لیپولیز و لیپوژنز

لیپولیز و لیپوژنز دو بازوی متضاد چرخه ذخیره‌سازی چربی در بدن هستند. لیپوژنز در زمان فراوانی سوخت، تری‌اسیل‌گلیسرول را در بافت چربی می‌سازد و ذخیره می‌کند، در حالی که لیپولیز چربی ذخیره‌شده را هیدرولیز می‌کند تا اسیدهای چرب آزاد و گلیسرول را در زمان نیاز به سوخت آزاد کند. انسولین، کاتکول‌آمین‌ها و حسگر انرژی سلولی AMP-activated protein kinase تعادل بین این دو را بر اساس وضعیت تغذیه‌ای تنظیم می‌کنند.

Definition

لیپولیز عبارت است از هیدرولیز متوالی تری‌اسیل‌گلیسرول ذخیره‌شده توسط آدیپوز تری‌گلیسرید لیپاز، هورمون-سنسیتیو لیپاز و مونوآسیل‌گلیسرول لیپاز برای آزاد کردن اسیدهای چرب آزاد و گلیسرول؛ لیپوژنز عبارت است از سنتز اسیدهای چرب و استری‌شدن آنها به تری‌اسیل‌گلیسرول برای ذخیره‌سازی. این دو به طور متقابل توسط انسولین و هورمون‌های ضدتنظیمی تنظیم می‌شوند.

Scope

این مدخل بر چرخه ذخیره‌سازی چربی در آدیپوسیت‌ها تمرکز دارد: آبشار لیپازی تنظیم‌شده با هورمون که تری‌اسیل‌گلیسرول را بسیج می‌کند (لیپولیز) و سنتز و استری‌شدن اسیدهای چرب به تری‌اسیل‌گلیسرول ذخیره‌شده (لیپوژنز)، همراه با کنترل هورمونی که آنها را به هم مرتبط می‌کند. این مدخل لیپوژنز د نو کبدی را به عنوان یک فرآیند مرتبط در نظر می‌گیرد، اما به مدخل اختصاصی سنتز ارجاع متقابل می‌دهد. این یک مرجع بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی است، نه توصیه‌ای در مورد مدیریت وزن یا بیماری‌های متابولیک.

Core questions

• کدام لیپازها تری‌اسیل‌گلیسرول ذخیره‌شده را هیدرولیز می‌کنند و به چه ترتیبی؟
• انسولین و کاتکول‌آمین‌ها چگونه ذخیره‌سازی و بسیج چربی را روشن و خاموش می‌کنند؟
• لیپوژنز چگونه با لیپولیز هماهنگ می‌شود تا همزمان فعال نباشند؟
• چه سیگنال‌هایی وضعیت انرژی کل بدن را به گردش چربی آدیپوز متصل می‌کنند؟

Key concepts

• آدیپوز تری‌گلیسرید لیپاز (ATGL)
• هورمون-سنسیتیو لیپاز (HSL)
• مونوآسیل‌گلیسرول لیپاز
• پریلیپین و تنظیم قطرات لیپیدی
• لیپوژنز ناشی از انسولین و آنتی‌لیپولیز
• فعال‌سازی لیپولیز توسط کاتکول‌آمین/cAMP/PKA
• آزادسازی اسید چرب آزاد و گلیسرول
• AMP-activated protein kinase به عنوان حسگر انرژی

Key theories

آبشار متوالی لیپازی لیپولیز

تجزیه تری‌اسیل‌گلیسرول در مراحل مشخصی پیش می‌رود: آدیپوز تری‌گلیسرید لیپاز اولین هیدرولیز محدودکننده سرعت را به دی‌اسیل‌گلیسرول انجام می‌دهد، هورمون-سنسیتیو لیپاز در مرحله بعد عمل می‌کند و مونوآسیل‌گلیسرول لیپاز واکنش را تکمیل می‌کند و سه اسید چرب و گلیسرول را تحت کنترل هورمونی آزاد می‌کند.

کنترل هورمونی متقابل ذخیره‌سازی و بسیج

انسولین در حالت سیری لیپوژنز را تقویت می‌کند و فعالیت لیپاز را سرکوب می‌کند، در حالی که کاتکول‌آمین‌ها و گلوکاگون لیپولیز را از طریق سیگنالینگ cAMP و پروتئین کیناز A در حالت ناشتایی فعال می‌کنند، با AMP-activated protein kinase که وضعیت انرژی سلولی را یکپارچه می‌کند.

