تحلل الدهون وتكوين الدهون

تحلل الدهون (Lipolysis) وتكوين الدهون (Lipogenesis) هما الذراعان المتضادتان لدورة تخزين الدهون في الجسم. يقوم تكوين الدهون ببناء وتخزين ثلاثي الغليسريد في الأنسجة الدهنية عندما يكون الوقود متوفرًا بكثرة، بينما يقوم تحلل الدهون بتحليل تلك الدهون المخزنة لإطلاق الأحماض الدهنية الحرة والجليسرول عند الحاجة إلى الوقود. يقوم الأنسولين، والكاتيكولامينات، ومستشعر الطاقة الخلوي كيناز البروتين المنشط بالأدينوزين أحادي الفوسفات (AMP-activated protein kinase) بتبديل التوازن بين الاثنين وفقًا للحالة الغذائية.

Definition

تحلل الدهون هو التحلل المائي المتسلسل لثلاثي الغليسريد المخزن بواسطة إنزيم الليباز الدهني ثلاثي الغليسريد (adipose triglyceride lipase)، والليباز الحساس للهرمون (hormone-sensitive lipase)، والليباز أحادي الغليسريد (monoacylglycerol lipase) لإطلاق الأحماض الدهنية الحرة والجليسرول؛ أما تكوين الدهون فهو تخليق الأحماض الدهنية وأسترتها إلى ثلاثي الغليسريد للتخزين. يتم تنظيم العمليتين بشكل متبادل بواسطة الأنسولين والهرمونات المضادة للتنظيم.

Scope

يركز المدخل على دورة تخزين الدهون في الخلايا الدهنية: سلسلة الليباز المنظمة هرمونيًا التي تحرك ثلاثي الغليسريد (تحلل الدهون) وتخليق الأحماض الدهنية وأسترتها إلى ثلاثي الغليسريد المخزن (تكوين الدهون)، بالإضافة إلى التحكم الهرموني الذي يربط بينهما. ويتناول تكوين الدهون الكبدي الجديد (hepatic de novo lipogenesis) كعملية مرتبطة ولكنه يشير إلى المدخل المخصص للتخليق. هذا مرجع كيميائي حيوي وفسيولوجي، وليس نصيحة بشأن إدارة الوزن أو الأمراض الأيضية.

Core questions

• ما هي الليبازات التي تحلل ثلاثي الغليسريد المخزن، وبأي ترتيب؟
• كيف يقوم الأنسولين والكاتيكولامينات بتشغيل وإيقاف تخزين الدهون وتعبئتها؟
• كيف يتم تنسيق تكوين الدهون مع تحلل الدهون بحيث لا يعملان في وقت واحد؟
• ما هي الإشارات التي تربط حالة طاقة الجسم الكلية بدوران الدهون في الأنسجة الدهنية؟

Key concepts

• الليباز الدهني ثلاثي الغليسريد (ATGL)
• الليباز الحساس للهرمون (HSL)
• الليباز أحادي الغليسريد
• تنظيم البيريلبين وقطرات الدهون
• تكوين الدهون ومضاد تحلل الدهون المدفوع بالأنسولين
• تنشيط تحلل الدهون بواسطة الكاتيكولامين/cAMP/PKA
• إطلاق الأحماض الدهنية الحرة والجليسرول
• كيناز البروتين المنشط بالأدينوزين أحادي الفوسفات كمستشعر للطاقة

Key theories

سلسلة الليباز المتسلسلة لتحلل الدهون

يتم تحلل ثلاثي الغليسريد في خطوات محددة: يقوم الليباز الدهني ثلاثي الغليسريد بالتحلل المائي الأول المحدد للمعدل إلى ثنائي الغليسريد، ثم يعمل الليباز الحساس للهرمون، ويكمل الليباز أحادي الغليسريد التفاعل، مطلقا ثلاثة أحماض دهنية وجليسرول تحت السيطرة الهرمونية.

التحكم الهرموني المتبادل في التخزين والتعبئة

يعزز الأنسولين تكوين الدهون ويثبط نشاط الليباز في حالة التغذية، بينما تنشط الكاتيكولامينات والجلوكاجون تحلل الدهون من خلال إشارات أحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي وكيناز البروتين A في حالة الصيام، مع دمج كيناز البروتين المنشط بالأدينوزين أحادي الفوسفات لحالة الطاقة الخلوية.

