Yağ Metabolizması

Yiyeceğimizdeki yağların çoğunluğu (% 95) ve vücut yağımızda depolanan yağlar trigliseridlerdir.

Bir trigliserid, bir gliserol ve 3 yağ asidinden oluşur.
Gliserol bir tür şekerdir ve karbonhidrat metabolizmasında metabolize olur.

Bir yağ asidi 3 çeşit atomdan oluşur: C (karbon), O (oksijen) ve H (hidrojen). Yağ asitleri 4 ila 24 karbon atomuna sahiptir. Karbon sayısına bağlı olarak kısa zincirli yağ asitleri (C4 ila C6), orta zincirli yağ asitleri (C6 ila C12) ve uzun veya çok uzun zincirli yağ asitleri (C12 ve üzeri) denir.

6 karbonlu bir yağ asidi örneği (C6):

16 karbonlu bir yağ asidi örneği (C16):

Yağ asitleri, enerji üretmek için yanabilir veya oksitlenebilir.
Yağ asitlerinin oksidasyonu hücrenin mitokondriasında gerçekleşir. Bir mitokondriyum hücrenin enerji fabrikası olarak görülebilir.

Bir yağ asidi aktivasyonu

Bir yağ asidi hücrenin içine girer girmez önce aktive edilmelidir.
Aktivasyon belirli bir enzim kullanılarak yapılır ve açil-CoA veya açil-koenzim A olarak adlandırdığımız sonuçlar oluşur. Bu açil-KoA’lar, yaptıkları yağ asidi gibi birkaç karbon atomuna sahiptir. Karbon atomlarının sayısına bağlı olarak kısa zincir, orta zincir, uzun zincir veya çok uzun zincirli açil-CoA’lardan bahsedebiliriz.

Açil CoA’nın oksidasyonu mitokondrianın içinde gerçekleşir, bu nedenle aktive edilmiş yağ asitleri önce zarın içinden mitokondrinin içine taşınmalıdır.

Açil-CoA’nın taşınması

Daha kısa açil-CoA’lar mitokondrinin zarını herhangi bir yardım almadan geçirebilir. Daha uzun açil-CoA’lar (C10’dan itibaren), karnitin adı verilen bir maddenin yardımına ihtiyaç duyar.

Açil-CoA, CoA’sını düşürecek ve bir carnitine ile değiştirilecektir. Sonuç, mitokondrinin zarından taşınabilen bir açilkarnitindir. Açilkarnitin mitokondrinin içine girdikten sonra karnitin çıkarılır ve tekrar bir CoA ile değiştirilir. Açil-CoA artık metabolize olmaya hazır.

Açil-CoA’nın metabolize olması: beta-oksidasyon

Beta-oksidasyon, 4 adımlı bir biyokimyasal prosestir. Her adım için özel bir enzime ihtiyaç vardır. Belirli bir adımın son ürünü her seferinde bir sonraki adımın başlangıç ürünü olarak kullanılır.

İlk aşamada gereken enzime açil-CoA dehidrojenaz adı verilir. Bu enzimin dört versiyonu vardır: Kısa zincir, orta zincir, uzun zincir ve çok uzun zincirli yağ asitleri için.
Orta zincirli yağlı asitlerin oksidasyonu için gerekli olan enzime orta zincirli açil-CoA dehidrojenaz veya MCAD denir.

Diğer 3 basamak için gerekli enzimler MCAD eksikliği açısından önemli değildir ve bu metinde daha fazla tartışılmamaktadır. Ancak aşağıdaki resimde şema olarak beta oksidasyon döngüsünü temsil eden maddelerden bahsedilmektedir:

Beta oksidasyonun 4. aşamasından sonra nihai ürünü, en baştaki açil-CoA’dan daha kısa olan, 2 karbon atomu;1 asetil-CoA ve 1 açil-CoA’dır. Bu süreçte enerji açığa çıkar.

Asetil-CoA, başka bir biyokimyasal işlemle (sitrik asit dönüümü, Krebs çevrimi veya TCA çevrimi) daha da işlenecektir. Keton üretmek için de kullanılabilir. Bununla ilgili daha fazla bilgi için fed-fast döngüsünün sayfalarına bakın.

Ayrıca beta-oksidasyonun sonucu olan açil-CoA, tekrar beta oksidasyon sürecine girer. Bu döngü yağ asidi tamamen metabolize olana kadar devam edecektir.

Medium-chain acyl-CoA dehydrogenase eksikliği

MCAD eksikliği orta zincirli yağ asitlerinin oksidasyonu için gerekli asil-CoA dehidrogenaz enziminin eksikliğidir (düzgün çalışmamaktadır). Bu enzime, bu web sitesinde başka yerlerde MCAD enzimi adı verilir.

MCAD eksikliği olan hastalarda beta oksidasyonun ilk adımı orta zincirli yağ asitleri üzerinde düzgün çalışmaz ve sonuç olarak beta oksidasyonun diğer adımları da işe yaramaz.

Uzun ve çok uzun zincirli yağ asitleri, orta zincirli yağ asitleri oluncaya kadar kısmen oksitlenecek ve bu nedenle MCAD enzimine de ihtiyaç duyacaklardır.

Orta zincir açil CoA’lar, metabolize edilemeyecekleri için mitokondrinin içinde birikmektedir.
Özellikle yağ metabolizması hızlandığında (uzun süren açlık veya ateşli hastalık durumunda) açil-CoA miktarı çok yüksek olabilir ve bu birikim toksiktir. Ciddi komplikasyonlara neden olabilir.

Ayrıca vücut yağ asitlerinin oksidasyonunu enerji için düşünemez ve şekerin gıdalardan alınmasına bağlıdır. Açlık veya kusma durumunda enerji eksikliği oluşabilir ve bu da ciddi sonuçlar doğurabilir.

Neyse ki bu açil-CoA’lar sonsuza kadar mitokondriya sıkışıp kalmak zorunda değildir. Vücut, bu maddeleri ortadan kaldırmanın yollarını bilir ve en önemli oyuncularından biri karnitindir.

Daha ayrıntılı bilgi için Karnitin sayfasını ziyaret edebilirsiniz.