लिपिड चयापचय और फैटी एसिड ऑक्सीकरण
लिपिड चयापचय उन एकीकृत मार्गों का समूह है जिनके द्वारा शरीर फैटी एसिड, ट्राइग्लिसराइड्स, कोलेस्ट्रॉल और कीटोन निकायों का संश्लेषण, भंडारण, जुटाना और ऑक्सीकरण करता है। यह पोषक तत्वों की आपूर्ति को सेलुलर ऊर्जा उत्पादन और झिल्ली जीव विज्ञान से जोड़ता है, और इसका हार्मोनल विनियमन शरीर को भोजन के बाद की स्थिति में वसा भंडारण और उपवास और व्यायाम के दौरान वसा ऑक्सीकरण के बीच स्विच करता है।
Definition
लिपिड चयापचय में एनाबॉलिक मार्ग शामिल हैं जो फैटी एसिड, ट्राइग्लिसराइड्स और स्टेरोल्स का निर्माण करते हैं और कैटाबॉलिक मार्ग जो उन्हें हाइड्रोलाइज और ऑक्सीकृत करते हैं, साथ ही हार्मोनल और ट्रांसक्रिप्शनल नियंत्रण जो पोषण और ऊर्जावान स्थिति के अनुसार इन मार्गों के माध्यम से प्रवाह का समन्वय करते हैं।
Scope
यह क्षेत्र शिक्षार्थी को प्रमुख लिपिड मार्गों से परिचित कराता है: एटीपी उत्पादन के लिए फैटी एसिड का माइटोकॉन्ड्रियल बीटा-ऑक्सीकरण, साइटोसोलिक फैटी एसिड और ट्राइग्लिसराइड संश्लेषण (लिपोजेनेसिस), कोलेस्ट्रॉल का संश्लेषण और प्रतिक्रिया-नियमित होमियोस्टेसिस, हेपेटिक कीटोन बॉडी उत्पादन और परिधीय उपयोग, और लिपोलाइसिस-लिपोजेनेसिस चक्र जो वसा ऊतक ऊर्जा भंडारण को नियंत्रित करता है। यह इन्हें एक जुड़े हुए जैव रासायनिक और शारीरिक प्रणाली के रूप में मानता है, न कि लिपिड विकारों के प्रबंधन के लिए एक मार्गदर्शिका के रूप में।
Sub-topics
Core questions
- कोशिकाएं लिपिड को संग्रहित करने और ऊर्जा के लिए ऑक्सीकृत करने के बीच कैसे निर्णय लेती हैं?
- फैटी एसिड संश्लेषण को फैटी एसिड ऑक्सीकरण के साथ पारस्परिक रूप से कैसे समन्वित किया जाता है?
- संश्लेषण और अवशोषण के प्रतिक्रिया नियंत्रण के माध्यम से कोलेस्ट्रॉल संतुलन कैसे बनाए रखा जाता है?
- यकृत कब और क्यों कीटोन निकायों का उत्पादन करता है, और परिधीय ऊतकों द्वारा उनका उपयोग कैसे किया जाता है?
Key concepts
- बीटा-ऑक्सीकरण
- फैटी एसिड और ट्राइग्लिसराइड संश्लेषण
- कोलेस्ट्रॉल होमियोस्टेसिस
- कीटोन निकाय
- लिपोलाइसिस और लिपोजेनेसिस
- कार्निटाइन शटल
- मैलोनिल-सीओए
- भोजन के बाद और उपवास की स्थिति के बीच हार्मोनल स्विचिंग
Key theories
- फैटी एसिड ऑक्सीकरण का मैलोनिल-सीओए नियंत्रण
- मैलोनिल-सीओए, फैटी एसिड संश्लेषण का पहला प्रतिबद्ध मध्यवर्ती, कार्निटाइन पामिटॉयलट्रांसफेरेज़ 1 को रोकता है और इस प्रकार माइटोकॉन्ड्रिया में फैटी एसिड के प्रवेश को अवरुद्ध करता है, एक पारस्परिक स्विच प्रदान करता है जो फैटी एसिड के एक साथ संश्लेषण और ऑक्सीकरण को रोकता है।
- लिपिड संश्लेषण का एसआरईबीपी प्रतिक्रिया विनियमन
- स्टेरॉल नियामक तत्व-बाइंडिंग प्रोटीन झिल्ली-बाउंड ट्रांसक्रिप्शन कारक होते हैं जो, जब सेलुलर स्टेरोल्स कम होते हैं, तो कोलेस्ट्रॉल और फैटी एसिड संश्लेषण के लिए जीन को सक्रिय करने के लिए संसाधित होते हैं, लिपिड आपूर्ति को एक ट्रांसक्रिप्शनल प्रतिक्रिया लूप से जोड़ते हैं।
Mechanisms
