Beta-oksydacja kwasów tłuszczowych, ciała ketonowe, aceton, kwasica ketonowa, acetylokoenzym A, kwas palmitynowy, stearynowy

Kwasy tłuszczowe stanowią bardzo wydajne źródło energii niezbędnej do napędzania procesów życiowych komórek. Owa energia pozyskiwana jest z nich dzięki trzem następującym kolejno po sobie procesom: beta-oksydacji, cyklowi Krebsa i łańcuchowi oddechowemu. Wszystkie one przebiegają w mitochondriach - ważnych organellach komórkowych.
Beta-oksydacja polega na kolejnym odcinaniu jednostek dwuwęglowych (w postaci acetylokoenzymu A) od łańcucha węglowodorowego kwasu tłuszczowego, co skutkuje jego stopniowym skracaniem, aż do całkowitego zmetabolizowania.
Powstające jednostki acetylokoenzymu A (acetylo-CoA) są substratem dla cyklu Krebsa, gdzie ulegają dalszemu utlenieniu z pozyskaniem energii.
Dodatkowo, podczas beta-oksydacji redukowane są nośniki NAD i FAD, które następnie włączają się bezpośrednio w produkcję nośników energii w łańcuchu oddechowym.

Poniżej - schemat beta-oksydacji:

Przykładowo: kwas palmitynowy C₁₅H₃₁COOH ma 16 atomów węgla, więc w procesie jego całkowitej beta-oksydacji powstanie 8 jednostek dwuwęglowych. Natomiast z kwasu stearynowego C₁₇H₃₅COOH powstanie tych jednostek 9.

Podsumowując: całkowite utlenienie (wszystkie 3 procesy) 1 cząsteczki popularnego kwasu tłuszczowego - kwasu palmitynowego daje aż 129 cząsteczek ATP - nośnika energii dla komórki. Dla porównania: z jednej cząsteczki cukru - glukozy, uzyskujemy tylko 38 cząsteczek ATP.

Beta-oksydacja nienasyconych kwasów tłuszczowych przebiega podobnie, ale celem poradzenia sobie z ich wiązaniami podwójnymi typu cis, w procesie tym dodatkowo uczestniczą enzymy z grupy izomeraz (zamiana wiązań cis na trans lub położenia wiązań trans) i reduktaz (uwodorowanie wiązań podwójnych trans).

W przypadkach głodzenia lub wystąpienia cukrzycy, wątroba człowieka utlenia w dużych ilościach kwasy tłuszczowe. Powoduje to wzrost stężenia produktu beta-oksydacji - acetylokoenzymu A i jego wykorzystanie w reakcjach prowadzących do powstania ciał ketonowych.
Wyróżniamy 3 ciała ketonowe: aceton, kwas acetooctowy i kwas 3-hydroksymasłowy. Mogą być one wykorzystywane przez tkanki pozawątrobowe jako źródło energii, ale, jeśli mimo to, ich stężenie we krwi jest wysokie, to mamy do czynienia ze stanem patologicznym - kwasicą ketonową.
Nieleczona kwasica ketonowa jest groźna i poprzez stany osłabienia, zaburzeń świadomości i śpiączki, prowadzi do zgonu.
MACIEJ PANCZYKOWSKI