Béta oxidáció

A béta-oxidáció ( β-oxidáció ), más néven Knoop-Linen ciklus , a zsírsavak lebontásának metabolikus folyamata [1] . Az eljárás nevét a zsírsav karboxilcsoportjából (-COOH) a 2. szénatomról (C-3 vagy β-helyzet) kapta, amely oxidáción , majd a molekulától való elválasztáson megy keresztül . Az egyes β-oxidációs ciklusok termékei a FAD H 2 , a NADH és az acetil-CoA . A β-oxidáció és az ezt követő acetil-CoA oxidációja a Krebs-ciklusban a szintézis egyik fő energiaforrása.Az ATP az oxidatív foszforiláció mechanizmusa révén [2] [3] .

Az eukarióta sejtekben a β-oxidáció kizárólag aerob körülmények között megy végbe a mitokondriális mátrixban vagy a peroxiszómákban ; növényekben ez a folyamat a glioxiszómákban .

A β-oxidációs folyamat a zsírsavak lebontásának sajátos útja. Ez az egyik fő energiaforrás, amelyet az ATP szintéziséhez használnak [2] .

Minden többlépcsős oxidációs reakciót specifikus enzimek gyorsítanak. A magasabb zsírsavak β-oxidációja egy univerzális biokémiai folyamat, amely minden élő szervezetben előfordul. Emlősöknél ez a folyamat számos szövetben megtörténik, elsősorban a májban , a vesében és a szívben . A telítetlen magasabb zsírsavak (olajsav, linolsav, linolén stb.) előzetesen telített savakká redukálódnak.

A β-oxidáción kívül, amely a zsírsavak lebontásának fő folyamata állatokban és emberekben, létezik α-oxidáció és ω-oxidáció is. Az α-oxidáció mind növényekben , mind állatokban előfordul, azonban a teljes folyamat a peroxiszómákban megy végbe [4] . az ω-oxidáció kevésbé gyakori az állatok ( gerincesek ) körében, főként növényekben fordul elő [4] . Az ω-oxidáció folyamata az endoplazmatikus retikulumban (ER) megy végbe.

Történelem

A β-oxidációt Franz Knoop ( Franz Knoop ) német kémikus fedezte fel 1904-ben kísérletei során, amikor kutyákat etetett különféle zsírsavakkal, ahol a -CH 3 metilcsoport terminális ω-C szénatomján egy hidrogénatom található. egy -С 6 H 5 [1] [3] fenilcsoport váltotta fel .

Franz Knoop azt javasolta, hogy egy zsírsavmolekula oxidációja a testszövetekben a β-helyzetben történik. Ennek eredményeként a zsírsavmolekuláról a karboxilcsoport oldaláról szekvenciálisan kétszénrészek válnak le [3] .

A zsírsavak , amelyek az állatok és növények természetes zsírjainak részét képezik, páros számú szénatomot tartalmaznak. Minden olyan sav, amelyről egy szénatompár lehasad, végül átmegy a vajsav lépésen . Újabb β-oxidáció után a vajsav acetoecetsavvá válik . Ez utóbbit ezután két molekula ecetsavvá hidrolizálják [3] . Abban az időben azonban a β-C atomon végbemenő zsírsav-oxidáció mechanizmusai még ismeretlenek voltak [5] [6] . 1948-1949-ben. Kennedy és Lehninger megállapították, hogy a zsírsav-oxidáció folyamata a mitokondriumokban megy végbe . F. Linen és munkatársai (1954-1958) leírták a zsírsav-oxidáció főbb enzimatikus folyamatait [1] .

A zsírsavak β-oxidációjának elmélete, amelyet F. Knoop javasolt, nagyrészt a zsírsav-oxidáció mechanizmusával kapcsolatos modern elképzelések alapjául szolgált [1] [3] .

