Metabolomica / Metaboliti / Lipidi / Accumulo di energia
Lctionality nelle cellule si estende a, ma non è limitato a, mantenendo gradienti elettrochimici, partizionamento subcellulare, segnalazione cellulare primo e secondo messaggero, accumulo di energia, traffico di proteine e ancoraggio della membrana. L’importanza fisiologica dei lipidi è evidente quando si considerano o si osservano anomalie lipidiche, come l’aterosclerosi, il diabete, l’obesità e il morbo di Alzheimer. Lipidomics ” è uno studio basato su sistemi di tutti i lipidi, le molecole con cui interagiscono e la loro funzione all’interno di una cellula.”La rilevazione di varie specie lipidiche è stata resa più efficiente con i progressi nella spettrometria di massa a ionizzazione morbida, combinata con le moderne tecniche di separazione. I profili lipidici sono caratterizzati come uno spettro di massa della composizione e dell’abbondanza di lipidi contenuti da un estratto lipidico grezzo e potrebbero essere monitorati nel tempo e quando rispondono a stimoli specifici. Integrata con genomica, proteomica e metabolomica, la lipidomica dovrebbe consentire ai ricercatori di sviluppare una migliore comprensione della funzionalità lipidica, nei sistemi biologici. Inoltre, i ricercatori si aspettano una migliore comprensione dei meccanismi di malattia a base di lipidi, per lo screening dei biomarcatori e per il monitoraggio della terapia farmacologica, a seguito dei progressi lipidomici.
La biologia dei sistemi significa un vasto impatto sul futuro del trattamento e della prevenzione delle malattie. Il crescente interesse per l’influenza dei lipidi sulla biologia dei sistemi deve in gran parte ai progressi nella spettrometria di massa, che consentono profili lipidici dettagliati dalla preparazione minima del campione. Uno dei gruppi in via di sviluppo coinvolti nell’analisi dei lipidomi, nei metaboliti lipidici e nella strategia delle vie, è un consorzio che ha intrapreso la determinazione del lipidoma completo del macrofago del topo e delle sue risposte a una varietà di stimoli, compresi i lipidi ossidati e i lipopolisaccaridi. Si prevede che le terapie avanzino con la lipidomica man mano che gli effetti dei lipidi sugli stati patologici e le influenze che interferiscono con questi effetti diventano meglio comprese. L’integrazione dei dati lipidomici con i dati genetici, proteomici e metabolomici si rivela uno sforzo difficile, ma presumibilmente genererà nuovi paradigmi di modellazione.
http://www.jlr.org/cgi/content/full/47/10/2101
Per determinare l’impatto di tale assorbimento sulla distribuzione del grasso corporeo è stata condotta una ricerca sull’assorbimento differenziale del grasso alimentare nei depositi di tessuto adiposo. Per confrontare gli effetti del contenuto di grassi del pasto sull’assorbimento di grasso nei depositi di grasso sottocutaneo viscerale, superiore e inferiore del corpo, è stato utilizzato l’approccio bioptico del tracciante grasso del pasto/tessuto adiposo. Il contenuto di grassi è stato monitorato nelle donne in premenopausa. Inoltre, l’assunzione di acidi grassi, da pasti grassi normali e ricchi di grassi, è stata tracciata con trioleina.
I risultati sperimentali indicano che la percentuale di assunzione di grassi alimentari nei tre depositi monitorati non era diversa, tra i pasti. L’accumulo di grasso viscerale rappresentava circa il cinque percento dello smaltimento dei grassi del pasto, senza rispetto alla massa grassa viscerale. I soggetti che consumavano pasti grassi normali hanno avuto un aumento dell’assorbimento di acidi grassi del pasto nel grasso femorale, in funzione della massa grassa delle gambe. Questo aumento è identificato come una maggiore efficienza di assorbimento. C’è stato, tuttavia, un modello opposto osservato negli effetti di pasti grassi normali sul grasso omentale e pasti ad alto contenuto di grassi su tutti i depositi di grasso monitorati. Circa il quaranta per cento del grasso del pasto è stato ossidato, per entrambi i tipi di pasti, dopo ventiquattro ore.
