Il complesso processo di trasporto e ossidazione dei grassi nel corpo umano

Il ruolo dei chilomicroni

Anche l’autofagia può essere fonte di grassi.

I grassi ingeriti devono essere digeriti e assorbiti. Qui si associano anche al colesterolo e ad apolipoproteine, formando i chilomicroni. I chilomicroni consentono il trasporto di grassi insolubili nel sangue. L’apolipoproteina dei chilomicroni più importante è la B48. Nel sangue, i chilomicroni possono scambiarsi altre apolipoproteine da altre lipoproteine circolanti, tra cui l’apolipoproteina CII delle HDL. Le lipoproteine differiscono in base alla loro densità. Più colesterolo c’è e meno sono dense. In ordine crescente di densità abbiamo VLDL, IDL, LDL, HDL. Nella via Endogena il fegato produce VLDL cariche di trigliceridi e colesterolo. Mentre circolano, perdono grassi grazie alla LPL e si trasformano prima in IDL e poi in LDL. Le LDL distribuiscono il colesterolo alle cellule che ne hanno bisogno per le membrane o per produrre ormoni. Al contrario, le HDL fungono da spazzini del colesterolo libero nel sangue e lo inglobano.

Mobilizzazione dei trigliceridi

La mobilizzazione dei trigliceridi consente toglierli dal tessuto adiposo e immetterli nel flusso sanguigno quando occorre energia. Solitamente i trigliceridi si trovano negli adipociti, sottoforma di gocce circondate da perilipine che impediscono che i grassi vengano degradati in modo casuale o non necessario. Questa proteina fosforila le perilipine e la goccia diventa accessibile agli enzimi che degradano i grassi. Infine, la trioso fosfato isomerasi converte il DHAP in gliceraldeide-3-fosfato, che entra nella glicolisi.

Trasporto e ossidazione degli acidi grassi

Infatti anche il PPi viene idrolizzato da una pirofosfatasi, in modo da ricavare energia per far avvenire questa reazione. La reazione avviene in due fasi catalizzate sempre dall’acil-CoA sintetasi:

1) Si forma un intermedio acil-adenilato

2) Il CoA sostituisce l’AMP e si forma acil-CoA.

Sebbene ora l’acido grasso è attivo, l’acil-CoA non attraversa la membrana mitocondriale interna. Si serve quindi del sistema di trasporto della carnitina.

Questo enzima rimette l’acido grasso sul CoA all’interno del mitocondrio e riformismo acil-CoA. La carnitina viene riciclata. Questo sistema shuttle di carnitina consente di separare il CoA citosolico da quello mitocondriale.

Processo di β-ossidazione

L’ossidazione degli acidi grassi nei mitocondri avviene in tre fasi coordinate:

- β-ossidazione: l’acido grasso viene “tagliato” a pezzi da 2 atomi di carbonio. Ogni pezzo è acetil-CoA

- Ciclo dell’acido citrico: l’acetil-CoA viene ossidato completamente nel ciclo di Krebs.

- Catena respiratoria: gli elettroni prodotti generano ATP nella catena degli elettroni.

- Deidrogenasione: L’enzima acil-CoA deidrogenasi forma un doppio legame (in forma trans) tra C2 e C3 (α e β), producendo trans-Δ²-enoil-CoA. Il coenzima è il FAD → FADH₂.

È una reazione simile alla fumarasi nel ciclo di Krebs. Questa reazione è analoga a quella della Malato deidrogenasi del ciclo di Krebs. Tiolisi (tipo idrolisi ma col gruppo tiolico del CoA): L’enzima tiolasi attacca il CoA sulla molecola e consente il distacco di un frammento a due carboni sottoforma di Acetil-CoA. La parte che resta della molecola è il tioestere, ma accorciato di 2 carboni che appunto escono sottoforma di Acetil-CoA. La β-Ossidazione per gli acidi grassi lunghi (cioè queste reazioni che abbiamo visto) avviene con un unico complesso chiamato proteina trifunzionale (TFP), che contiene le 3 attività enzimatiche che servono: idratasi, deidrogenasi e tiolasi. È un eterotetramero a4ß4 dove alfa ha attività enoil-CoA idratasi e B-chetoacil deidrogenasi. La subunità ß ha attività tiolasica.

Consente quindi l’incanalamento del substrato che ha maggiore efficienza. Quando la catena diventa corta fino a 12 C, entrano in gioco enzimi solubili nella matrice che abbiamo visto prima.

Ciclo di Krebs: Gli acetil-CoA prodotti entrano nel ciclo di Krebs e ogni acetil-CoA produrrà 3 NADH, 1 FADH₂ e 1 GTP (≈ ATP). Catena degli elettroni: I NADH e FADH₂ prodotti cedono elettroni alla catena degli elettroni per poi arrivare all’ossigeno. Si forma H₂O e ATP (fosforilazione ossidativa). In conclusione, per un palmitil-CoA si producono 8 acetil-CoA per una resa finale di 106 ATP (108 ma 2 vengono utilizzate). Dal punto di vista energetico, la resa è del 33%.