Lipolisis dan Lipogenesis

Lipolisis dan lipogenesis merupakan dua sisi berlawanan dari siklus penyimpanan lemak tubuh. Lipogenesis membangun dan menyimpan triasilgliserol di jaringan adiposa ketika pasokan bahan bakar melimpah, sementara lipolisis menghidrolisis lemak yang tersimpan tersebut untuk melepaskan asam lemak bebas dan gliserol ketika bahan bakar dibutuhkan. Insulin, katekolamin, dan sensor energi seluler AMP-activated protein kinase (AMPK) menggeser keseimbangan antara keduanya sesuai dengan status nutrisi.

Definition

Lipolisis adalah hidrolisis sekuensial triasilgliserol yang tersimpan oleh lipase trigliserida adiposa, lipase sensitif hormon, dan lipase monoasilgliserol untuk melepaskan asam lemak bebas dan gliserol; lipogenesis adalah sintesis asam lemak dan esterifikasinya menjadi triasilgliserol untuk penyimpanan. Keduanya diatur secara timbal balik oleh insulin dan hormon pengatur balik.

Scope

Entri ini berfokus pada siklus penyimpanan lemak adiposit: kaskade lipase yang diatur hormon yang memobilisasi triasilgliserol (lipolisis) serta sintesis dan esterifikasi asam lemak menjadi triasilgliserol yang tersimpan (lipogenesis), bersama dengan kontrol hormonal yang menghubungkannya. Entri ini memperlakukan lipogenesis de novo hepatik sebagai proses yang terhubung tetapi merujuk silang ke entri sintesis khusus. Ini adalah referensi biokimia dan fisiologis, bukan saran tentang pengelolaan berat badan atau penyakit metabolik.

Core questions

• Lipase mana yang menghidrolisis triasilgliserol yang tersimpan, dan dalam urutan apa?
• Bagaimana insulin dan katekolamin mengaktifkan dan menonaktifkan penyimpanan dan mobilisasi lemak?
• Bagaimana lipogenesis dikoordinasikan dengan lipolisis sehingga keduanya tidak berjalan secara bersamaan?
• Sinyal apa yang menghubungkan status energi seluruh tubuh dengan pergantian lemak adiposa?

Key concepts

• Lipase trigliserida adiposa (ATGL)
• Lipase sensitif hormon (HSL)
• Lipase monoasilgliserol
• Perilipin dan regulasi tetesan lipid
• Lipogenesis yang didorong insulin dan antilipolisis
• Aktivasi lipolisis oleh katekolamin/cAMP/PKA
• Pelepasan asam lemak bebas dan gliserol
• AMP-activated protein kinase sebagai sensor energi

Key theories

Kaskade lipase sekuensial lipolisis

Pemecahan triasilgliserol berlangsung dalam langkah-langkah yang terdefinisi: lipase trigliserida adiposa melakukan hidrolisis pertama yang membatasi laju menjadi diasilgliserol, lipase sensitif hormon bertindak selanjutnya, dan lipase monoasilgliserol menyelesaikan reaksi, melepaskan tiga asam lemak dan gliserol di bawah kontrol hormonal.

Kontrol hormonal timbal balik penyimpanan dan mobilisasi

Insulin mendorong lipogenesis dan menekan aktivitas lipase dalam kondisi kenyang, sementara katekolamin dan glukagon mengaktifkan lipolisis melalui sinyal siklik-AMP dan protein kinase A dalam kondisi puasa, dengan AMP-activated protein kinase mengintegrasikan status energi seluler.

Mechanisms

Dalam kondisi kenyang dan kaya insulin, adiposit mengambil glukosa dan asam lemak, mensintesis dan mengesterifikasi triasilgliserol, serta menyimpannya dalam tetesan lipid yang dilapisi perilipin; insulin secara bersamaan menekan aktivitas lipase, mendukung penyimpanan bersih. Selama puasa atau stres, katekolamin dan glukagon meningkatkan AMP siklik dan mengaktifkan protein kinase A, yang memfosforilasi perilipin dan lipase sensitif hormon serta memicu kaskade lipase: lipase trigliserida adiposa menghilangkan asam lemak pertama (langkah pembatas laju), lipase sensitif hormon yang kedua, dan lipase monoasilgliserol yang ketiga, melepaskan asam lemak bebas ke dalam darah untuk oksidasi di jaringan lain dan gliserol untuk glukoneogenesis hepatik. Sisi sintesis diatur secara transkripsional oleh program SREBP-1c yang responsif terhadap insulin dan secara akut oleh AMP-activated protein kinase, yang menghambat enzim lipogenik asetil-KoA karboksilase ketika energi langka, memastikan bahwa penyimpanan dan mobilisasi aktif secara timbal balik, bukan secara bersamaan.

Clinical relevance

Keseimbangan lipolisis-lipogenesis menentukan bagaimana tubuh menyimpan dan melepaskan energi serta memberikan latar belakang biokimia untuk resistensi insulin, obesitas, dan peningkatan asam lemak bebas yang terlihat pada diabetes yang tidak terkontrol. Entri ini menjelaskan siklus regulasi normal untuk referensi dan pendidikan dan bukan merupakan dasar untuk mengelola berat badan atau kondisi metabolik pada individu mana pun.

History

Lipase sensitif hormon telah lama dianggap sebagai satu-satunya enzim pembatas laju mobilisasi lemak, tetapi penemuan lipase trigliserida adiposa pada tahun 2004 oleh Zechner dan rekan merevisi model menjadi kaskade sekuensial dan mengklarifikasi langkah pertama yang membatasi laju. Secara paralel, kontrol transkripsional sisi lipogenik dikaitkan dengan jalur SREBP-1c yang responsif terhadap insulin, dan AMP-activated protein kinase ditetapkan sebagai sensor energi seluler yang mengoordinasikan kedua lengan.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara lipolisis dan lipogenesis?

Lipogenesis adalah sintesis dan penyimpanan lemak sebagai triasilgliserol, yang disukai dalam kondisi kenyang, sedangkan lipolisis adalah hidrolisis triasilgliserol yang tersimpan untuk melepaskan asam lemak dan gliserol, yang disukai selama puasa; insulin dan hormon pengatur balik secara timbal balik mengontrol keduanya.

Enzim apa yang memulai pemecahan lemak yang tersimpan?

Lipase trigliserida adiposa mengkatalisis langkah pertama dan pembatas laju, mengubah triasilgliserol menjadi diasilgliserol, sebelum lipase sensitif hormon dan lipase monoasilgliserol menyelesaikan hidrolisis.