Kerusakan asam lemak

Dari Kerusakan asam lemak berfungsi untuk menghasilkan energi dalam sel dan terjadi melalui apa yang dikenal sebagai oksidasi beta. Dalam proses oksidasi beta, asetil-koenzim A terbentuk, yang selanjutnya dipecah menjadi karbon dioksida dan air atau dimasukkan kembali ke dalam siklus asam sitrat. Gangguan dalam pemecahan asam lemak dapat menyebabkan penyakit serius.

Apa itu Fatty Acid Breakdown?

Selain pemecahan glukosa dalam organisme, pemecahan asam lemak merupakan proses metabolisme penting untuk menghasilkan energi di dalam sel.

Asam lemak dipecah di mitokondria. Degradasi terjadi melalui apa yang disebut oksidasi beta. Istilah "beta" berasal dari fakta bahwa oksidasi terjadi pada atom karbon ketiga (atom karbon beta) dari molekul asam lemak.

Pada akhir siklus oksidasi, dua atom karbon dipisahkan dalam bentuk asam asetat aktif (asetil-koenzim A). Karena pemecahan asam lemak memerlukan beberapa siklus oksidasi, proses tersebut sebelumnya juga dikenal sebagai spiral asam lemak.

Koenzim asetil dipecah lebih lanjut di mitokondria menjadi badan keton atau karbon dioksida dan air. Ketika kembali ke sitoplasma dari mitokondria, ia diumpankan kembali ke dalam siklus asam sitrat.

Lebih banyak energi dihasilkan dalam pemecahan asam lemak daripada dalam pembakaran glukosa.

Fungsi & tugas

Penguraian asam lemak terjadi dalam beberapa tahap reaksi dan terjadi di dalam mitokondria. Pertama-tama, molekul asam lemak terletak di sitosol sel.

Mereka adalah molekul inert yang pertama-tama harus diaktifkan untuk degradasi dan diangkut ke mitokondria. Untuk mengaktifkan asam lemak, koenzim A ditransfer dengan pembentukan asil-KoA. Pertama, ATP dipecah menjadi pirofosfat dan AMP. AMP kemudian digunakan untuk membentuk asil AMP (asil adenilat).

Setelah AMP dipisahkan, asam lemak dapat diesterifikasi dengan koenzim A untuk membentuk asil-KoA. Kemudian, dengan bantuan enzim karnitin asiltransferase I, karnitin dipindahkan ke asam lemak aktif.

Kompleks ini diangkut ke dalam mitokondria (matriks mitokondria) oleh transporter karnitin-asilkarnitin (CACT). Di sana, karnitin dipisahkan dan koenzim A. dipindahkan lagi, karnitin disalurkan keluar dari matriks dan asil-KoA tersedia di mitokondria untuk oksidasi beta yang sebenarnya.

Oksidasi beta sebenarnya terjadi dalam empat langkah reaksi. Langkah-langkah oksidasi klasik terjadi dengan asam lemak jenuh genap. Jika asam lemak ganjil atau tak jenuh dipecah, molekul awal harus disiapkan terlebih dahulu untuk oksidasi beta melalui reaksi lebih lanjut.

Asil-KoA dari asam lemak jenuh bilangan genap dioksidasi dalam langkah reaksi pertama dengan bantuan enzim asil-KoA dehidrogenase. Ini menciptakan ikatan rangkap antara atom karbon kedua dan ketiga di posisi trans. Selain itu, FAD diubah menjadi FADH2.

Biasanya, ikatan rangkap asam lemak tak jenuh berada pada posisi cis, tetapi langkah selanjutnya dalam reaksi degradasi asam lemak hanya dapat berlangsung dengan ikatan rangkap pada posisi trans.

Pada langkah reaksi kedua, enzim enoyl-CoA hydratase menambahkan molekul air ke atom karbon beta untuk membentuk gugus hidroksil. Dehidrogenase yang disebut L-3-hidroksiasil-KoA kemudian mengoksidasi atom karbon beta menjadi gugus keto. 3-Ketoacyl-CoA terbentuk.

Pada langkah reaksi terakhir, koenzim A tambahan mengikat atom beta-karbon. Asetil-KoA (asam asetat aktif) dipisahkan dan asil-KoA yang merupakan dua atom karbon lebih pendek tetap ada. Molekul residu yang lebih pendek ini melewati siklus reaksi berikutnya hingga pembelahan asetil-KoA lebih lanjut.

Proses ini berlanjut hingga seluruh molekul dipecah menjadi asam asetat aktif. Proses kebalikan dari oksidasi beta juga secara teoritis dimungkinkan, tetapi tidak terjadi di alam.

Ada mekanisme reaksi yang berbeda untuk sintesis asam lemak. Dalam mitokondria, asetil-KoA dipecah lebih jauh menjadi karbon dioksida dan air atau dalam badan keton dengan melepaskan energi. Dalam kasus asam lemak ganjil, propionil-KoA dengan tiga atom karbon tetap pada akhirnya. Molekul ini dipecah dengan cara yang berbeda.

Ketika asam lemak tak jenuh dipecah, ikatan rangkap diubah dari konfigurasi cis menjadi trans oleh isomerase tertentu.

Penyakit & penyakit

Gangguan pemecahan asam lemak jarang terjadi, tetapi dapat menyebabkan masalah kesehatan yang serius. Hampir selalu, ini adalah penyakit genetik.

Ada mutasi gen yang sesuai untuk hampir setiap enzim relevan yang terlibat dalam pemecahan asam lemak. Misalnya, defisiensi enzim MCAD timbul dari mutasi gen yang diwariskan secara resesif autosom. MCAD bertanggung jawab untuk memecah asam lemak rantai menengah. Gejala berupa hipoglikemia (gula darah rendah), kejang, dan kondisi koma yang sering. Karena asam lemak tidak dapat digunakan untuk menghasilkan energi di sini, peningkatan kadar glukosa dibakar. Hal ini menyebabkan hipoglikemia dan risiko koma.

Karena tubuh harus selalu disuplai dengan glukosa untuk produksi energi, tidak boleh ada pantangan makanan jangka panjang. Jika perlu, infus glukosa dosis tinggi harus diberikan pada krisis akut.

Selain itu, semua miopati merupakan karakteristik dari gangguan pemecahan asam lemak mitokondria. Hal ini menyebabkan kelemahan otot, gangguan metabolisme hati dan kondisi hipoglikemik. Hingga 70 persen dari mereka yang terkena menjadi buta selama hidup mereka.

Penyakit serius juga terjadi jika pemecahan asam lemak yang terlalu lama terganggu. Asam lemak rantai panjang ini tidak dipecah di mitokondria tetapi di peroksisom. Di sini enzim ALDP bertanggung jawab untuk dimasukkan ke dalam peroksisom. Namun, ketika ALDP rusak, molekul asam lemak yang panjang terakumulasi di sitoplasma dan dengan demikian menyebabkan gangguan metabolisme yang parah. Sel-sel saraf dan materi putih otak juga diserang. Jenis gangguan pemecahan asam lemak ini menyebabkan gejala neurologis seperti gangguan keseimbangan, mati rasa, kram, dan kelenjar adrenal yang kurang aktif.