Anyagcsere folyamatok

A β-oxidáció folyamatok sorozata:

Zsírsav aktiválás

A sejtben a triacilgliceridek hidrolízisével képződő vagy a vérből bekerült zsírsavakat aktiválni kell, mivel maguk is metabolikus inert anyagok, ezért nem lehetnek kitéve biokémiai reakcióknak, beleértve az oxidációt is. Aktiválásuk folyamata a citoplazmában történik ATP , koenzim A (HS-CoA) és Mg 2+ ionok részvételével . A reakciót a zsírsavak hosszú láncú acil-CoA-szintetáza ( Long-chain-fatty-acid-CoA-ligáz , EC 6.2.1.3 ) enzim katalizálja, a folyamat endergonikus , azaz a zsírsavak felhasználásának köszönhetően megy végbe. Az ATP molekula hidrolízisének energiája :

Az acil-CoA szintetázok mind a citoplazmában , mind a mitokondriális mátrixban megtalálhatók. Ezek az enzimek különböznek a különböző szénhidrogénlánchosszúságú zsírsavak specifikusságában. A rövid és közepes szénláncú (4-12 szénatomos) zsírsavak diffúzió útján juthatnak be a mitokondriális mátrixba . Ezeknek a zsírsavaknak az aktiválása a mitokondriális mátrixban történik [2] .

Az emberi szervezetben túlsúlyban lévő (12-20 szénatomos) hosszú szénláncú zsírsavakat a külső mitokondriális membránon elhelyezkedő acil-CoA szintetázok aktiválják.

A reakció során felszabaduló pirofoszfátot a pirofoszfatáz enzim ( EC 3.6.1.1 ) hidrolizálja:

Ebben az esetben a reakcióegyensúly az acil-CoA képződése felé tolódik el [2] .

Mivel a zsírsavak aktiválódási folyamata a citoplazmában megy végbe, az acil-CoA további transzportja a membránon keresztül a mitokondriumokba szükséges.

A zsírsavak szállítása a mitokondriális membránon keresztül

A hosszú szénláncú zsírsavak szállítását a sűrű mitokondriális membránon a karnitin közvetíti . A mitokondriumok külső membránja tartalmazza a karnitin-aciltranszferáz I ( karnitin-palmitoiltranszferáz I , CPT1, EC 2.3.1.21 ) enzimet, amely katalizálja az acilkarnitin képződésével járó reakciót (az acilcsoport a CoA kénatomjáról a hidroxilcsoportba kerül át) karnitin acilkarnitin (karnitin-СOR) képződésével, amely a külső mitokondriális membránon keresztül diffundál [2] [3] :

R-CO~SCoA + karnitin ↔ karnitin-COR + CoA-SH

A keletkező acilkarnitin az intermembrán téren át a belső membrán külső oldalára jut, és a karnitin acilkarnitin transzlokáz (CACT) enzim szállítja [2] .

Az acilkarnitin (karnitin-COR) mitokondriális membránon való áthaladása után fordított reakció következik be - az acilkarnitin lebomlása a CoA-SH és a mitokondriális karnitin-acil-CoA transzferáz vagy karnitin-aciltranszferáz II ( karnitin palmitoil-transzferáz II , CPT2) részvételével . , EK 2.3.1.21 ):

CoA-SH + karnitin-COR ↔ R-CO~SCoA + karnitin

Így az acil-CoA elérhetővé válik a β-oxidációs enzimek számára. A szabad karnitint ugyanaz a transzlokáz juttatja vissza a belső mitokondriális membrán citoplazmatikus oldalára [2] [3] [8] .

Ezt követően az acil-CoA bekerül a β-oxidációs reakciókba.

A zsírsavak transzmembrán transzferének folyamatát malonil-CoA gátolhatja [9] .

Intramitokondriális zsírsavoxidáció

A mitokondriális mátrixban a zsírsavak a Knoopp-Linen ciklusban oxidálódnak. Négy enzimet foglal magában, amelyek egymás után hatnak az acil-CoA-ra. Ennek a ciklusnak a végső metabolitja az acetil-CoA . Maga a folyamat négy reakcióból áll.