Mechanisms

در حالت سیری و غنی از انسولین، آدیپوسیت‌ها گلوکز و اسیدهای چرب را جذب می‌کنند، تری‌اسیل‌گلیسرول را سنتز و استری می‌کنند و آن را در قطرات لیپیدی پوشیده شده با پریلیپین ذخیره می‌کنند؛ انسولین به طور همزمان فعالیت لیپاز را سرکوب می‌کند و ذخیره‌سازی خالص را ترجیح می‌دهد. در طول ناشتایی یا استرس، کاتکول‌آمین‌ها و گلوکاگون cAMP را افزایش می‌دهند و پروتئین کیناز A را فعال می‌کنند، که پریلیپین و هورمون-سنسیتیو لیپاز را فسفریله می‌کند و آبشار لیپاز را آغاز می‌کند: آدیپوز تری‌گلیسرید لیپاز اولین اسید چرب را حذف می‌کند (مرحله محدودکننده سرعت)، هورمون-سنسیتیو لیپاز دومین و مونوآسیل‌گلیسرول لیپاز سومین را، و اسیدهای چرب آزاد را برای اکسیداسیون در سایر بافت‌ها و گلیسرول را برای گلوکونئوژنز کبدی به خون آزاد می‌کند. سمت سنتز به صورت رونویسی توسط برنامه SREBP-1c پاسخ‌دهنده به انسولین و به صورت حاد توسط AMP-activated protein kinase کنترل می‌شود، که آنزیم لیپوژنیک استیل-کوآ کربوکسیلاز را در زمان کمبود انرژی مهار می‌کند و اطمینان می‌دهد که ذخیره‌سازی و بسیج به طور متقابل، نه همزمان، فعال هستند.

Clinical relevance

تعادل لیپولیز-لیپوژنز تعیین می‌کند که بدن چگونه انرژی را ذخیره و آزاد می‌کند و زمینه بیوشیمیایی مقاومت به انسولین، چاقی و افزایش اسیدهای چرب آزاد مشاهده شده در دیابت کنترل نشده را فراهم می‌کند. این مدخل چرخه تنظیمی طبیعی را برای مرجع و آموزش توصیف می‌کند و مبنایی برای مدیریت وزن بدن یا شرایط متابولیک در هیچ فردی نیست.

History

مدت‌ها تصور می‌شد که هورمون-سنسیتیو لیپاز تنها آنزیم محدودکننده سرعت بسیج چربی است، اما کشف آدیپوز تری‌گلیسرید لیپاز در سال ۲۰۰۴ توسط زکنر و همکاران، مدل را به یک آبشار متوالی بازنگری کرد و اولین مرحله محدودکننده سرعت را روشن ساخت. به موازات آن، کنترل رونویسی سمت لیپوژنیک به مسیر SREBP-1c پاسخ‌دهنده به انسولین مرتبط شد و AMP-activated protein kinase به عنوان حسگر انرژی سلولی که دو بازو را هماهنگ می‌کند، تثبیت شد.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

تفاوت بین لیپولیز و لیپوژنز چیست؟

لیپوژنز سنتز و ذخیره چربی به صورت تری‌اسیل‌گلیسرول است که در حالت سیری ترجیح داده می‌شود، در حالی که لیپولیز هیدرولیز تری‌اسیل‌گلیسرول ذخیره‌شده برای آزاد کردن اسیدهای چرب و گلیسرول است که در طول ناشتایی ترجیح داده می‌شود؛ انسولین و هورمون‌های ضدتنظیمی به طور متقابل این دو را کنترل می‌کنند.

کدام آنزیم تجزیه چربی ذخیره‌شده را آغاز می‌کند؟

آدیپوز تری‌گلیسرید لیپاز اولین و محدودکننده‌ترین مرحله را کاتالیز می‌کند و تری‌اسیل‌گلیسرول را به دی‌اسیل‌گلیسرول تبدیل می‌کند، قبل از اینکه هورمون-سنسیتیو لیپاز و مونوآسیل‌گلیسرول لیپاز هیدرولیز را تکمیل کنند.