Название: Fizjologia żywienia
Автор: Коллектив авторов
Издательство: OSDW Azymut
Жанр: Медицина
isbn: 978-83-200-5879-6
isbn:
Lipaza wrażliwa na hormony jest aktywna w formie ufosforylowanej, a jej fosforylacja następuje w wyniku działania kinazy białkowej A, zależnej od cyklicznego-3′,5′-adenozynomonofosforanu (cyclic adenosine monophosphate, cAMP). Tym samym hormony i substancje organiczne powodujące zwiększenie stężenia cAMP w adipocycie odpowiadają w dużej mierze za indukcję lipolizy. Wzrost stężenia cAMP może odbywać się na dwa sposoby: poprzez stymulację cyklazy adenylanowej produkującej cAMP lub poprzez hamowanie fosfodiesterazy powodującej rozkład cAMP do 5′-AMP. Adrenalina oraz noradrenalina (za pośrednictwem receptorów β-adrenergicznych), a także hormony tarczycy, hormon wzrostu, hormon adrenokortykotropowy (adrenocorticotropic hormone, ACTH), hormon tyreotropowy (thyroid stimulating hormone, TSH), wazopresyna i glukagon wzmagają lipolizę poprzez pobudzanie cyklazy adenylanowej. Natomiast hormony tarczycy oraz metyloksantyny, takie jak kofeina czy teofilina, prowadzą do hydrolizy triacylogliceroli, hamując aktywność fosfodiesterazy. Co więcej, istnieje również niezależny od cAMP szlak stymulacji lipolizy, w którym zaangażowane są glikokortykosteroidy (GKS), a ich działanie opiera się bezpośrednio na promowaniu biosyntezy białka lipazy wrażliwej na hormony. Ponadto GKS wraz z hormonami tarczycy uwrażliwiają adipocyty na działanie pozostałych substancji pobudzających lipolizę, wpływając na liczbę i funkcję receptorów β-adrenergicznych oraz intensyfikując ekspresję białek biorących udział w transdukcji sygnału.
Rycina 2.3. Zestawienie procesów lipolizy (lewa strona) i lipogenezy (prawa strona) (opis w tekście).
AT – acylotransferaza; ATGL (adipose triglyceride lipase) – lipaza triglicerydowa tkanki tłuszczowej; DAG – diacyloglicerol; FABP (fatty-acid-binding protein) – biało wiążące kwasy tłuszczowe; GLICEROLO-3P (glycerol-3-phosphate) – glicerolo-3-fosforan; HSL (hormone-sensitive lipase) – lipaza wrażliwa na hormony; LPL (lipoprotein lipase) – lipaza lipoproteinowa; MAG – monoacyloglicerol; MAGL (monoacylglycerol lipase) – lipaza 2-monoacyloglicerolowa; TAG – triacyloglicerol, VLDL (very-low-density lipoprotein) – lipo-proteina o bardzo małej gęstości; VLDL-R (very-low-density lipoprotein receptor) – receptor lipoproteiny o bardzo małej gęstości; WKT – wolny kwas tłuszczowy; WKT-ALB – kompleks wolnych kwasów tłuszczowych z albuminą.
*Do czynników pobudzających lipolizę zalicza się: adrenalinę, noradrenalinę, hormony tarczycy, glikokortykosteroidy, hormon wzrostu, ACTH, TSH, wazopresynę, glukagon i metyloksantyny.
Podstawowymi czynnikami zaangażowanymi w hamowanie lipolizy są, z kolei, insulina oraz WKT, które uwalniane w jej przebiegu gromadzą się w komórkach tłuszczowych, gdzie osiągają coraz wyższe stężenia, ograniczając w ten sposób szybkość procesu, w którym powstały. WKT mają zdolność bezpośredniego hamowania lipazy wrażliwej na hormony, a ich pośrednie działanie wyraża się zmniejszaniem aktywności cyklazy adenylanowej. Insulina zaś blokuje lipolizę w wielu mechanizmach, począwszy od stymulacji defosforylacji lipazy wrażliwej na hormony przez fosfatazę lipazy, co powoduje jej przejście w stan nieaktywny, przez hamowanie cyklazy adenylanowej i pobudzanie fosfodiesterazy, na ograniczaniu drogi niezależnej od cAMP skończywszy. Lipoliza może również ulegać zahamowaniu pod wpływem prostaglandyny E1, kwasu nikotynowego, adenozyny oraz pobudzenia receptorów α-adrenergicznych przez katecholaminy, co odbywa się poprzez inhibicję cyklazy adenylanowej.