Reakció neve Reakciós séma Enzim képződött termék
Aktivált zsírsav (acil-CoA) dehidrogénezése . A β-oxidáció az acil-CoA FAD-függő acil-CoA hosszú láncú zsírsav-dehidrogenáz (LCAD) általi dehidrogénezésével kezdődik, hogy kettős kötés jöjjön létre az α- és β-szénatomok (C-2 és C-3) között. a reakciótermék - enoil-CoA. Az ebben a reakcióban redukált koenzim FADH 2 hidrogénatomokat visz át az ETC -be Q koenzimmé . Ennek eredményeként 2 ATP- molekula szintetizálódik . acil-CoA-dehidrogenáz ( EC 1.3.99.3 ) Transz-A 2 -enoil-CoA
Hidratációs reakció . A telítetlen acil-CoA (enoil-CoA) az enoil-CoA-hidratáz enzim részvételével vízmolekulát köt . Ennek eredményeként β-hidroxi-acil-CoA képződik. A reakció reverzibilis és sztereospecifikus, a keletkező termék L-formájú. Enoil-CoA-hidratáz (EC 4.2.1.17 ) L-p-hidroxi-acil-CoA
NAD +  - függő oxidáció vagy második dehidrogénezési reakció . A kapott L-β-hidroxi-acil-CoA ezután oxidálódik. A reakciót a NAD + -függő dehidrogenáz katalizálja. L-β-hidroxi-acetil-dehidrogenáz (EC 1.1.1.35 ) L-p-ketoacil-CoA
tioláz reakció . Ebben a reakcióban a β-ketoacil-CoA kölcsönhatásba lép a koenzim A-val . Ennek eredményeként a β-ketoacil-CoA hasad, és az acil-CoA két szénatommal lerövidül, és egy két szénatomos fragmentum acetil-CoA formájában képződik. Ezt a reakciót az acetil-CoA aciltranszferáz (vagy β-ketotioláz) katalizálja. β-ketotioláz (EC 2.3.1.9 ) Acil-CoA és acetil-CoA

A keletkező acetil-CoA a Krebs-ciklusban oxidálódik, és a két szénatommal lerövidült acil-CoA ismételten végigmegy a teljes β-oxidációs úton, amíg butiril-CoA (4 szénatomos vegyület) keletkezik, amely viszont 2 molekulává oxidálódik acetil-CoA. A FADH 2 és NADH·H közvetlenül a légzési láncba jut [1] .

Egy hosszú szénláncú zsírsav teljes lebomlásához a ciklust sokszor meg kell ismételni, például a sztearil-CoA (C 17 H 35 CO~SCoA) esetében nyolc ciklus szükséges [10] .

A páratlan szénatomszámú zsírsavak oxidációjának jellemzői

A páratlan szénatomszámú zsírsavak oxidációja során nemcsak acetil-CoA, FAD H 2 és NADH képződik , hanem egy molekula propionil-CoA (C 2 H 5 -CO~SCoA) is.

A propionil-CoA szekvenciálisan szukcinil-CoA-vá alakul. A propionil-CoA karboxilezése propionil-CoA karboxiláz ( EC 6.4.1.3 ) hatására történik (ennek az enzimnek a koenzimje a biotin (B7-vitamin) - karboxilcsoportok hordozója; a reakcióhoz ATP is szükséges ). A reakció sztereospecifikus. A reakciótermék a metil-malonil-CoA S-izomerje , amelyet metil-malonil-CoA racemáz ( EC 5.1.99.1 ) katalizál R-izomerré. A metilmalonil-CoA kapott R-izomerje a metilmalonil-CoA mutáz enzim ( EC 5.4.99.2 ) hatására (melynek koenzimje a dezoxiadenozilcianokobalamin a B12 -vitamin származéka ) szukcinil-CoA-vá alakul, amely azután belép a Krebs-ciklusba [ 1] .

Telítetlen zsírsavak oxidációja

A telítetlen zsírsavak (EFA) teszik ki az emberi szervezet összes zsírsavának csaknem felét. Az ilyen savak β-oxidációjának jellemzőit a kettős kötések helyzete és száma határozza meg. A természetes telítetlen zsírsavak ( olajsav , linolsav stb.) kettős kötései (-C=C-) cisz-konfigurációjúak, a telítetlen savak CoA-észterei pedig a telített zsírsavak β-oxidációjának közbenső termékei. , a kettős kötések transz konfigurációjúak. Ezeknek a savaknak a β-oxidációja a szokásos módon megy végbe, amíg a kettős kötés a harmadik és negyedik szénatom közé nem kerül. Ezután az enoil-CoA izomeráz enzim ( EC 5.3.3.8 ) a kettős kötést a Δ 3-4 pozícióból a Δ 2-3 pozícióba mozgatja, és a kettős kötés cisz-konformációját transz-re változtatja, ami a β-oxidációhoz szükséges. Továbbá a folyamat ugyanúgy megy végbe, mint a telített savak esetében [1] [2] [3] .

