Βικιπαίδεια

Λιπόλυση

μεταβολική διαδικασία αποσύνθεσης λιπιδίων για να απελευθερωθούν ελεύθερα λιπαρά οξέα

Η λιπόλυση (Lipolysis) είναι η μεταβολική οδός μέσω της οποίας τα τριγλυκερίδια των λιπιδίων υδρολύονται σε γλυκερόλη και ελεύθερα λιπαρά οξέα. Χρησιμοποιείται για την κινητοποίηση της αποθηκευμένης ενέργειας κατά τη διάρκεια νηστείας ή άσκησης και εμφανίζεται συνήθως σε λιποκύτταρα λιπώδους ιστού. Η πιο σημαντική ρυθμιστική ορμόνη στη λιπόλυση είναι η ινσουλίνη. Η λιπόλυση μπορεί να συμβεί μόνο όταν η δράση της ινσουλίνης πέσει σε χαμηλά επίπεδα, όπως συμβαίνει κατά τη διάρκεια της νηστείας. Άλλες ορμόνες που επηρεάζουν τη λιπόλυση περιλαμβάνουν τη λεπτίνη,[1] τη γλυκαγόνη,[2] την αδρεναλίνη, τη νοραδρεναλίνη, την αυξητική ορμόνη, το κολπικό νατριουρητικό πεπτίδιο (atrial natriuretic peptide), εγκεφαλικό νατριουρητικό πεπτίδιο (brain natriuretic peptide) και την κορτιζόλη.[3]

Αυτή η εικόνα απεικονίζει τα τρία ξεχωριστά στάδια της υδρόλυσης που εμπλέκονται στη λιπόλυση. Στο πρώτο στάδιο, η τριακυλογλυκερόλη υδρολύεται για να παραχθεί διακυλογλυκερόλη και αυτή καταλύεται από τη λιπάση λιπώδους τριγλυκεριδίου (adipose triglyceride lipase, ATGL). Στο δεύτερο στάδιο, η διακυλογλυκερόλη υδρολύεται για να σχηματίσει μονοακυλογλυκερόλη και αυτή καταλύεται από ορμονοευαίσθητη λιπάση (hormone-sensitive lipase, HSL). Στο τελευταίο στάδιο, η μονοακυλογλυκερόλη υδρολύεται για να παραχθεί γλυκερόλη και αυτή καταλύεται από μονοακυλογλυκερολική λιπάση (monoacylglycerol lipase, MGL).
Παράδειγμα τριακυλογλυκερόλης

