Vetzuursynthese omvat de meerstaps synthese van vetzuren ten behoeve van energieopslag in het organisme. Het vertegenwoordigt slechts een deel van Vet metabolisme, die op zijn beurt is geïntegreerd in het algehele metabolisme. Onder normale voedingsomstandigheden is de vetzuursynthese voor de mens van minder belang omdat de dieet bevat al vetten.
Wat is vetzuursynthese?
Vetzuren worden in veresterde vorm opgeslagen als vetten of oliën in daarvoor bestemde cellen. Vetzuursynthese is ook bekend onder de wetenschappelijke naam lipogenese. Het vertegenwoordigt een anabool, assimilatief metabolisch proces dat dient om energiereserves voor het organisme op te slaan. Dit heeft betrekking op bacteriën en schimmels, evenals voor planten en dieren. De basis van lipogenese is de aanwezigheid van verschillende belangrijke uitgangsverbindingen, vitaminen en enzymen Een centrale positie in de synthese wordt ingenomen door malonyl-CoA, dat wordt gevormd uit acetyl-CoA door carboxylering (toevoeging van carbon dioxide) onder enzymatische omstandigheden. Acetyl-CoA is afkomstig van verschillende metabole routes. Het komt voor als tussenproduct tijdens glycolyse (suiker metabolisme), tijdens vetzuurafbraak of tijdens eiwitmetabolisme. Met de hulp van enzymen (acetyl-CoA-carboxylase, vetzuursynthetase), energietransmitters (ATP, ADP) en vitaminen (biotine, pantotheenzuur), wordt de vetzuursynthese gecontroleerd.
Functie en taak
Voor het voortbestaan van elk organisme is de opslag van energie van zeer groot belang. Al vroeg in de evolutie kwam vetzuursynthese naar voren als een ideale manier om energie op te slaan. Vetzuren worden in veresterde vorm opgeslagen als vetten of oliën in daarvoor bestemde cellen. Andere vetzuuresters spelen ook een belangrijke rol bij de opbouw van celmembranen. Om energiereserves te produceren, de vetzuren zuren zijn veresterd met het driewaardige alcohol glycerol In celmembranen zijn ze veresterd met fosfor-bevattende verbindingen. Bovendien vet zuren vormen de basis voor de synthese van cholesterol en verschillende hormonen (geslachtshormonen, glucocorticoïden, mineralocorticoïden). Chemisch gezien vertegenwoordigen ze een lange keten moleculen met een carbon ketting en een carboxylgroep. Soms is de ketting vertakt. Dubbele bindingen kunnen ook aanwezig zijn in de carbon ketting van tijd tot tijd. Dit zijn dan onverzadigde vetzuren zuren Verzadigde vetzuren bevatten alleen enkele bindingen. Deze kleine verschillen in structuur zijn verantwoordelijk voor het grote aantal mogelijke functies van deze groep stoffen. Hun belangrijkste functie is echter de opslag van energie. De uitgangsstoffen voor de vetzuursynthese worden via elke metabole route geproduceerd. Dus, koolhydraten, eiwitten en vetten produceren altijd acetyl-CoA als tussenproduct tijdens hun afbraak. In de mitochondriawordt acetyl-CoA afgebroken tot kooldioxide en water om energie te produceren. Het kan echter ook in het cytoplasma worden gebruikt om nieuwe vetzuren te synthetiseren. Hiervoor wordt het eerst met behulp van ATP onder carboxylering en energie omgezet in malonyl-CoA en ADP absorptie Malonyl-CoA ondergaat op zijn beurt enzymatische condensatie met acetyl-ACP. Het resulterende butyryl-ACP wordt opnieuw gecondenseerd met malonyl-CoA. Deze condensaties worden herhaald totdat vetzuren met een ketenlengte van maximaal 16 koolstofatomen zijn geproduceerd. Onder normale omstandigheden is de vetzuursynthese bij de mens van ondergeschikt belang. Dit komt onder meer door het feit dat de dieet bevat meestal een voldoende groot aandeel vet. Zo zijn de vetten aanwezig in de dieet worden afgebroken tot vetzuren en, indien nodig, weer veresterd tot vet. Bovendien zijn in een uitgebalanceerd dieet ook de energie-inname en de energievraag in evenwicht. In het verleden kwamen echter vaak perioden van honger voor, waardoor het lichaam bij overaanbod meer energie in de vorm van voedsel moest opnemen om vetreserves op te slaan voor tijden van nood. Hetzelfde geldt nog steeds voor dieren die moeten overwinteren om de winter te overleven. Voor hen is de vetzuursynthese van groot belang omdat ze bovendien afhankelijk zijn van koolhydraatrijk voedsel om vetreserves te creëren.
Ziekten en kwalen
In het kader van volksgezondheid problemen spelen zowel overmatige als onvoldoende productie van vetzuren een grote rol. Tegenwoordig komen voedingsgerelateerde ziekten steeds vaker voor en in tijden van voedseloverschotten neemt het aantal te zwaar of zelfs zwaarlijvige mensen neemt steeds meer toe. Als gevolg van een calorierijk en koolhydraatrijk dieet wordt de vetzuursynthese in het lichaam gestimuleerd. Normaal gesproken zou de biosynthese van vetzuren vandaag slechts een ondergeschikte rol moeten spelen. Maar vanwege de overmatige aanvoer van voedsel, spanning of psychische problemen eten mensen vaak te veel. Het resultaat zwaarlijvigheid vormt grote uitdagingen voor de volksgezondheid zorgsysteem. Consequente ziekten zijn onder meer suikerziekte mellitus, arteriosclerose, hart-en vaatziekten, dementie of andere degeneratieve ziekten. Deze trend kan alleen worden tegengegaan door een gezonde levensstijl met een koolhydraatarm dieet en lichaamsbeweging. Bovendien moet de energie-inname en het energieverbruik er weer in zitten evenwicht. Het hormoon insuline regelt de opname van glucose in de cellen voor energieproductie. Als er echter minder energie wordt verbruikt dan er vrijkomt, insuline is verantwoordelijk voor het stimuleren van de vetzuursynthese. In dit geval is het glucose wordt naar de vetcellen geleid, waar de vorming van nieuwe vetzuren onmiddellijk begint. Hoe meer het vetweefsel is gevuld met vet, hoe minder effectief insuline wordt. Via ingewikkelde stofwisselingsprocessen neemt het aantal insulinereceptoren op de celmembranen af. Het resultaat is een stijging van bloed glucose niveaus en een toename van de insulineproductie totdat deze, indien nodig, volledig stopt. Dit brengt ook de vetzuursynthese tot stilstand. Voor energieproductie intensiveert lipolyse in vetcellen met verhoogde vorming van ketonlichaam, wat de oorzaak is bloed oververzuurd raken en kunnen leiden naar diabetische coma.