Ha két (-C=CCC=C-) vagy több telítetlen kötéssel rendelkező zsírsavak oxidálódnak, akkor még egy β-hidroxiacil-CoA epimeráz enzimre van szükség ( EC 5.1.2.3 ).

A telítetlen zsírsavak oxidációs sebessége jóval magasabb, mint a telítetteké, a kettős kötések jelenléte miatt. Például, ha a telített sztearinsav oxidációs sebességét vesszük standardnak , akkor az olajsav oxidációs sebessége 11, a linolsav 114, a linoléné 170, az arachidoné pedig közel 200-szor nagyobb, mint a sztearinsavé [1] .

Béta-oxidáció növényekben

A folyamat energiamérlege

A FAD H 2 és NADH ETC mentén történő elektrontranszfer eredményeként 4 ATP molekula szintetizálódik (1,5 FADH 2 -ből és 2,5 NADH-ból [11] ). A palmitinsav oxidációja esetén 7 β-oxidációs ciklus megy végbe (16/2-1 = 7), ami 4 × 7 = 28 ATP molekula képződéséhez vezet. A palmitinsav β-oxidációja során 8 acetil-CoA molekula képződik, amelyek mindegyike a trikarbonsav ciklusban teljesen elégetve 10 ATP molekulát ad, és 8 molekula 10 × 8 = 80 ATP molekulát ad.

Így összesen a palmitinsav teljes oxidációjával 28 + 80 = 108 ATP molekula keletkezik. Figyelembe véve azonban egy ATP- molekulát , amely AMP -vé hidrolizál , azaz 2 makroerg kötést vagy két ATP-t költenek el az aktiválási folyamat legelején (palmitoil-CoA képződése), a teljes energiahozam a teljes folyamat során. egy palmitinsavmolekula oxidációja állati test körülményei között 108-2=106 molekula lesz [3] .

A palmitinsav oxidációjának általános egyenlete a következő:

A páros számú szénatomos zsírsavak β-oxidációja során keletkező ATP teljes mennyiségének kiszámítására szolgáló képlet:

ahol n  a szénatomok száma egy zsírsavmolekulában; 10, illetve 4, az 1 mol acetil-CoA oxidációja során szintetizált ATP molekulák száma a Krebs-ciklusban és egy zsírsav-béta-oxidációs ciklusban (1,5 ATP FADH 2 -ből és 2,5 ATP NADH-ból); -2 - a zsírsav aktiválására fordított ATP mennyisége.

A páratlan szénatomszámú zsírsavak β-oxidációja során keletkező ATP teljes mennyiségének kiszámítására szolgáló képlet:

ahol n  a szénatomok száma egy zsírsavmolekulában; 25 - az ATP mennyisége, amely a Krebs-ciklusban létrejövő 1 molekula szukcinil-CoA oxidációja során oxálacetát C 4 -vé (5 mol) és ezt követő teljes oxidációja során a TCA-ban (2 × 10 = 20 mol) szintetizálódik; -3 - a zsírsav aktiválására (2 mol), valamint a metil-malonil-CoA (1 mol) szintézisére fordított ATP mennyisége. Számítsuk ki 1 mol nonadekánsav (C 19 ) oxidációja során szintetizált ATP molekulák számát ! Használjuk a következő képletet: (19-3/2 × 10) + (19/2-1,5 × 4) + 25 - 3 = 134 mol ATP.

Egyes zsírsavak β-oxidációjának energiaszámítását táblázat formájában mutatjuk be.

