חמצון חומצות שומניות

ה חמצון חומצות שומניות אוֹ שריפת שומן חשיבותו הגדולה ביותר בייצור אנרגיה עבור תהליכים רבים בגוף. זה מתרחש במיטוכונדריה של כמעט כל התאים. הורמונים שונים, פעילות גופנית ורכיבים מסוימים בתזונה מאוזנת יכולים לעורר שריפת שומן.

מהי חמצון של חומצות שומן?

באופן קפדני, חמצון של חומצות שומן הוא תגובה כימית בה חומצת השומן משחררת אלקטרון אחד או יותר. אלה תופסים על ידי שותף אחר לתגובה, המקבל האלקטרונים (לטינית, מתאימים, לקבל).

בביוכימיה, התגובות המטבוליות הללו מסוכמות תחת המונח חמצון שומן, התורמות לספק אנרגיה כ- חמצון b, חמצון או חמצון w. שלוש הצורות הללו שונות זו מזו מבחינת אטום הפחמן עליו מתרחש החמצון. החמצון b (חמצון בטא) הוא החשוב ביותר, כאשר "בטא" מציין שהתגובות מתרחשות על אטום הפחמן השלישי של חומצת השומן.

מספר חמצון של חומצות שומן מוגבר על ידי מספר הורמונים. הורמוני גדילה, גלוקגון כאנטגוניסט לאינסולין והורמוני בלוטת התריס כמו גם אדרנלין הם חלק ממנו. יתר על כן, חומרים שונים המסופקים לגוף באמצעות תזונה מאוזנת מעודדים שריפת שומן. קרניטין מאפשר להעביר לתאים, מגנזיום נדרש לפעולה של אנזימים שונים ומתוך חומצת האמינו מתיונין, יחד עם ליזין ובנוכחות ויטמין C, הגוף יכול לייצר קרניטין עצמו.

פונקציה ומשימה

שריפת השומן מבטיחה כי לגופנו יש אנרגיה מספקת לבניית הפרקים, פירוק והבנייה מחדש ללא הפרעה. חמצון שומן מתרחש במיטוכונדריה של התאים. איברוני תאים אלה מתוארים אפוא גם כתחנות הכוח של התאים.

חמצון חומצות השומן מתרחש במספר שלבים. ראשית, יש להפעיל את חומצת השומן בהשתתפות הקואנזים A כמולקולת מפתח. חומצת שומן מופעלת זו נכנסת למיטוכונדריון בעזרת העברות קרניטין שונות. Transferases הם אנזימים המעבירים קבוצות כימיות. קרניטין ממלא תפקיד חשוב בהובלה זו. בגזרת הכושר, קרניטין משמש כתוסף תזונה מכיוון שתאי השריר זקוקים לו לייצור אנרגיה.

לאחר המיטוכונדריה מתחיל ההתמוטטות בפועל. זה נתון לרצף חוזר של שלבי תגובה המסתיים כאשר נוצר המוצר הסופי אצטיל CoA. בהתאם למבנה חומצת השומן (מספר אטומי פחמן, אפילו או משונה, חומצות שומן רוויות או בלתי רוויות), יש צורך בצעדים נוספים. חומצות שומן לא ממוספרות יוצרות מוצר שניתן להשתמש בו רק לייצור אנרגיה לאחר ההמרה בתגובה נוספת במחזור חומצות הלימון שלאחר מכן.

חמצון שומן מתמשך בגוף, אך בדרגות שונות. זה נקבע על ידי הצורך באנרגיה ותלוי בפעילות גופנית. שריפת שומן מופעלת עם הגדלת משך האימון. בתחילת הפעילות הגופנית, הורמונים שונים מבטיחים ליפוליזה מוגברת, כלומר פירוק שומנים לחומצות שומן בשרירים וברקמת השומן. השומנים יכולים להגיע ממזון ומרקמת השומן של הגוף עצמו. ההורמון אדרנלין תורם לליפוליזה מוגברת. אכילת תזונה עשירה בפחמימות מעלה את רמות האינסולין ובכך מורידה את חמצון השומן.

מחקרים רבים בדקו את הגורמים המובילים לשרוף מוגבר של שומן. במיוחד בענף הכושר ולתוכניות להפחתת משקל, נועצים דמויות מפתח כמו Fatmax (קצב שריפת השומן המרבי) ופיתוח בדיקות מיוחדות לקביעתן. בנוסף לרמת האימונים, עוצמת האימון ומשך ההשפעה משפיעים על קצב חילוף החומרים השומן. תנודות אינדיבידואליות חזקות מקשות על ניבוי איזה סוג של פעילות גופנית תוביל לשריפת שומן מירבית אצל כל אדם.

מחלות ומחלות

חמצון בחומצות שומן מוגבלת נפוץ בעיקר בקרב אנשים הסובלים מעודף משקל. ההורמון האינסולין הלבלב תורם לכך מכיוון שהוא מגרה את תאי השומן לאגירת שומן ומעכב שריפת שומן. לכן אנשים הסובלים מעודף משקל עם ריכוזי אינסולין גבוהים מאוד מתקשים במיוחד להפחית במשקל באמצעות ירידה בשומן.

בנוסף, ישנן הפרעות מולדות בחמצון של חומצות שומן. אנזימים חשובים להובלה ולהמרה של חומצות השומן חסרים או שאינם זמינים מספיק. כתוצאה מכך, הפירוק וכך גם יצירת האנרגיה מופרע. בנוסף, מצטברים מוצרי ביניים לא מגובים, המפעילים תגובות רעילות בשרירים, במוח ובכבד. קבוצה אחת של מחלות משפיעה על חילוף החומרים של קרניטין. אם מעט מדי קרניטין זמין בכליות ובשרירים, פחות חומצות שומן נספגות בתאי האיברים הללו. בגיל הגן הילדים הפגועים מראים חולשת שרירים ולב לא מתפקד (אי ספיקת לב).

המצב מחמיר באופן דרמטי במיוחד לאחר צום או אחרי שלשול. בהפרעות אלה מטופלים אספקת קרניטין, לעיתים קרובות כזריקה. אם הטרנספר המעביר (מחסור בקרניטני פלמיטיטיל טרנספרז 1) מושפע, הילדים מראים נזק לכבד ומוח בגיל צעיר.

הפרעה אחרת פוגעת בסוג אחר, קרניטין פלמיטיטיל טרנספרז 2. ההשפעות של מחסור זה מופיעות בגיל ההתבגרות או הבגרות כחולשת שרירים לאחר לחץ, זיהומים והפסקות מזון. תזונה דלת שומן עשירה בפחמימות ותוספת טריגליצרידים משפרת את המצב.

אם התגובה המיטוכונדרית מושפעת ולא מחמצון הבטא בפועל, הדבר עשוי להיגרם כתוצאה מפגם באנזים דה-הידרוגנז. אם ה- dehydrogenase acyl-CoA-chain-chain (מחסור ב- MCAD) אינו זמין בכמויות מספיקות, נוצרים מצבים מסכני חיים אם הם לא מטופלים. היעדר דה-הידרוגנזים, הממירים חומצות שומן ארוכות מאוד שרשרת (מחסור ב- VLCAD), מוביל לנזק המשפיע על הלב ומביא לירידה בריכוז הסוכר בדם. כטיפול, חולים עם שתי צורות של מחסור בדהידרוגנז מקבלים כמויות גדולות של פחמימות ותערובת של חומצות שומן באורך בינוני או ארוך יותר המותאמות לסיבת המחלה.