Μηχανισμοί

Επεξεργασία
 
Παράδειγμα διακυλογλυκερόλης
 
Παράδειγμα μονοακυλογλυκερόλης

Στο σώμα, οι αποθήκες λίπους αναφέρονται ως λιπώδης ιστός. Σε αυτές τις περιοχές, τα ενδοκυτταρικά τριγλυκερίδια αποθηκεύονται σε κυτταροπλασματικά λιπιδικά σταγονίδια. Όταν τα ένζυμα λιπάσης φωσφορυλιώνονται, μπορούν να έχουν πρόσβαση στα σταγονίδια λιπιδίων και μέσω πολλών σταδίων υδρόλυσης, να διασπάσουν τα τριγλυκερίδια σε λιπαρά οξέα και γλυκερίνη. Κάθε βήμα της υδρόλυσης οδηγεί στην αφαίρεση ενός λιπαρού οξέος. Το πρώτο στάδιο και το στάδιο περιορισμού του ρυθμού της λιπόλυσης πραγματοποιείται με τη λιπάση λιπώδους τριγλυκεριδίου (adipose triglyceride lipase, ATGL). Αυτό το ένζυμο καταλύει την υδρόλυση της τριακυλογλυκερόλης σε διακυλογλυκερόλη. Στη συνέχεια, η ορμονοευαίσθητη λιπάση (hormone-sensitive lipase, HSL) καταλύει την υδρόλυση της διακυλογλυκερόλης σε μονοακυλογλυκερόλη και η μονοακυλογλυκερολική λιπάση (monoacylglycerol lipase, MGL) καταλύει την υδρόλυση της μονοακυλογλυκερόλης σε γλυκερόλη[4] Η περιλιπίνη 1A είναι ένας βασικός πρωτεϊνικός ρυθμιστής της λιπόλυσης στον λιπώδη ιστό. Αυτή η πρωτεΐνη που σχετίζεται με σταγονίδια λιπιδίων, όταν απενεργοποιηθεί, θα αποτρέψει την αλληλεπίδραση των λιπασών με τα τριγλυκερίδια στο σταγονίδιο λιπιδίων και θα κατανοήσει τον συν-ενεργοποιητή ATGL, συγκριτική ταυτοποίηση γονιδίου 58 (CGI-58) (γνωστού και ως ABHD5). Όταν η περιλιπίνη 1Α φωσφορυλιώνεται από την PKA, απελευθερώνει CGI-58 και επιταχύνει την πρόσδεση των φωσφορυλιωμένων λιπασών στο σταγονίδιο λιπιδίου.[5] Το CGI-58 μπορεί να φωσφορυλιωθεί περαιτέρω από το PKA για να βοηθήσει στη διασπορά του στο κυτταρόπλασμα. Στο κυτταρόπλασμα, το CGI-58 μπορεί να συν-ενεργοποιήσει το ATGL.[6] ATGL activity is also impacted by the negative regulator of lipolysis, G0/G1 switch gene 2 (G0S2). Όταν εκφράζεται, το G0S2 δρα ως ανταγωνιστικός αναστολέας στη δέσμευση του CGI-58.[7] Η ειδική για το λίπος πρωτεΐνη 27 (FSP-27) (γνωστή και ως CIDEC) είναι επίσης αρνητικός ρυθμιστής της λιπόλυσης. Η έκφραση του FSP-27 συσχετίζεται αρνητικά με τα επίπεδα mRNA του ATGL.[8]

Ρύθμιση

Επεξεργασία
 
Απεικόνιση της ενεργοποίησης της λιπόλυσης σε ένα λιποκύτταρο. Προκαλούμενη από υψηλά επίπεδα επινεφρίνης και χαμηλά επίπεδα ινσουλίνης στο αίμα, η επινεφρίνη δεσμεύεται στους βήτα-αδρενεργικούς υποδοχείς στην κυτταρική μεμβράνη του λιποκυττάρου, γεγονός που προκαλεί τη δημιουργία κυκλικής μονοφωσφορικής αδενοσίνης (Cyclic adenosine monophosphate, cAMP) που θα δημιουργηθεί μέσα στο κύτταρο.
Το cAMP ενεργοποιεί τις πρωτεϊνικές κινάσεs, που φωσφορυλιώνουν και έτσι ενεργοποιούνται οι ορμονοευαίσθητες λιπάσες στο λιποκύτταρο.
Αυτές οι λιπάσες διασπούν τα ελεύθερα λιπαρά οξέα από την προσκόλλησή τους στη γλυκερόλη στο σταγονίδιο λιπιδίων του λιποκυττάρου.
Τα ελεύθερα λιπαρά οξέα και η γλυκερόλη απελευθερώνονται στη συνέχεια στο αίμα.
Η δραστηριότητα της ορμονοευαίσθητης λιπάσης ρυθμίζεται από τις κυκλοφορούσες ορμόνες ινσουλίνη, γλυκαγόνη, νορεπινεφρίνη και επινεφρίνη.