Zsírsav 1 zsírsavmolekulánként keletkező ATP-molekulák száma Elhasznált ATP-molekulák száma Az ATP molekulák összenergia-kibocsátása
Kaprilsav C 7 H 15 COOH 44 2 44-2=42
Laurinsav C 11 H 23 COOH 80 2 80-2=78
Mirisztinsav C 13 H 27 COOH 94 2 94-2=92
Pentadecilsav C 14 H 29 COOH 101 2 101-2=99
Palmitinsav C 15 H 31 COOH 108 2 108-2=106
Margarinsav C 16 H 33 COOH 115 2 115-2=113
Sztearinsav C 17 H 35 COOH 122 2 122-2=120
Arachic sav C 19 H 39 COOH 136 2 136-2=134

Számos szövetben a zsírsav- oxidáció  fontos energiaforrás. Ezek olyan szövetek, amelyekben magas a Krebs-ciklus enzimek és az elektrontranszport láncok aktivitása  - vörös vázizomsejtek , szívizom (szívizom), vesék . Például az eritrociták , amelyekben nincsenek mitokondriumok, nem képesek oxidálni a zsírsavakat. Ugyanakkor a zsírsavak nem szolgálhatnak energiaforrásként az agy és más idegszövetek számára, mivel hidrofób tulajdonságaik miatt nem jutnak át a vér-agy gáton . Az idegszövetekben a zsírsav-anyagcsere sebessége egy nagyságrenddel alacsonyabb, mint például a vázizmokban. Ezért ilyen helyzetekben, különösen hosszan tartó éhezés során, a máj a bekerülő zsírsavak mintegy 50%-át más energiaforrásokká - ketontestekké - dolgozza fel, amelyeket az idegszövet hasznosít [2] .

Extramitokondriális zsírsav-oxidáció

A mitokondriumokban előforduló zsírsavak β-oxidációja mellett mitokondriálison kívüli oxidáció is zajlik. A hosszabb lánchosszúságú zsírsavak (C 20 -tól ) nem oxidálódnak a mitokondriumokban a sűrű kettős membrán jelenléte miatt, ami megakadályozza a membránközi téren való átjutást. Ezért a hosszú szénláncú zsírsavak (C 20 -C 22 és több) oxidációja a peroxiszómákban megy végbe [12] . A peroxiszómákban a zsírsavak β-oxidációja módosított formában megy végbe. Az oxidációs termékek ebben az esetben az acetil-CoA, az oktanoil-CoA és a hidrogén-peroxid H 2 O 2 . Az acetil-CoA FAD-függő dehidrogenáz által katalizált lépésben képződik. A peroxiszóma enzimek nem támadják meg a rövid szénláncú zsírsavakat, és a β-oxidációs folyamatot leállítja az oktanoil-CoA képződése.

Ez a folyamat nem kapcsolódik oxidatív foszforilációhoz és ATP-képződéshez, ezért az oktanoil-CoA és az acetil-CoA a CoA-ból a karnitinbe kerül, és a mitokondriumokba kerül, ahol oxidálódik ATP-vé [8] .

A peroxiszómális β-oxidáció aktiválódása az elfogyasztott élelmiszerben a C 20 - tól kezdődően feleslegben lévő zsírsavaknál , valamint lipidcsökkentő gyógyszerek szedésekor következik be.

rendelet

A β-oxidációs folyamat szabályozásának sebessége számos tényezőt foglal magában:

A β-oxidáció sebessége a karnitin-palmitoiltranszferáz I (CPTI) enzim aktivitásától is függ. A májban ezt az enzimet gátolja a malonil-CoA, a zsírsav-bioszintézis során keletkező anyag .

Izomban a karnitin-palmitoil-transzferáz I-et (CPTI) is gátolja a malonil-CoA. Bár az izomszövet nem szintetizál zsírsavakat, van egy acetil-CoA karboxiláz izoenzim, amely malonil-CoA-t szintetizál a β-oxidáció szabályozására. Ezt az izoenzimet a sejtekben az adrenalin hatására aktiválódó protein kináz A és az AMP-függő protein kináz foszforilálja, és így gátolja; a malonil-CoA koncentrációja csökken. Ennek eredményeként a fizikai munka során, amikor az AMP megjelenik a sejtben, az adrenalin hatására aktiválódik a β-oxidáció, ennek sebessége azonban az oxigén elérhetőségétől is függ. Ezért a β-oxidáció csak 10-20 perccel a fizikai aktivitás (az úgynevezett aerob gyakorlat) megkezdése után válik energiaforrássá az izmok számára, amikor a szövetek oxigénellátása megnövekszik [13] .

Folyamatsértések

Hibák a karnitin szállítási rendszerében

A karnitin szállítási rendszerének hibái fermentopathiában és karnitinhiányos állapotokban nyilvánulnak meg az emberi szervezetben.