Mechanisms

في حالة التغذية الغنية بالأنسولين، تمتص الخلايا الدهنية الجلوكوز والأحماض الدهنية، وتصنع وتؤستر ثلاثي الغليسريد، وتخزنه في قطرات دهنية مغلفة بالبيريلبين (perilipin)؛ وفي الوقت نفسه، يثبط الأنسولين نشاط الليباز، مما يفضل التخزين الصافي. أثناء الصيام أو الإجهاد، ترفع الكاتيكولامينات والجلوكاجون مستويات أحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي (cyclic AMP) وتنشط كيناز البروتين A (protein kinase A)، الذي يفسفر البيريلبين والليباز الحساس للهرمون ويحفز سلسلة الليباز: يزيل الليباز الدهني ثلاثي الغليسريد الحمض الدهني الأول (الخطوة المحددة للمعدل)، والليباز الحساس للهرمون يزيل الثاني، والليباز أحادي الغليسريد يزيل الثالث، مما يطلق الأحماض الدهنية الحرة إلى الدم للأكسدة في الأنسجة الأخرى والجليسرول لتكوين الجلوكوز الكبدي. يحكم جانب التخليق على المستوى النسخي برنامج SREBP-1c المستجيب للأنسولين، وبشكل حاد بواسطة كيناز البروتين المنشط بالأدينوزين أحادي الفوسفات، الذي يثبط إنزيم تكوين الدهون أسيتيل-كو أيه كربوكسيلاز (acetyl-CoA carboxylase) عندما تكون الطاقة نادرة، مما يضمن أن التخزين والتعبئة نشطان بشكل متبادل، وليس في وقت واحد.

Clinical relevance

يحدد توازن تحلل الدهون وتكوين الدهون كيفية تخزين الجسم للطاقة وإطلاقها ويوفر الخلفية الكيميائية الحيوية لمقاومة الأنسولين، والسمنة، وارتفاع الأحماض الدهنية الحرة التي تُرى في مرض السكري غير المتحكم فيه. يصف هذا المدخل الدورة التنظيمية الطبيعية للرجوع إليها وللتعليم وليس أساسًا لإدارة وزن الجسم أو الحالات الأيضية لدى أي فرد.

History

لطالما اعتُبر الليباز الحساس للهرمون الإنزيم الوحيد المحدد للمعدل في تعبئة الدهون، ولكن اكتشاف الليباز الدهني ثلاثي الغليسريد في عام 2004 بواسطة زيتشنر وزملاؤه نقح النموذج إلى سلسلة متسلسلة ووضح الخطوة الأولى المحددة للمعدل. بالتوازي، رُبط التحكم النسخي لجانب تكوين الدهون بمسار SREBP-1c المستجيب للأنسولين، وأُثبت أن كيناز البروتين المنشط بالأدينوزين أحادي الفوسفات هو مستشعر الطاقة الخلوي الذي ينسق الذراعين.

Key figures

• Rudolf Zechner
• Salih Wakil
• Jay Horton
• D. Grahame Hardie

Seminal works

• zechner-2012
• zechner-2009
• horton-2002

Frequently asked questions

ما الفرق بين تحلل الدهون وتكوين الدهون؟

تكوين الدهون هو تخليق وتخزين الدهون على شكل ثلاثي الغليسريد، ويفضل في حالة التغذية، بينما تحلل الدهون هو التحلل المائي لثلاثي الغليسريد المخزن لإطلاق الأحماض الدهنية والجليسرول، ويفضل أثناء الصيام؛ يتحكم الأنسولين والهرمونات المضادة للتنظيم في العمليتين بشكل متبادل.

ما هو الإنزيم الذي يبدأ تحلل الدهون المخزنة؟

يحفز الليباز الدهني ثلاثي الغليسريد الخطوة الأولى والمحددة للمعدل، محولًا ثلاثي الغليسريد إلى ثنائي الغليسريد، قبل أن يكمل الليباز الحساس للهرمون والليباز أحادي الغليسريد التحلل المائي.