDL
- Aktiviert die Lipoproteinlipase, die auf den Endothelien von Muskel- und Fettgewebe exprimiert ist → Abbau der in den Chylomikronen enthaltenen TAGs
Hypertriglyceridämie
Eine erhöhte Konzentration an TAGs im Blut bezeichnet man als Hypertriglyceridämie. Sie gehört zur großen Gruppe der Fettstoffwechselstörungen (Dyslipidämien) und kann sowohl genetisch (Mangel an Lipoproteinlipase) als auch alimentär bedingt sein (Adipositas, Alkoholismus). Genau wie die Hyperlipoproteinämien stellt die Hypertriglyceridämie ein Risiko für Gefäßerkrankungen dar (Atherosklerose, koronare Herzkrankheit, periphere arterielle Verschlusskrankheit).
Wiederholungsfragen zum Kapitel Fettsäuren und Triacylglycerine
Chemische Struktur
Wie unterscheiden sich ungesättigte und gesättigte Fettsäuren in ihrer chemischen Struktur?
Wovon hängt der Schmelzpunkt einer Fettsäure ab?
Wie lautet der chemische Name und die Summenformel der Palmitinsäure?
Wie lautet die Summenformel der Ölsäure? Wo und in welcher Form kommt sie vor?
Wie lässt sich die Stellung der Doppelbindungen in ungesättigten Fettsäuren angeben? Verdeutliche dies am Beispiel der Linolensäure!
Beschreibe die Linolsäure und die Arachidonsäure hinsichtlich ihrer chemischen Struktur, der Lage ihrer Doppelbindungen und ihrer Bedeutung für den menschlichen Körper!
Verdauung und Resorption
Wie werden kurz-, mittel- und langkettige Fettsäuren nach ihrer Resorption durch die Enterozyten jeweils weiter verstoffwechselt?
Abbau
Welcher Teil des Fettsäureabbaus findet im Zytosol statt?
Wo findet die β-Oxidation von Fettsäuren statt und was ist ihr Zweck?
Beschreibe grob die Schritte der β-Oxidation! Welche Cofaktoren werden in welcher Anzahl benötigt?
Bei der β-Oxidation finden eigentlich zwei Oxidationen statt. Von welchen Enzymen werden diese jeweils katalysiert?
Weshalb muss während der β-Oxidation ggf. entstandenes cis-Enoyl-CoA in trans-Enoyl-CoA umgewandelt werden?
Welche Fettsäuren werden zuerst in den Peroxisomen abgebaut und worin unterscheidet sich die peroxisomale von der mitochondrialen β-Oxidation?
Welches Endprodukt entsteht bei der β-Oxidation ungeradzahliger Fettsäuren und welche Cofaktoren sind an dessen weiterer Verstoffwechslung beteiligt?
Welche Reaktion wird von der Glycerokinase (Syn. Glycerinkinase) katalysiert? Welche beiden Aufgaben erfüllt sie damit?
Synthese und Speicherung
Was geschieht im ersten Schritt der Fettsäuresynthese und welche Cofaktoren werden benötigt?
Wie wird verhindert, dass neu gebildete freie Fettsäuren gleich wieder im Mitochondrium abgebaut werden?
In welchem Schritt der Fettsäuresynthese wird CO2 freigesetzt?
Wie werden nicht-essenzielle ungesättigte Fettsäuren synthetisiert?
Beschreibe die einzelnen Schritte der Arachidonsäuresynthese!
Regulation
Welches ist das Schrittmacherenzym der Fettsäuresynthese und wie wird es aktiviert bzw. inaktiviert?
Erläutere die Regulation der Fettsäuresynthese über Stoffwechselprodukte!
Wie wirkt Insulin im Lipidstoffwechsel kurzfristig anabol?
Eine Sammlung von allgemeineren und offeneren Fragen zu den verschiedenen prüfungsrelevanten Themen findest du im Kapitel Beispielfragen aus dem mündlichen Physikum.
Meditricks
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β-Oxidation
Fettsäuresynthese
TAG-Synthese (Lipogenese)
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