Η λιπόλυση μπορεί να ρυθμιστεί μέσω της δέσμευσης της κυκλικής μονοφωσφορικής αδενοσίνης και της ενεργοποίησης της πρωτεϊνικής κινάσης Α (PKA). Το PKA μπορεί να φωσφορυλιώνει τις λιπάσες, την περιλιπίνη 1Α και CGI-58 για να αυξήσει τον ρυθμό λιπόλυσης. Οι κατεχολαμίνες συνδέονται με υποδοχείς 7TM (υποδοχείς συζευγμένους με πρωτεΐνη G) στη μεμβράνη των λιποκυττάρων, οι οποίοι ενεργοποιούν την αδενυλική κυκλάση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα αυξημένη παραγωγή cAMP, η οποία ενεργοποιεί την PKA και οδηγεί σε αυξημένο ρυθμό λιπόλυσης. Παρά τη λιπολυτική δράση της γλυκαγόνης (η οποία διεγείρει επίσης την PKA) in vitro, ο ρόλος της γλυκαγόνης στη λιπόλυση in vivo αμφισβητείται.[9] Η ινσουλίνη αντιρυθμίζει αυτή την αύξηση της λιπόλυσης όταν δεσμεύεται στους υποδοχείς ινσουλίνης στη μεμβράνη των λιποκυττάρων. Οι υποδοχείς ινσουλίνης ενεργοποιούν υποστρώματα υποδοχέων που μοιάζουν με ινσουλίνη. Αυτά τα υποστρώματα ενεργοποιούν τις 3-κινάσες της φωσφατιδυλοϊνοσιτόλης (phosphoinositide 3-kinases, ΡΙ-3Κ) που στη συνέχεια φωσφορυλιώνουν την πρωτεϊνική κινάση Β (protein kinase B, ΡΚΒ) (γνωστή και ως Akt). Η ΡΚΒ στη συνέχεια φωσφορυλιώνει τη 3 φωσφοδιεστεράση Β (PD3B), η οποία στη συνέχεια μετατρέπει το cAMP που παράγεται από την αδενυλική κυκλάση σε 5'AMP. Η προκύπτουσα επαγόμενη από την ινσουλίνη μείωση στα επίπεδα cAMP μειώνει τον ρυθμό της λιπόλυσης.[10] Η ινσουλίνη δρα επίσης στον εγκέφαλο στον μεσοβασικό υποθάλαμο. Εκεί, καταστέλλει τη λιπόλυση και μειώνει την εκροή του συμπαθητικού νεύρου στο λιπαρό μέρος της εγκεφαλικής ύλης.[11] Η ρύθμιση αυτής της διαδικασίας περιλαμβάνει αλληλεπιδράσεις μεταξύ των υποδοχέων ινσουλίνης και των γαγγλιοζιτών που υπάρχουν στον νευρωνική κυτταρική μεμβράνη.[12]

Στο αίμα

Επεξεργασία

Τα τριγλυκερίδια μεταφέρονται μέσω του αίματος στους κατάλληλους ιστούς (λιπώδη, μυικό, κ.λπ.) από λιποπρωτεΐνες, όπως οι λιποπρωτεΐνες πολύ χαμηλής πυκνότητας (Very-Low-Density-Lipoproteins, VLDL) ]). Τα τριγλυκερίδια που υπάρχουν στο VLDL υφίστανται λιπόλυση από τις κυτταρικές λιπάσες των ιστών-στόχων, η οποία αποδίδει γλυκερόλη και ελεύθερα λιπαρά οξέα. Τα ελεύθερα λιπαρά οξέα που απελευθερώνονται στο αίμα στη συνέχεια διατίθενται για κυτταρική πρόσληψη.[13] Τα ελεύθερα λιπαρά οξέα που δεν προσλαμβάνονται αμέσως από τα κύτταρα μπορεί να συνδεθούν με τη λευκωματίνη για μεταφορά στους περιβάλλοντες ιστούς που απαιτούν ενέργεια. Η λευκωματίνη ορού είναι ο κύριος φορέας ελεύθερων λιπαρών οξέων στο αίμα.[14] Η γλυκερίνη εισέρχεται επίσης στην κυκλοφορία του αίματος και απορροφάται από το ήπαρ ή το νεφρό όπου μετατρέπεται σε 3-φωσφορική γλυκερόλη από το ένζυμο κινάση της γλυκερόλης. Η ηπατική 3-φωσφορική γλυκερόλη μετατρέπεται κυρίως σε φωσφορική διϋδροξυακετόνη (dihydroxyacetonephosphate, DHAP) και στη συνέχεια σε 3-φωσφορική γλυκεραλδεΰδη (GA3P) για να επανενώσει την οδό της γλυκόλυσης και της γλυκονεογένεσης. [15]