I ricercatori hanno concluso che un maggiore tessuto adiposo della coscia nelle donne è direttamente associato a una maggiore efficienza dello stoccaggio del grasso del pasto, in specifiche condizioni di bilancio energetico. Tuttavia, una tendenza opposta è stata osservata nel grasso viscerale. Queste inferenze indicano la possibilità di diversi meccanismi che regolano l’assorbimento di acidi grassi, per diversi depositi. Pertanto, questi diversi meccanismi possono anche influire sulla distribuzione del grasso corporeo.
http://diabetes.diabetesjournals.org/cgi/content/full/56/10/2589
Lipidi in Energy StorageEdit
I lipidi sono piccole biomolecole insolubili in acqua contenenti generalmente acidi grassi, steroli o composti isoprenoidi . Ci sono una varietà di lipidi e ciascuno partecipa in modo univoco a diversi processi metabolici. I lipidi sono utilizzati come accumulo di energia tramite acidi grassi. Gli acidi grassi sono composti da acidi carbossilici attaccati a lunghe catene di idrocarburi. Questi sono carboni che possono variare da 4 a 36 carboni. Gli acidi grassi possono essere saturi, monoinsaturi o polinsaturi a seconda del numero di doppi legami attaccati allo scheletro di idrocarburi. Ad esempio, l’acido laurico saturo (n-Dodecnoico) esiste nella pianta di alloro ha uno scheletro di carbonio 12 (CH3(CH2)10COOH) con un rapporto 12:0 tra carbonio e doppio legame sulla sua catena idrocarburica.
Gli acidi grassi insaturi come l’acido palmitoleico (acido cis-9-esadecenoico) e l’acido oleico (acido cis-9-ottadecenico) hanno un singolo doppio legame tra il carbonio 8 e 9 sul suo scheletro di idrocarburi. Gli acidi grassi polinsaturi come l’acido arachidonico (acido cis-, cis-, cis-, cis-5,6,11,14 – icosatetraenoico) contenevano 4 doppi legami sul suo scheletro di idrocarburi.
Il tipo più comune di acido grasso che viene utilizzato per lo stoccaggio di energia è sotto forma di grassi neutri. I grassi neutri sono il tipo più semplice di lipidi e sono formati da tre legami estere di idrocarburi con un glicerolo altrimenti noto come triacilgliceroli. Questi grassi costituivano alimenti comuni come burro e olio d’oliva.
Questi grassi neutri sono efficienti fonte di accumulo di energia perché è completamente ridotto e può essere conservato anidro. Quando è completamente ridotto, questi acidi grassi sono pieni di elettroni che partecipano a un processo chiamato beta-ossidazione per produrre acetil CoA che può quindi integrato nel ciclo di glicolisi e acido citrico da energia in forma di ATP.
Immagine 2: Integrazione della beta-ossidazione con altre vie]
Articoli di peer-review
REGOLAZIONE COORDINATA DELLA LIPASI ORMONO-SENSIBILE E DELLA LIPOPROTEINA LIPASI NEL TESSUTO ADIPOSO UMANO IN VIVO: IMPLICAZIONI PER IL CONTROLLO DELLO STOCCAGGIO DEL GRASSO E DELLA MOBILIZZAZIONE DEL GRASSO.]
Qual è lo scopo principale di questo articolo? Questo articolo implica l’importante della regolazione in due diversi enzimi lipasi per la formazione di acidi grassi.
Termini:
Gli adipociti bianchi (cellule adipose bianche) -Noti anche come cellule uniloculari contengono una grande goccia lipidica circondata da un anello di citoplasma. Questi grassi sono memorizzati è in uno stato semi-liquido, ed è composto principalmente da trigliceridi e colesterolo estere.
Funzione: secernono resistina, adiponectina e leptina.
Endotelio-Uno strato di cellule piatte che rivestono gli spazi interni chiusi del corpo come l’interno dei vasi sanguigni e dei vasi linfatici (che trasportano la linfa, un fluido lattiginoso) e il cuore.
Lipogenesi-Il processo mediante il quale il glucosio viene convertito in acidi grassi, che vengono successivamente esterificati in glicerolo per formare i triacilgliceroli che sono confezionati in VLDL e secreti dal fegato.
Lipoproteine-Qualsiasi membro di un gruppo di sostanze contenenti sia lipidi (grassi) che proteine. Le lipoproteine nel plasma sanguigno sono state intensamente studiate perché sono il modo di trasporto per il colesterolo. (Enciclopedia Online Britannica)
Acidi grassi non esterificati (NEFA)-La frazione degli acidi grassi plasmatici non sotto forma di esteri di glicerolo. In altre parole, sono acidi grassi liberi che galleggiano nel sangue.
