লিপিড বিপাক এবং ফ্যাটি অ্যাসিড জারণ

লিপিড বিপাক হলো সেই সমন্বিত পথগুলির সমষ্টি যার মাধ্যমে শরীর ফ্যাটি অ্যাসিড, ট্রাইঅ্যাসিলগ্লিসারল, কোলেস্টেরল এবং কিটোন বডি সংশ্লেষণ, সঞ্চয়, সচল এবং জারিত করে। এটি পুষ্টি সরবরাহকে কোষীয় শক্তি উৎপাদন এবং মেমব্রেন জীববিজ্ঞানের সাথে সংযুক্ত করে, এবং এর হরমোনীয় নিয়ন্ত্রণ শরীরকে খাদ্য গ্রহণের সময় চর্বি সঞ্চয় এবং উপবাস ও ব্যায়ামের সময় চর্বি জারণের মধ্যে পরিবর্তন করে।

Definition

লিপিড বিপাক অ্যানাবলিক পথগুলি নিয়ে গঠিত যা ফ্যাটি অ্যাসিড, ট্রাইঅ্যাসিলগ্লিসারল এবং স্টেরল তৈরি করে এবং ক্যাটাবলিক পথগুলি যা সেগুলিকে হাইড্রোলাইজ এবং জারিত করে, এর সাথে হরমোনীয় এবং ট্রান্সক্রিপশনাল নিয়ন্ত্রণগুলি যা পুষ্টি এবং শক্তির অবস্থা অনুযায়ী এই পথগুলির মাধ্যমে প্রবাহকে সমন্বয় করে।

Scope

এই ক্ষেত্রটি শিক্ষার্থীকে প্রধান লিপিড পথগুলির সাথে পরিচিত করে: ATP উৎপাদনের জন্য ফ্যাটি অ্যাসিডের মাইটোকন্ড্রিয়াল বিটা-জারণ, সাইটোসোলিক ফ্যাটি অ্যাসিড এবং ট্রাইঅ্যাসিলগ্লিসারল সংশ্লেষণ (লিপোজেনেসিস), কোলেস্টেরলের সংশ্লেষণ এবং ফিডব্যাক-নিয়ন্ত্রিত হোমিওস্ট্যাসিস, হেপাটিক কিটোন বডি উৎপাদন এবং পেরিফেরাল ব্যবহার, এবং লাইপোলাইসিস-লিপোজেনেসিস চক্র যা অ্যাডিপোজ শক্তি সঞ্চয় নিয়ন্ত্রণ করে। এটি এগুলিকে একটি সংযুক্ত জৈব-রাসায়নিক এবং শারীরবৃত্তীয় ব্যবস্থা হিসাবে বিবেচনা করে, লিপিড ডিসঅর্ডার পরিচালনার নির্দেশিকা হিসাবে নয়।

Sub-topics

• ফ্যাটি অ্যাসিডের বিটা-জারণ
• কোলেস্টেরল বিপাক এবং নিয়ন্ত্রণ
• ফ্যাটি অ্যাসিড এবং লিপিড সংশ্লেষণ
• কিটোন বডি মেটাবলিজম
• লিপোলাইসিস ও লিপোজেনেসিস

Core questions

• কোষগুলি কীভাবে লিপিড সঞ্চয় করা এবং শক্তির জন্য জারিত করার মধ্যে সিদ্ধান্ত নেয়?
• ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণ কীভাবে ফ্যাটি অ্যাসিড জারণের সাথে পারস্পরিকভাবে সমন্বিত হয়?
• সংশ্লেষণ এবং গ্রহণের ফিডব্যাক নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে কোলেস্টেরলের ভারসাম্য কীভাবে বজায় থাকে?
• কখন এবং কেন যকৃত কিটোন বডি তৈরি করে, এবং পেরিফেরাল টিস্যুগুলি কীভাবে সেগুলি ব্যবহার করে?

Key concepts

• বিটা-জারণ
• ফ্যাটি অ্যাসিড এবং ট্রাইঅ্যাসিলগ্লিসারল সংশ্লেষণ
• কোলেস্টেরল হোমিওস্ট্যাসিস
• কিটোন বডি
• লাইপোলাইসিস এবং লিপোজেনেসিস
• কার্নিটাইন শাটল
• ম্যালোনিল-CoA
• খাদ্য গ্রহণ এবং উপবাসের অবস্থার মধ্যে হরমোনীয় পরিবর্তন

Key theories

ফ্যাটি অ্যাসিড জারণের ম্যালোনিল-CoA নিয়ন্ত্রণ

ম্যালোনিল-CoA, ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণের প্রথম প্রতিশ্রুতিবদ্ধ মধ্যবর্তী, কার্নিটাইন পামিটোইলট্রান্সফেরেজ 1 কে বাধা দেয় এবং এর ফলে মাইটোকন্ড্রিয়াতে ফ্যাটি অ্যাসিড প্রবেশে বাধা দেয়, যা একটি পারস্পরিক সুইচ সরবরাহ করে যা ফ্যাটি অ্যাসিডের যুগপৎ সংশ্লেষণ এবং জারণ প্রতিরোধ করে।

লিপিড সংশ্লেষণের SREBP ফিডব্যাক নিয়ন্ত্রণ

স্টেরল রেগুলেটরি এলিমেন্ট-বাইন্ডিং প্রোটিনগুলি হলো মেমব্রেন-বাউন্ড ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর যা, যখন কোষীয় স্টেরল কম থাকে, তখন কোলেস্টেরল এবং ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণের জন্য জিন সক্রিয় করতে প্রক্রিয়াজাত হয়, যা লিপিড সরবরাহকে একটি ট্রান্সক্রিপশনাল ফিডব্যাক লুপের সাথে সংযুক্ত করে।