Ponadto, równocześnie z aktywacją lipazy wrażliwej na hormony, kinaza białkowa A prowadzi do fosforylacji perilipiny – białka, które, pokrywając powierzchnię kropelek tłuszczowych, chroni je przed działaniem lipaz. Fosforylacja wymusza zmianę konformacji perilipiny, co powoduje, że dysocjuje ona od swojego miejsca wiązania, zapewniając przestrzeń do działania lipazy triglicerydowej tkanki tłuszczowej oraz lipazy wrażliwej na hormony. Aktywacja perilipiny do złudzenia przypomina więc zjawiska fizjologiczne zachodzące podczas skurczu mięśni poprzecznie prążkowanych, gdy zmiana położenia przestrzennego tropomiozyny, spowodowana przyłączeniem jonów wapnia do troponiny C, odsłania miejsce wiązania miozyny na filamencie aktynowym i umożliwia skurcz sarkomeru. Ufosforylowana perilipina zwiększa również aktywność lipazy triglicerydowej tkanki tłuszczowej, gdyż uwalnia cząsteczki jej kofaktora, które w stanie niepobudzonym są związane z defosforylowaną perilipiną, umożliwiając maksymalną lipolizę.
WKT powstające w procesie lipolizy mogą być uwalnianie do krwiobiegu, gdzie w zdecydowanej większości łączą się z albuminami osocza i tworzą pulę łatwo dostępnych kwasów tłuszczowych gotowych do wykorzystania w procesach energetycznych lub podlegają reestryfikacji, odtwarzając triacyloglicerole. Tymczasem wytworzony glicerol jest w całości usuwany do krwiobiegu, ponieważ w zwykłej postaci nie może brać udziału w syntezie triacylogliceroli, a w białej tkance tłuszczowej nie obserwuje się na ogół ekspresji kinazy glicerolowej odpowiedzialnej za tworzenie aktywnej formy glicerolu, mogącej podlegać dalszym przemianom.
Lipogeneza to proces anaboliczny, który polega na syntezie triacylogliceroli z WKT i glicerolo-3-fosforanu. Choć efektem końcowym jest powstanie cząsteczki triacyloglicerolu, lipogeneza nie jest jednak prostym odwróceniem lipolizy. Szlak lipogenezy jest bowiem katalizowany przez zupełnie inne enzymy (acylotransferazy), a jego substratami są nowe cząsteczki WKT, pobierane z krwiobiegu przez białka transportujące kwasy tłuszczowe. Większość WKT dostarczanych do adipocytów stanowią jednak nie kwasy tłuszczowe odłączane od transportujących je albumin, lecz kwasy tłuszczowe powstające w wyniku hydrolizy triglicerydów chylomikronów i lipoprotein o bardzo małej gęstości (very-low-density lipoprotein, VLDL) przy udziale lipazy lipoproteinowej (lipoprotein lipase, LPL). Obie lipoproteiny są najpierw wychwytywane przez ulegający ekspresji na błonie komórkowej adipocytów receptor VLDL, który przemieszcza je w bezpośrednie sąsiedztwo LPL.
W organizmie człowieka może zachodzić również lipogeneza de novo, w której wykorzystywana jest glukoza. Za pośrednictwem przyłączonych do błony komórkowej transporterów GLUT-4 (glucose transporter type 4) glukoza jest transportowana do cytoplazmy adipocytów. Tam następuje jej przekształcenie do acetylo-CoA, który służy do syntezy kwasów tłuszczowych, a także do aktywnej formy glicerolu – glicerolo-3-fosforanu.
Zarówno aktywność LPL, jak i translokacja transporterów GLUT-4 do błony komórkowej adipocytów są stymulowane przez insulinę, która pełni funkcję kluczowego regulatora lipogenezy. Dlatego lipogeneza wzmaga się po posiłkach, szczególnie bazujących na pokarmach o wysokim indeksie glikemicznym, gdy następuje wyrzut insuliny z ziarnistości komórek β wysp trzustkowych.
2.2.2. Funkcja wydzielnicza – adipokiny
Uważa się, że depozyty tłuszczu białego wykazują zdolność do syntezy i wydzielania nawet ponad 600 związków chemicznych. Jednakże nie wszystkie z tych substancji są uwalnianie bezpośrednio przez białe adipocyty, a w sekrecję biologicznie czynnych cząsteczek zaangażowane są także inne komórkowe składniki białej tkanki tłuszczowej – przede wszystkim komórki СКАЧАТЬ