In che modo questo articolo è correlato a ciò che abbiamo imparato finora nel metabolismo?Nel nostro studio sul metabolismo degli acidi grassi come fonte di accumulo di energia, la regolazione e il controllo dell’enzima sono cruciali nella quantità di energia che produce e immagazzina energia. Questo articolo ha studiato la regolazione della lipoproteina lipasi (LPL) e lipasi ormone-sensibile (HSL) per quanto riguarda la deposizione di grasso e la mobilizzazione del triacilglicerolo nelle cellule adipose bianche . Il controllo della LPL consente l’attivazione e l’inattivazione della conservazione e del rilascio del grasso nei tessuti adiposi. Allo stesso modo i controlli di HSL consentono la mobilizzazione degli acidi grassi in altre vie per la sintesi. Da quello che sappiamo sull’accumulo di energia dai grassi, un acido grasso deve prima essere attivato nel citosol in cui entra nei mitocondri tramite la navetta carnitina. Nei mitocondri, la beta-ossidazione dell’acido grasso si verifica per rendere l’acetil coenzima A per la sintesi di ATP. L’insulina è anche menzionata nell’articolo come ormone regolatore. L’insulina inibisce la beta-ossidazione nei mitocondri ma consente il processo di sintesi degli acidi grassi. Quando il corpo ha bisogno di energia, o mancanza di glucosio, il corpo induce l’ormone glucagone per consentire la sintesi dello zucchero per gluconeogenesi. L’attivazione del glucagone consente di attivare l’acido grasso in cui può entrare nei mitocondri per sintetizzare l’acetil CoA. Il COA dell’acetile in così partecipa alla sintesi e allo stoccaggio dell’ATP.
INIBIZIONE DELLA BETA-OSSIDAZIONE MITOCONDRIALE COME MECCANISMO DI EPATOTOSSICITÀ]
Qual è lo scopo di questo articolo? Integrazione delle informazioni: L’importanza della beta-ossidazione nell’evitare disfunzioni biologiche.
Termini:
Epatotossicità-Il danno del fegato da sostanze chimiche prodotte nel corpo.
Epatociti-La maggior parte di queste cellule sono visibili nel fegato e nei mitocondri. Queste cellule sono coinvolte nella sintesi proteica, nella conservazione delle proteine e nella trasformazione dei carboidrati, nella sintesi di colesterolo, sali biliari e fosfolipidi, nella disintossicazione, nella modifica e nell’escrezione di sostanze esogene ed endogene.
Steatosi-Il processo che descrive la ritenzione anormale di lipidi all’interno di una cellula. Riflette una compromissione dei normali processi di sintesi e scomposizione del grasso dei trigliceridi.
Traslocazione-Il processo di spostamento della proteina da una cellula ad un’altra parte della cellula.
Chetogenesi-La rottura dell’acido grasso per formare corpi chetonici.
In che modo questo articolo si riferisce a ciò che abbiamo imparato finora il metabolismo?Questo articolo discute la gravità dei danni biologici interni che possono verificarsi se la beta-ossidazione degli acidi grassi è inibita. Come note, la beta-ossidazione è cruciale nell’essere umano perché il metabolismo dell’ATP da parte degli acidi grassi produce la maggior parte dell’ATP nel corpo. Nel corpo, il triacilglicerolo viene scomposto tramite beta-ossidazione nei mitocondri per produrre acetil CoA, che può entrare nel ciclo dell’acido citrico per produrre energia. L’acetil CoA è una molecola importante nel corpo, non solo per produrre ATP ma per consentire altri processi come la sintesi di corpi chetonici per il cuore. L’inibizione della beta-ossidazione può essere acquisita dal precursore della genetica o attraverso farmaci. Questi NEFA Diethylaminoethoxyhexestrol, perhexiline maleate e amiodarone sono i farmaci dannosi comuni che rimandano la beta-ossidazione nel corpo . Questi farmaci sono spesso utilizzati per i trattamenti di malattia coronarica. Con beta-ossidazione inibito conseguenze problematiche come steatosi microvesicolare, citopatie mitocondriali, e vari errori congeniti si pone. La sindrome pancreatica si verifica anche con tale inibizione.
METABOLISMO DEGLI ACIDI GRASSI A CATENA MEDIA E DISPENDIO ENERGETICO: IMPLICAZIONI SUL TRATTAMENTO DELL’OBESITÀ]
Qual è lo scopo di questo articolo? Confrontare e contrastare l’accumulo di energia e il dispendio energetico degli acidi grassi a catena media e del metabolismo degli acidi grassi a catena lunga.
Termini:
Acidi grassi a catena lunga-Acidi grassi che hanno 14 o più attacchi di carbonio.
Acidi grassi a catena media-Acidi grassi che ha 8-10 carbonio.
Chilomicroni-Grandi particelle di lipoproteine che vengono create nell’intestino tenue. I chilomicroni trasportano l’acido grasso attraverso il sangue e verso la mitocrondria.