Mechanisms

খাদ্য গ্রহণের অবস্থায়, ইনসুলিন গ্লুকোজ গ্রহণ এবং লিপোজেনেসিসকে উৎসাহিত করে: অ্যাসিটাইল-CoA কার্বক্সিলেটেড হয়ে ম্যালোনিল-CoA হয়, ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষিত হয় এবং ট্রাইঅ্যাসিলগ্লিসারলে এস্টেরিফাইড হয়, এবং ক্রমবর্ধমান ম্যালোনিল-CoA মাইটোকন্ড্রিয়াল ফ্যাটি অ্যাসিড গ্রহণকে দমন করে। উপবাস বা ব্যায়ামের সময়, কম ইনসুলিন এবং উচ্চ গ্লুকাগন বা ক্যাটেকোলামাইন অ্যাডিপোজ লাইপোলাইসিসকে সক্রিয় করে, যা মুক্ত ফ্যাটি অ্যাসিড মুক্ত করে যা যকৃত এবং পেশীতে যায়; সেখানে, ম্যালোনিল-CoA কমে যাওয়ায় কার্নিটাইন শাটলকে ডি-রিপ্রেস করে যাতে ফ্যাটি অ্যাসিড মাইটোকন্ড্রিয়াতে প্রবেশ করে এবং বিটা-জারণের মাধ্যমে অ্যাসিটাইল-CoA তে রূপান্তরিত হয়, যা NADH, FADH2 এবং ATP উৎপন্ন করে। যখন হেপাটিক অ্যাসিটাইল-CoA সাইট্রিক অ্যাসিড চক্রের ক্ষমতা অতিক্রম করে, তখন এটি কিটোন বডিতে রূপান্তরিত হয় যা মস্তিষ্ক এবং অন্যান্য টিস্যুর জন্য জ্বালানি হিসাবে কাজ করে। কোলেস্টেরলের ভারসাম্য এর সংশ্লেষণ এবং রিসেপ্টর-মধ্যস্থ লাইপোপ্রোটিন গ্রহণের ফিডব্যাক নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে সমান্তরালভাবে বজায় থাকে।

Clinical relevance

এখানে সংক্ষিপ্ত পথগুলি শরীরের খাদ্যতালিকাগত এবং সঞ্চিত চর্বি পরিচালনার ভিত্তি তৈরি করে এবং ফ্যাটি অ্যাসিড জারণের ব্যাধি, ডিসলিপিডেমিয়া, ফ্যাটি লিভার এবং ডায়াবেটিক কিটোঅ্যাসিডোসিসের মতো অবস্থার বোঝার জন্য জৈব-রাসায়নিক পটভূমি সরবরাহ করে। এই এন্ট্রিটি রেফারেন্স এবং শিক্ষাগত উদ্দেশ্যে স্বাভাবিক শারীরতত্ত্ব এবং নিয়ন্ত্রণ বর্ণনা করে এবং কোনও ব্যক্তির রোগ নির্ণয় বা চিকিৎসার ভিত্তি নয়।

History

ফ্যাটি অ্যাসিড জারণের রসায়ন বিশ শতকের শুরুতে ফ্রাঞ্জ ক্নুপের লেবেলিং পরীক্ষা দ্বারা প্রথম স্কেচ করা হয়েছিল, এবং দুই-কার্বন "বিটা-জারণ" প্রক্রিয়াটি কোএনজাইম A এবং সাইট্রিক অ্যাসিড চক্রের উপর মধ্য-শতকের কাজের মাধ্যমে বিস্তারিত হয়েছিল। ম্যালোনিল-CoA দ্বারা সংশ্লেষণ এবং জারণের পারস্পরিক নিয়ন্ত্রণ ম্যাকগ্যারি এবং ফস্টার দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছিল, যখন গোল্ডস্টেইন এবং ব্রাউনের LDL রিসেপ্টরের উপর কাজ এবং SREBP সিস্টেমের পরবর্তী সনাক্তকরণ কোলেস্টেরল এবং লিপিড সংশ্লেষণের ফিডব্যাক যুক্তি প্রতিষ্ঠা করেছিল।

Key figures

• J. Denis McGarry
• Salih Wakil
• Joseph Goldstein
• Michael Brown
• Daniel Steinberg

Seminal works

• mcgarry-foster-1980
• horton-2002
• wakil-2009

Frequently asked questions

ফ্যাটি অ্যাসিড জারণ এবং ফ্যাটি অ্যাসিড সংশ্লেষণের মধ্যে পার্থক্য কী?

জারণ হলো ক্যাটাবলিক মাইটোকন্ড্রিয়াল পথ যা ফ্যাটি অ্যাসিডকে অ্যাসিটাইল-CoA তে ভেঙে শক্তি মুক্ত করে, যখন সংশ্লেষণ হলো সাইটোসোলিক অ্যানাবলিক পথ যা অ্যাসিটাইল-CoA থেকে ফ্যাটি অ্যাসিড তৈরি করে। দুটি পারস্পরিকভাবে নিয়ন্ত্রিত হয় যাতে তারা একই সাথে পূর্ণ গতিতে না চলে।

শরীর কেন কিটোন বডি তৈরি করে?

দীর্ঘস্থায়ী উপবাস বা কার্বোহাইড্রেটের অভাবের সময়, যকৃত ফ্যাটি অ্যাসিড জারণ থেকে উদ্বৃত্ত অ্যাসিটাইল-CoA কে কিটোন বডিতে রূপান্তরিত করে, যা একটি জল-দ্রবণীয়, পরিবহনযোগ্য জ্বালানি সরবরাহ করে যা মস্তিষ্ক এবং অন্যান্য টিস্যু গ্লুকোজ সীমিত হলে ব্যবহার করতে পারে।