Karnitin hiányos állapotok

A karnitin elvesztésével kapcsolatos leggyakoribb hiányos állapotok bizonyos testállapotok során:

A karnitinhiány jelei és tünetei a hipoglikémiás rohamok, amelyek a glükoneogenezis csökkenése miatt fordulnak elő a zsírsavak β-oxidációs folyamatának megsértése, a ketontestek képződésének csökkenése következtében, amelyet a zsírsavak növekedése kísér. szabad zsírsavak (FFA) tartalma a vérplazmában, izomgyengeség (myasthenia gravis), valamint lipid felhalmozódás [8] .

Fermentopathiák

A karnitin-palmitoiltranszferáz I gén - CPT1 (sokkal ritkábban a CPT2 génben) hibájával az enzimhiány májformája alakul ki, ami hipoglikémiához és a vérplazma ketontestek tartalmának csökkenéséhez vezet . A CPT2 karnitin-palmitoiltranszferáz II gén hibája felnőtteknél myopathiát okoz (periódusos izomfájdalom , izomgyengeség, rángatózás, myoglobinuria ), újszülötteknél pedig halálos májformát (hiperammonémia, fokozott szérum transzaminázok aktivitása, hepatomegalia, nem ketotikus hipoglikémia, ). A karnitin-palmitoil-transzferáz II hiányát szintén kardiomegalia jellemzi [8] [14] .

A közepes szénláncú zsírsavak acil-CoA dehidrogenázainak genetikai rendellenességei

A mitokondriumokban 3 típusú acil-CoA dehidrogenáz létezik, amelyek hosszú, közepes vagy rövid szénláncú gyökkel oxidálják a zsírsavakat. A zsírsavak , mivel a gyök a β-oxidáció során lerövidül, ezek az enzimek egymás után oxidálhatják. A zsírsavdehidrogenáz átlagos gyökhosszúságú ( EC 1.3.8.7 ) genetikai hibája - MCADD (rövidítve: M edium- c hain a cil-CoA d ehidrogenáz d hatékonyság) a leggyakoribb más örökletes betegségekhez képest - 1 :15 000. Frekvenciahibás ACADM gén , amely közepes lánchosszúságú zsírsavak acil-CoA dehidrogenázát kódolja, az európai lakosság körében - 1:40. Ez egy autoszomális recesszív betegség , amely a gén 985. pozíciójában lévő T nukleotid ( timin ) A-val ( adenin ) történő helyettesítéséből ered [2] . A közepes szénláncú zsírsavak (különösen a kapril ) és származékaik felhalmozódásában a vérben és a karnitin másodlagos hiányában nyilvánul meg. Jellemző tünetek a hányás , a letargia , a bőséges glükózfelhasználás következtében kialakuló súlyos, nem ketotikus hipoglikémia (különösen az újszülöttekre veszélyes), kóma alakulhat ki és halál lehetséges. A betegség nagy veszélyt jelent a gyermekek számára, mivel közöttük figyelhető meg a legmagasabb halálozási arány (akár 60%) [9] .

A nagyon hosszú szénláncú zsírsavak acil-CoA dehidrogenázainak genetikai rendellenességei

Egy autoszomális recesszív súlyos genetikai betegség 1:3000-1:50000 gyakorisággal fordul elő újszülötteknél Európában és az USA-ban. Az ACADVL gén mutációja okozza , amely a nagyon hosszú szénláncú zsírsavak acil-CoA-dehidrogenázát kódolja - VLCAD (rövidítve: Very l ong c hain a cyl-CoA d ehydrogenase , EC 1.3.8.9 ) . Ez az enzim a 14-20 atomos szénláncú zsírsavak mitokondriális β-oxidációjában vesz részt. A betegségre jellemző a zsírsavak (C 14 - C 20 ) felhalmozódása a szervezetben. A negatív megnyilvánulások az agyszövet ( encephalopathia ), a szív ( kardiomiopátia ), a máj ( zsíros infiltráció ) elváltozásaiban fejeződnek ki. A tünetek hasonlóak az MCADD-hez. A nagyon hosszú láncú zsírsav-acil-CoA-dehidrogenáz-hiánynak számos formája létezik:

A szisztémás forma újszülötteknél vagy kisgyermekeknél gyakori, és a halálozási arány a legmagasabb (akár 30%). A betegség legsúlyosabb és legveszélyesebb formája.