Termogenesi-Il processo di produzione di calore in un organismo.
Ossidazione omega-Un processo simile alla beta-ossidazione, ma l’ossidazione coinvolge il carbonio di carbonio dal gruppo carbossilico dell’acido grasso (wikipedia).
Perossisomiale-ossidazione-Il processo di conversione del perossido di idrogeno in ossigeno e acqua prima che possa decomporsi per formare il radicale idrossile altamente reattivo.
In che modo questo articolo si riferisce a ciò che abbiamo imparato finora il metabolismo?In questo articolo, gli acidi grassi a catena media del carbonio 8-10 aumentano l’attività della lipasi e quindi assorbono l’intestino ad un ritmo molto più veloce rispetto agli acidi grassi a catena lunga. Lo studio ha indicato che gli acidi grassi a catena media non hanno bisogno di una lipoproteina per il trasporto, ma possono trasportare direttamente ai mitocondri attraverso la circolazione portale per la beta-ossidazione. In questo documento, altri processi ossidativi come l’omega-ossidazione e l’ossidazione perossisomiale si verificano nel fegato. Come visto prima, l’acido grasso a catena lunga ha bisogno di una sorta di trasporto verso altri organi attraverso il sangue. Più spesso con acidi grassi a catena lunga, è necessaria una navetta carnitina per ottenere l’acido grasso nei mitocondri per fare beta-oxdation. Con acidi grassi a catena media, non è necessaria una navetta. L’assunzione di energia e immagazzinata dal metabolismo degli acidi grassi a catena media è molto più sufficiente degli acidi grassi a catena lunga. Circa il 13% in più di assunzione di energia rispetto agli acidi grassi a catena lunga (Papamandjaris, Macdougall, Jones, p. 1209). Vediamo che il metabolismo degli acidi grassi a catena media è più efficiente in cui l’assunzione e la conservazione di energia è maggiore di quella degli acidi grassi a catena lunga. Il
Risorse webmodifica
Titolo della pagina Web: Ossidazione degli acidi grassi
URL : http://www.dentistry.leeds.ac.uk/biochem/thcme/fatty-acid-oxidation.html
Qual è lo scopo di questo sito? Integrazione dei derivati del metabolismo dei lipidi in altre vie per la sintesi e lo stoccaggio dell’energia.
Termini:
Lipoproteina lipasi-LPL utilizza lipoproteina lipasi per idrolizzare i lipidi.
Lipasi sensibile all’ormone-Funziona per idrolizzare i triacilgliceroli dalla goccia lipidica, liberando acidi grassi e gliceroli. (Wikipedia).
cAMP-Un messaggero secondario utilizzato per la trasduzione del segnale.
Recettore beta-adrenergico-Uno qualsiasi dei vari recettori della membrana cellulare che possono legarsi con epinefrina e sostanze correlate che attivano o bloccano le azioni delle cellule contenenti tali recettori. Queste cellule iniziano risposte fisiologiche come aumentare la velocità e la forza di contrazione del cuore e rilassare la muscolatura liscia bronchiale e vascolare (dizionario gratuito).
Le proteine G funzionano come “interruttori molecolari”, alternando uno stato legato alla guanosina difosfato (GDP) inattivo e attivano lo stato legato alla guanosina trifosfato (GTP), andando infine a regolare i processi cellulari a valle (wikipedia).
In che modo questo sito si riferisce a ciò che abbiamo imparato nel metabolismo?Questo è un buon sito su tutti i percorsi coinvolti nel metabolismo degli acidi grassi. Questi includono beta-ossidazione, regolazione delle vie, chetogenesi e significato clinico degli acidi grassi. Abbiamo parlato di tutti questi processi e questo sito si concentra davvero sui dettagli di ciascun processo. Un altro percorso che viene mostrato in questo sito è la mobilizzazione dei grassi negli adipociti indotti dalla lipasi ormono-sensibile. Questo percorso mostra come le cellule dei grassi vengono convertite in glicerolo.
Titolo del sito Web: WKU Bio 113-Lipids
URL : http://bioweb.wku.edu/courses/BIOL115/Wyatt/Biochem/Lipid/lipid1.htm
Termini:
Acido grasso saturo-Un acido grasso con catena di carbonio che non ha caratteristiche di doppio legame.
Acido grasso insaturo (mono e poli) – Un acido grasso che contiene almeno un doppio legame (monoinsaturo) o molti doppi legami (polinsaturi) sulla sua catena di carbonio.
Idrofilo-La porzione polare dell’acido grasso. Questa è in genere la porzione del gruppo carbossilico dell’acido grasso.