भोजन के बाद की स्थिति में, इंसुलिन ग्लूकोज के अवशोषण और लिपोजेनेसिस को बढ़ावा देता है: एसिटाइल-सीओए को मैलोनिल-सीओए में कार्बोक्सिलेट किया जाता है, फैटी एसिड का संश्लेषण और ट्राइग्लिसराइड्स में एस्टरीकरण किया जाता है, और बढ़ता मैलोनिल-सीओए माइटोकॉन्ड्रियल फैटी एसिड के अवशोषण को दबाता है। उपवास या व्यायाम में, कम इंसुलिन और उच्च ग्लूकागन या कैटेकोलामाइन वसा लिपोलाइसिस को सक्रिय करते हैं, जिससे मुक्त फैटी एसिड निकलते हैं जो यकृत और मांसपेशियों तक जाते हैं; वहां, गिरता हुआ मैलोनिल-सीओए कार्निटाइन शटल को डी-रिप्रेस करता है ताकि फैटी एसिड माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करें और एसिटाइल-सीओए में बीटा-ऑक्सीकरण से गुजरें, जिससे एनएडीएच, एफएडीएच2 और एटीपी उत्पन्न होता है। जब हेपेटिक एसिटाइल-सीओए साइट्रिक एसिड चक्र की क्षमता से अधिक हो जाता है, तो इसे कीटोन निकायों में परिवर्तित किया जाता है जो मस्तिष्क और अन्य ऊतकों के लिए ईंधन के रूप में कार्य करते हैं। कोलेस्ट्रॉल संतुलन को इसके संश्लेषण और रिसेप्टर-मध्यस्थता वाले लिपोप्रोटीन अवशोषण के प्रतिक्रिया नियंत्रण द्वारा समानांतर रूप से बनाए रखा जाता है।
Clinical relevance
यहां संक्षेपित मार्ग शरीर द्वारा आहार और संग्रहीत वसा के प्रबंधन को रेखांकित करते हैं और फैटी एसिड ऑक्सीकरण विकार, डिस्लिपिडेमिया, फैटी लीवर और डायबिटिक कीटोएसिडोसिस जैसी स्थितियों को समझने के लिए जैव रासायनिक पृष्ठभूमि प्रदान करते हैं। यह प्रविष्टि संदर्भ और शैक्षिक उद्देश्यों के लिए सामान्य शरीर विज्ञान और विनियमन का वर्णन करती है और किसी भी व्यक्ति का निदान या उपचार करने का आधार नहीं है।
History
फैटी एसिड ऑक्सीकरण के रसायन विज्ञान को सबसे पहले बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में फ्रांज नूप के लेबलिंग प्रयोगों द्वारा रेखांकित किया गया था, और दो-कार्बन "बीटा-ऑक्सीकरण" तंत्र को कोएंजाइम ए और साइट्रिक एसिड चक्र पर मध्य-शताब्दी के काम के माध्यम से विस्तृत किया गया था। मैलोनिल-सीओए द्वारा संश्लेषण और ऑक्सीकरण के पारस्परिक विनियमन को मैकगैरी और फोस्टर द्वारा स्पष्ट किया गया था, जबकि एलडीएल रिसेप्टर पर गोल्डस्टीन और ब्राउन के काम और एसआरईबीपी प्रणाली की बाद की पहचान ने कोलेस्ट्रॉल और लिपिड संश्लेषण के प्रतिक्रिया तर्क को स्थापित किया।
Key figures
- J. Denis McGarry
- Salih Wakil
- Joseph Goldstein
- Michael Brown
- Daniel Steinberg
Related topics
Seminal works
- mcgarry-foster-1980
- horton-2002
- wakil-2009
Frequently asked questions
- फैटी एसिड ऑक्सीकरण और फैटी एसिड संश्लेषण में क्या अंतर है?
- ऑक्सीकरण कैटाबॉलिक माइटोकॉन्ड्रियल मार्ग है जो ऊर्जा जारी करने के लिए फैटी एसिड को एसिटाइल-सीओए में तोड़ता है, जबकि संश्लेषण साइटोसोलिक एनाबॉलिक मार्ग है जो एसिटाइल-सीओए से फैटी एसिड का निर्माण करता है। दोनों को पारस्परिक रूप से विनियमित किया जाता है ताकि वे एक साथ पूरी दर पर न चलें।
- शरीर कीटोन निकाय क्यों बनाता है?
- लंबे समय तक उपवास या कार्बोहाइड्रेट की कमी के दौरान, यकृत फैटी एसिड ऑक्सीकरण से अतिरिक्त एसिटाइल-सीओए को कीटोन निकायों में परिवर्तित करता है, एक पानी में घुलनशील, परिवहन योग्य ईंधन प्रदान करता है जिसका उपयोग मस्तिष्क और अन्य ऊतक ग्लूकोज सीमित होने पर कर सकते हैं।