A májforma gyakran korai manifesztációval is rendelkezik (klinikai megnyilvánulások kialakulása), azonban kevésbé súlyos lefolyású és mortalitású. Hipoketotikus hipoglikémia rohamai jellemzik.

A myopathiás formát iskoláskorú gyermekeknél és felnőtteknél figyelik meg. Főbb megnyilvánulásai a testmozgás intolerancia ( myasthenia gravis ), izomfájdalmak (myalgia, rhabdomyalgia), rabdomiolízis, myoglobinuria miatti vizelet elszíneződés [15] .

Dikarbonsav aciduria

A dikarbonsavas aciduria olyan betegség, amely a 6-10 szénatomos dikarbonsavak fokozott kiválasztódásával és ennek hátterében fellépő hipoglikémiával jár, azonban nem társul a ketontestek növekedésével. Ennek a betegségnek az oka az MCADD. Ebben az esetben a β-oxidáció megzavarodik és a hosszú szénláncú zsírsavak ω-oxidációja fokozódik, amelyek lerövidülnek a szervezetből kiürülő, közepes szénláncú dikarbonsavakká [8] .

Zellweger-szindróma

Zellweger (Zellweger) szindróma vagy cerebrohepatorenalis szindróma, Hans Zellweger amerikai gyermekorvos ( eng.  HU Zellweger ) által leírt ritka örökletes betegség , amely a peroxiszómák hiányában nyilvánul meg a test minden szövetében. Ennek eredményeként a szervezetben, különösen az agyban felhalmozódnak a poliénsavak (C 26 -C 38 ), amelyek hosszú szénláncú zsírsavak [8] . A Zellweger-szindróma spektrumának peroxiszóma biogenezis zavarainak hozzávetőleges előfordulási gyakorisága 1:50 000 újszülött az Egyesült Államokban és 1:500 000 újszülött Japánban. A szindrómára jellemzőek: prenatális növekedési retardáció; izom hipotenzió; szopási nehézség; areflexia; dolichocephaly; magas homlok; kerek lapos arc; puffadt szemhéjak; hipertelorizmus; A szem mongoloid bemetszése; szürkehályog ; pigmentos retinopathia vagy látóideg-dysplasia; írisz coloboma; alacsonyan fekvő fülkagyló; mikrognathia ; szájpadhasadék; az ujjak oldalirányú vagy mediális görbülete; májkárosodás ( hepatomegalia (megnövekedett májtérfogat), intrahepatikus csatorna dysgenesis, májcirrhosis ); policisztás vesebetegség; gyakran - súlyos, összeegyeztethetetlen a tüdő élettani rendellenességeivel és szívhibákkal; késleltetett pszichomotoros fejlődés; görcsök ; tartós sárgaság. A patológiai vizsgálat a neuronok késleltetett mielinizációját tárja fel; lipidek felhalmozódása az asztrocitákban; a májban, a vesékben és az agyban a plazmogének tartalma csökken; a májsejtekben és a test más szöveteiben a peroxiszómák száma csökken, a legtöbb peroxiszómális enzim inaktív. A vérben a transzaminázok aktivitása megnövekszik, és tartós hiperbilirubinémia figyelhető meg [16] . A peroxiszóma biogenezisének zavarait a peroxinokat kódoló 12 PEX -gén [17] egyikében bekövetkező mutációk okozzák. E gének mutációi a peroxiszóma biogenezisében rendellenességekhez vezetnek. A Zellweger-szindróma minden változata autoszomális recesszív módon öröklődik [18] .