Idrofobo-La porzione non polare dell’acido grasso. Questa è in genere la porzione della catena di carbonio dell’acido grasso.
Trigliceridi-Un acido grasso con una spina dorsale di glicerolo si collega a tre acidi grassi. Questo è spesso noto come’ grassi neutri ‘ e trigliceridi immagazzinano energia.
In che modo questo sito si riferisce a ciò che abbiamo imparato nel metabolismo?Questo sito fornisce buone informazioni sui grassi neutri che coinvolgono nella produzione e nello stoccaggio di energia. Nel metabolismo, abbiamo imparato che gli acidi grassi sono una buona fonte di energia perché è completamente ridotto e può essere conservato anidro. Questo sito mostra le differenze negli acidi grassi saturi e insaturi e le ragioni che rendono i trigliceridi una molecola di accumulo di energia.
Titolo della pagina web : Mobilizzazione e assorbimento cellulare dei grassi immagazzinati (triacilgliceroli) con Animazione – PharmaXChange.info
URL : http://pharmaxchange.info/press/2013/10/mobilization-and-cellular-uptake-of-stored-fats-triacylglycerols-with-animation/
Qual è lo scopo di questo sito? Contiene importanti informazioni sulla mobilizzazione e l’assorbimento cellulare di grassi e acidi grassi.
Termini:
Gocce lipidiche Acidi grassi e grassi sono immagazzinati nel tessuto adiposo all’interno di goccioline lipidiche che hanno una struttura con un nucleo di steroli e triacilgliceroli circondati da uno strato di fosfolipidi. Lo strato fosfolipidico è circondato da proteine di membrana idrofobiche note come perilipine.
In che modo questo sito si riferisce a ciò che abbiamo imparato nel metabolismo?Questa è una buona pagina che copre la mobilizzazione e l’assorbimento cellulare degli acidi grassi e ha un’animazione utile che può aiutare a visualizzare il processo.
Titolo del sito Web: Percorsi
URL : http://ull.chemistry.uakron.edu/Pathways/index.html
Qual è lo scopo di questo sito? Fornire un diagramma di flusso della sintesi degli acidi grassi e la sua connessione a tutte le vie metaboliche nel corpo per produrre energia. Questo sito è una buona fonte quando si studia per il metabolismo.
Termini:
Transaminazione-La reazione tra un amminoacido e un alfa-chetoacido. Il gruppo amminico viene trasferito dal primo al secondo; questo si traduce in amminoacido convertito nel corrispondente α-cheto acido, mentre il reagente α-cheto acido viene convertito nel corrispondente amminoacido (se il gruppo amminico viene rimosso da un amminoacido, un alfa-cheto acido è lasciato alle spalle (wikipedia).
Deaminazione-La rimozione del gruppo amminico su una molecola (wikipedia).
In che modo questo sito si riferisce a ciò che abbiamo imparato nel metabolismo?L’importanza dell’integrazione dei percorsi è cruciale nel metabolismo dell’apprendimento. Integrando le vie di sintesi degli acidi grassi all’ossidazione degli acidi grassi mostra come l’energia è resa e immagazzinata.
KEGG Pathway e MetaCyc
Anabolizzanti
Fosforilazione Ossidativa : http://www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map00190.html
la Sintesi degli acidi Grassi : http://www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map00061.html
acidi Grassi allungamento nei mitocondri : http://www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map00062.html
Catabolico
Sintesi e degradazione dei corpi chetonici : http://www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map00072.html
Metabolismo
metabolismo degli acidi Grassi : http://www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map00071.html
Nelson, L. D.; Cox, M. M., Lipidi. In Lehninger Principi di biochimica, 4 ed.; W. H. Freeman and Company: New York, 2005.
Frayn, K. N.; Coppack, S. W.; Fielding, B. A.; Humphreys, S. M., Regolazione coordinata della lipasi ormone-sensibile e della lipoproteina lipasi nel tessuto adiposo umano in vivo: Implicazioni per il controllo dello stoccaggio del grasso e della mobilizzazione del grasso. Progressi nella regolazione enzimatica 1995, 35, 163-178.
Fromenty, B.; Pessayre, D., Inibizione della beta-ossidazione mitocondriale come meccanismo di epatotossicità. Farmacologia & Terapie 1995, 67, (1), 101-154.
Papamandjaris, A. A.; Macdougall, D. E.; Jones, PJH, Metabolismo degli acidi grassi a catena media e dispendio energetico: implicazioni per il trattamento dell’obesità. Scienze della vita 1998, 62, (14), 1203-1215.