Λιπογένεση

Επεξεργασία

Ενώ η λιπόλυση είναι υδρόλυση του τριγλυκεριδίου (η διαδικασία με την οποία διασπώνται τα τριγλυκερίδια), η εστεροποίηση είναι η διαδικασία με την οποία σχηματίζονται τα τριγλυκερίδια. Η εστεροποίηση και η λιπόλυση είναι, στην ουσία, αντίστροφες μεταξύ τους.[16]

Ιατρικές διαδικασίες

Επεξεργασία

Η φυσική λιπόλυση περιλαμβάνει την καταστροφή των λιποκυττάρων που περιέχουν τα σταγονίδια λίπους και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέρος των διαδικασιών αισθητικής περιγράμματος του σώματος. Επί του παρόντος, υπάρχουν τέσσερις κύριες μη επεμβατικές τεχνικές περιγράμματος του σώματος στην αισθητική ιατρική για τη μείωση του εντοπισμένου υποδόριου λιπώδη ιστού επιπλέον της τυπικής ελάχιστα επεμβατικής λιποαναρρόφησης: θεραπεία με λέιζερ χαμηλής ισχύος (low-level laser therapy, LLLT), κρυολιπόλυση, ραδιοσυχνότητα (radio frequency, RF) και εστιασμένος υπέρηχος υψηλής έντασης (high-intensity focused ultrasound, HIFU).[17][18] Ωστόσο, είναι λιγότερο αποτελεσματικές με μικρότερης διάρκειας οφέλη και μπορούν να αφαιρέσουν σημαντικά μικρότερες ποσότητες λίπους σε σύγκριση με την παραδοσιακή χειρουργική λιποαναρρόφηση ή λιπεκτομή. Όμως, μελλοντικές εξελίξεις φαρμάκων μπορούν ενδεχομένως να συνδυαστούν με μικρότερες διαδικασίες για να αυξήσουν το αποτέλεσμα.