Jamaicai hányásos betegség

Egy speciális betegség, amelyet súlyos mérgezés jellemez, hányással , hipovolémiás sokkkal, görcsökkel , hipoglikémiával , súlyos formában kóma és halál is előfordulhat. Használatkor hívják:

Az anyagcsere eredményeként a hipoglicin metilén-ciklopropánacetil-CoA-vá (mcpa-CoA) alakul, amely inaktiválja az acil-CoA dehidrogenázt, aminek következtében a β-oxidációs folyamat gátolt [8] . Ezenkívül az mcpa-CoA képes blokkolni a glükoneogenezis enzimeit [19] . Hipoglicin jelenlétében főként butiril-CoA halmozódik fel, amely szabad vajsavvá (butirát) hidrolizálódik. A feleslegben lévő vajsav bejut a vérbe , közvetve hipoglikémiát okozva [9] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Stroev E. A. Biológiai kémia: Gyógyszerészeti tankönyv. in-tov és pharmac. fak. édesem. elvtárs. - M . : Felsőiskola, 1986. - 479 p.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 E.S. Severin. Biokémia. - M. : GEOTAR-MED, 2004. - 779 p. — ISBN 5-9231-0254-4 .
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Berezov T. T., Korovkin B. F. Biológiai kémia. - M. : Orvostudomány, 1998. - 704 p. — ISBN 5-225-02709-1 .
  4. ↑ 12 Metzler , 2003 , p. 943.
  5. ↑ Knoop, Franz. Der Abbau aromatischer Fettsäuren im Tierkörper  (neopr.)  // Beitr Chem Physiol Pathol. - 1904. - T. 6 . - S. 150-162 .
  6. ↑ Houten SM , Wanders RJ Általános bevezetés a mitokondriális zsírsavak β-oxidációjának biokémiájába.  (angol)  // Journal of herited metabolic disease. - 2010. - 20. évf. 33. sz. 5 . - P. 469-477. - doi : 10.1007/s10545-010-9061-2 . — PMID 20195903 .
  7. ↑ Voet, Donald; Voet, Judit; Pratt, Charlotte. A biokémia alapjai Az élet molekuláris szinten  . – New York City: John Wiley & Sons, Inc. , 2013. - P. 582-584. — ISBN 1118129180 .
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 R. Murray, D. Grenner, P. Meyes, W. Rodwell. Az emberi biokémia. - M . : Mir, 1993. - T. I. - 384 p. — ISBN 5-03-001774-7 .
  9. ↑ 1 2 3 Nelson D., Cox M. Lehninger Biokémia alapjai. - M. : BINOM, 2011. - T. II.
  10. ↑ Kolman. Ya., Rem K. G. Vizuális biokémia. — M .: Mir, 2011. — 469 p. - ISBN 5-03-003304-1 .
  11. ↑ Nelson D. Cox M. Lehninger Biochemistry Fundamentals: in 3 Vols. Vol. 2: Bioenergetics and Metabolism . – Kiadó, 2020.
  12. ↑ Singh I. Peroxiszómák biokémiája egészségben és betegségekben   // Mol . sejt. Biochem. : folyóirat. - 1997. - február ( 167. évf. , 1-2. sz. ). - P. 1-29 . - doi : 10.1023/A:1006883229684 . — PMID 9059978 .
  13. ↑ Biológiai kémia gyakorlatokkal és feladatokkal / Szerk. S.E. Severin. - M. : GEOTAR-Média, 2011. - 624 p. — ISBN 9785970417553 .
  14. ↑ Handig I és munkatársai: Az S113L mutáció öröklődése egy beltenyésztett családon belül, karnitin-palmitoiltranszferáz enzimhiányban. Zümmögés. Közönséges petymeg. 97: 291-293, 1996. PMID 8786066 .
  15. ↑ Szövetségi klinikai irányelvek (protokollok) a nagyon hosszú szénláncú zsírsavak acil-CoA-dehidrogenázának hiányában szenvedő betegek orvosi ellátására . - Moszkva: OROSZ ORVOSI GENETIKAI TÁRSASÁG, 2013. - 18 p.
  16. ↑ P. Bowen, C.S.N. Lee, H.U. Zellweger, R. Lindenburg. Többszörös veleszületett rendellenességek családi szindróma. A Johns Hopkins Kórház közleménye, 1964; 114:402.
  17. ↑ OMIM 214100
  18. ↑ Medical Planet . Letöltve: 2016. április 22. Az eredetiből archiválva : 2016. május 6..
  19. ↑ AZ ACKEE GYÜMÖLCS (BLIGHIA SAPIDA) ÉS A KAPCSOLÓDÓ MÉRGEZŐ HATÁSAI . University of British Columbia (2005. november 17.). Letöltve: 2021. június 6. Az eredetiből archiválva : 2021. március 10.

Irodalom

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák