Sintesi degli acidi grassi
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La sintesi degli acidi grassi è una reazione biochimica che avviene nella cellula.
Indice |
[modifica] Premessa
Dopo i pasti, aminoacidi e zuccheri in eccesso, vengono degradati in Acetil-CoA ed in seguito, a partire proprio dall'Acetil-CoA, vengono sintetizzati gli acidi grassi tramite la progressiva aggiunta di 2 atomi di Carbonio all'estremità carbossilica. Il processo di sintesi avviene nel citoplasma delle cellule del Fegato e del Tessuto adiposo e quindi l'Acetil-CoA, che si forma all'interno dei mitocondri, deve poter uscire da questi per recarsi nel citoplasma (in condizioni normali l'Acetil-CoA non è in grado di attraversare spontaneamente la doppia membrana mitocondriale).
[modifica] Fuoriuscita dal mitocondrio
L'Acetil-CoA reagisce con L'acido ossalacetico per formare l'Acido citrico che è perfettamente in grado di fuoriuscire dal mitocondrio (questo processo viene definito "navetta del citrato") e giungere nel citoplasma della cellula. Una volta fuori, l'Acido citrico si scinde di nuovo in Acetil-CoA (che rimane nel citoplasma) ed Acido ossalacetico (che rientra dentro il mitocondrio). In generale, quindi, possiamo affermare che all'interno del mitocondrio avviene la prima reazione del Ciclo di Krebs per permettere all'Acetil-CoA di arrivare nel citoplasma, dove agisce da substrato per la biosintesi degli acidi grassi.
[modifica] Biosintesi
La sintesi è catalizzata da 2 enzimi specifici. L'acetil-CoA viene carbossilato (gli viene aggiunta una molecola di CO2) in presenza dell'enzima Acetil-CoA carbossilasi (e del cofattore biotina, legata covalentemente al gruppo ε-aminico di una lisina, che viene coinvolto direttamente nella reazione) a dare Malonil-CoA con consumo di una molecola di ATP e liberazione di ADP e fosfato inorganico --> si forma quindi un legame ad alta energia. Questa reazione è virtualmente irreversibile in quanto esoergonica. Il secondo enzima è l'Acido grasso sintasi, grande enzima che catalizza 7 reazioni che si ripetono in maniera ciclica e che, ad ogni ciclo, aggiunge 2 atomi di carbonio dal lato del gruppo carbossilico dell'Acetil-CoA che funge da substrato. I 2 atomi di carbonio vengono aggiunti sotto forma di Acido acetico e ricavati dalla scissione del Malonil-CoA, dal quale il terzo carbonio si stacca sotto forma di CO2. Ad ogni ciclo, inoltre, vengono ossidate 2 molecole di NADPH (coenzima utilizzato per le biosintesi). Questo processo di allungamento non consuma ATP in quanto l'energia necessaria viene ricavata dalla rottura del legame ad alta energia del Malonil-CoA.
[modifica] Sintesi dell'acido palmitico
Per sintetizzare l'Acido Palmitico (16 atomi di carbonio) sono necessari 7 cicli (perché vanno aggiunti 14 atomi di carbonio alla molecola di Acetil-CoA iniziale, che già ne possiede 2) e quindi vengono consumati 7 ATP (formazione del Malonil-CoA ad ogni ciclo) e 14 NADPH (2 per ogni ciclo). Dall'acido palmitico poi, tramite successive reazioni che avvengono sulla membrana del reticolo endoplasmatico (allungamento, introduzione di 1 o più doppi legami) si possono ottenere molti acidi grassi diversi (non quelli essenziali che sono L'Acido linoleico e l'Acido linolenico, che devono essere assunti con la dieta).
[modifica] La chetogenesi
Una via di sintesi degli acidi grassi è quella della chetogenesi, per cui a partire dall'acetil-CoA si ottiene una classe di composti noti come corpi chetonici.
Soprattutto quando i livelli di Ossalacetato sono bassi, per cui è bloccata la sintesi di citrato da parte della citrato sintasi, due moli di acetil-CoA possono andare incontro nei mitocondri alla sintesi di acetoacetil-CoA, con liberazione di un CoA-SH, in una reazione inversa alla tiolisi sostenuta dalla beta-chetotiolasi:
acetil-CoA + acetil-CoA -> acetoacetil-CoA + CoA-SH
Laddove si aggiunga all'acetoacetil-CoA un'altra molecola di acetil-CoA con la catalisi dell'HMG-CoA sintasi si ottiene il beta-idrossi-beta-metil-glutaril-CoA (o HMG-CoA). L'HMG-CoA, se sintetizzato nel citosol, è uno dei primi intermedi della sintesi del colesterolo; se si trova nei mitocondri, può andare incontro a lisi ad opera dell'HMG-CoA liasi a liberare acetoacetato e acetil-CoA.
L'acetoacetato può essere ridotto a beta-idrossibutirrato (la reazione è NADH-dipendente ed è sostenuta dalla beta-idrossibutirrato deidrogenasi) o decarbossilato ad acetone (questa eventualità, spontanea, avviene meno frequentemente).
I corpi chetonici sono acetone, acetoacetato e beta-idrossibutirrato (anche se l'ultimo di questi composti non presenta gruppi carbonilici). L'HMG-CoA sintasi è particolarmente rappresentata nel fegato, sì che la chetogenesi avviene principalmente nel distretto epatico; i corpi chetonici vengono in seguito distribuiti agli altri tessuti, dove acetoacetato e beta-idrossibutirrato possono essere riconvertiti ad acetil-CoA per dare energia (il CoA-SH è fornito dal succinil-CoA, con liberazione di succinato): questo avviene specialmente quando il glucosio disponibile è scarso, come capita nel cervello, mentre altri organi, quali il cuore, ricavano gran parte della loro energia metabolica dall'ossidazione di questi corpi.