Παραπομπές

Επεξεργασία
  1. ↑ Wang, May-Yun; Lee, Young; Unger, Roger H. (June 1999). «Novel Form of Lipolysis Induced by Leptin». Journal of Biological Chemistry 274 (25): 17541–17544. doi:10.1074/jbc.274.25.17541. PMID 10364187. 
  2. ↑ Duncan, Robin E.; Ahmadian, Maryam; Jaworski, Kathy; Sarkadi-Nagy, Eszter; Sul, Hei Sook (August 2007). «Regulation of Lipolysis in Adipocytes». Annual Review of Nutrition 27 (1): 79–101. doi:10.1146/annurev.nutr.27.061406.093734. PMID 17313320. 
  3. ↑ Nielsen, TS; Jessen, N; Jørgensen, JO; Møller, N; Lund, S (June 2014). «Dissecting adipose tissue lipolysis: molecular regulation and implications for metabolic disease.». Journal of Molecular Endocrinology 52 (3): R199–222. doi:10.1530/JME-13-0277. PMID 24577718. 
  4. ↑ Frühbeck, G; Méndez-Giménez, L; Fernández-Formoso, JA; Fernández, S; Rodríguez, A (June 2014). «Regulation of adipocyte lipolysis.». Nutrition Research Reviews 27 (1): 63–93. doi:10.1017/S095442241400002X. PMID 24872083. 
  5. ↑ Itabe, H; Yamaguchi, T; Nimura, S; Sasabe, N (28 April 2017). «Perilipins: a diversity of intracellular lipid droplet proteins.». Lipids in Health and Disease 16 (1): 83. doi:10.1186/s12944-017-0473-y. PMID 28454542. 
  6. ↑ Sahu-Osen, A; Montero-Moran, G; Schittmayer, M; Fritz, K; Dinh, A; Chang, YF; McMahon, D; Boeszoermenyi, A και άλλοι. (January 2015). «CGI-58/ABHD5 is phosphorylated on Ser239 by protein kinase A: control of subcellular localization.». Journal of Lipid Research 56 (1): 109–21. doi:10.1194/jlr.M055004. PMID 25421061. 
  7. ↑ Cornaciu, I; Boeszoermenyi, A; Lindermuth, H; Nagy, HM; Cerk, IK; Ebner, C; Salzburger, B; Gruber, A και άλλοι. (2011). «The minimal domain of adipose triglyceride lipase (ATGL) ranges until leucine 254 and can be activated and inhibited by CGI-58 and G0S2, respectively.». PLOS ONE 6 (10): e26349. doi:10.1371/journal.pone.0026349. PMID 22039468. Bibcode: 2011PLoSO...626349C. 
  8. ↑ Singh, M; Kaur, R; Lee, MJ; Pickering, RT; Sharma, VM; Puri, V; Kandror, KV (23 May 2014). «Fat-specific protein 27 inhibits lipolysis by facilitating the inhibitory effect of transcription factor Egr1 on transcription of adipose triglyceride lipase.». The Journal of Biological Chemistry 289 (21): 14481–7. doi:10.1074/jbc.C114.563080. PMID 24742676. 
  9. ↑ Schmitz, Ole; Christiansen, Jens Sandahl; Jensen, Michael D.; Møller, Niels; Gravholt, Claus Højbjerg (2001-05-01). «Physiological Levels of Glucagon Do Not Influence Lipolysis in Abdominal Adipose Tissue as Assessed by Microdialysis» (στα αγγλικά). The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 86 (5): 2085–2089. doi:10.1210/jcem.86.5.7460. ISSN 0021-972X. PMID 11344211. 
  10. ↑ Jocken, JW; Blaak, EE (23 May 2008). «Catecholamine-induced lipolysis in adipose tissue and skeletal muscle in obesity.». Physiology & Behavior 94 (2): 219–30. doi:10.1016/j.physbeh.2008.01.002. PMID 18262211. 
  11. ↑ Scherer T.; O'Hare J.; Diggs-Andrews K.; Schweizer M.; Check B.; Lindner C. (1 February 2011). «Brain Insulin Controls Adipose Tissue Lipolysis and Lipogenesis». Cell Metabolism 13 (2): 183–194. doi:10.1016/j.cmet.2011.01.008. PMID 21284985. 
  12. ↑ Herzer, Silke; Meldner, Sascha; Gröne, Hermann-Josef; Nordström, Viola (2015-10-01). «Fasting-Induced Lipolysis and Hypothalamic Insulin Signaling Are Regulated by Neuronal Glucosylceramide Synthase» (στα αγγλικά). Diabetes 64 (10): 3363–3376. doi:10.2337/db14-1726. ISSN 0012-1797. PMID 26038579. http://diabetes.diabetesjournals.org/content/64/10/3363.full-text.pdf. 
  13. ↑ King, Michael W. «Oxidation of Fatty Acids». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 14 Ιανουαρίου 2016. Ανακτήθηκε στις 9 Απριλίου 2012. 
  14. ↑ Tom Brody, Nutritional Biochemistry, (Academic Press, 2nd edition 1999), 215-216. (ISBN 0121348369)
  15. ↑ Nelson, David L.· Cox, Michael M. (2008). Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman. σελ. 650. ISBN 978-1-4292-2416-1. 
  16. ↑ Baldwin, Kenneth David Sutherland· Brooks, George H.· Fahey, Thomas D. (2005). Exercise physiology: human bioenergetics and its applications. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-255642-1. 
  17. ↑ Kennedy, J.; Verne, S.; Griffith, R.; Falto-Aizpurua, L.; Nouri, K. (2015). «Non-invasive subcutaneous fat reduction: A review». Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology 29 (9): 1679–88. doi:10.1111/jdv.12994. PMID 25664493. 
  18. ↑ Mulholland, R. Stephen; Paul, Malcolm D.; Chalfoun, Charbel (2011). «Noninvasive Body Contouring with Radiofrequency, Ultrasound, Cryolipolysis, and Low-Level Laser Therapy». Clinics in Plastic Surgery 38 (3): 503–20, vii–iii. doi:10.1016/j.cps.2011.05.002. PMID 21824546. 
Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/w/index.php?title=Λιπόλυση&oldid=10605019"