เมแทบอลิซึมของไขมันและไลโปโปรตีน
เมแทบอลิซึมของไขมันและไลโปโปรตีนอธิบายถึงวิธีการย่อย การขนส่ง การเก็บสะสม การออกซิเดชัน และการสังเคราะห์ไขมัน และวิธีการที่ไขมันที่ไม่ละลายน้ำถูกขนส่งผ่านกระแสเลือดโดยบรรจุอยู่ในอนุภาคไลโปโปรตีน ซึ่งเชื่อมโยงการบริโภคไขมันจากอาหาร การออกซิเดชันและการสังเคราะห์กรดไขมัน การจัดการคอเลสเตอรอล และกลไกการขนส่งที่กระจายไขมันไปยังเนื้อเยื่อต่างๆ
Definition
เมแทบอลิซึมของไขมันและไลโปโปรตีนคือชุดของวิถีเมแทบอลิซึมที่ทำงานร่วมกันซึ่งควบคุมการสังเคราะห์ การออกซิเดชัน การเก็บสะสม และการขนส่งระหว่างอวัยวะของกรดไขมัน ไตรกลีเซอไรด์ และคอเลสเตอรอล รวมถึงอนุภาคไลโปโปรตีนที่ขนส่งไขมันเหล่านี้ในพลาสมา
Scope
บทความนี้ครอบคลุมการสังเคราะห์กรดไขมันและบีตา-ออกซิเดชัน การเก็บสะสมและการระดมไตรกลีเซอไรด์ การสร้างคีโตนบอดี เมแทบอลิซึมของคอเลสเตอรอล และประเภทของไลโปโปรตีน (ไคโลไมครอน, VLDL, LDL, HDL) ที่ขนส่งไขมัน โดยนำเสนอในฐานะหัวข้ออ้างอิงในชีวเคมีโภชนาการ ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิกหรืออาหาร
Key concepts
- บีตา-ออกซิเดชันของกรดไขมัน
- การสังเคราะห์กรดไขมันและไตรกลีเซอไรด์
- เมแทบอลิซึมของคีโตนบอดี
- การสังเคราะห์และการควบคุมคอเลสเตอรอล
- ประเภทและการขนส่งของไลโปโปรตีน
- วิถีตัวรับ LDL
- การขนส่งคอเลสเตอรอลย้อนกลับ
Mechanisms
ไขมันจากอาหารจะถูกทำให้เป็นอิมัลชันและดูดซึม จากนั้นบรรจุลงในไคโลไมครอนที่ส่งไตรกลีเซอไรด์ไปยังเนื้อเยื่อส่วนปลายผ่านไลโปโปรตีนไลเปส ในภาวะอิ่ม ตับจะสังเคราะห์กรดไขมันและส่งออกในรูป VLDL; ในภาวะอดอาหาร ไตรกลีเซอไรด์ที่เก็บสะสมไว้จะถูกระดม และกรดไขมันจะผ่านไมโทคอนเดรียลบีตา-ออกซิเดชัน (mitochondrial beta-oxidation) ไปเป็นอะซิทิล-โคเอ (acetyl-CoA) ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นคีโตนบอดีได้เมื่อคาร์โบไฮเดรตขาดแคลน คอเลสเตอรอลถูกสังเคราะห์ผ่านวิถี HMG-CoA reductase และการนำเข้าสู่เซลล์ถูกควบคุมโดยตัวรับ LDL ซึ่งการค้นพบโดย Brown และ Goldstein ได้อธิบายถึงเอนโดไซโทซิสที่อาศัยตัวรับ (receptor-mediated endocytosis) และการควบคุมแบบย้อนกลับของภาวะธำรงดุลของคอเลสเตอรอล HDL ทำหน้าที่ขนส่งคอเลสเตอรอลกลับไปยังตับ การไหลเวียนเหล่านี้ประสานงานกับเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรตโดยอินซูลิน ซึ่งส่งเสริมการเก็บสะสมไขมัน และโดยสัญญาณควบคุมแบบตรงกันข้ามที่ส่งเสริมการระดมไขมัน
Clinical relevance
เมแทบอลิซึมของไขมันและไลโปโปรตีนเป็นรากฐานทางชีวเคมีสำหรับการทำความเข้าใจภาวะไขมันในเลือดผิดปกติ (dyslipidaemia) และความสัมพันธ์กับโรคหัวใจและหลอดเลือด และคำแนะนำเกี่ยวกับไขมันในอาหารจากองค์กรต่างๆ เช่น สมาคมโรคหัวใจแห่งอเมริกา (American Heart Association) ก็อ้างอิงจากวิถีเมแทบอลิซึมเหล่านี้ บทความนี้สื่อถึงกลไกและบริบทในฐานะความรู้พื้นฐาน และไม่ได้ให้การรักษาหรือคำแนะนำด้านอาหารเฉพาะบุคคล
Evidence & guidelines
คำแนะนำด้านอาหารในระดับประชากร เช่น แถลงการณ์ทางวิทยาศาสตร์ปี 2021 ของสมาคมโรคหัวใจแห่งอเมริกา (American Heart Association) ได้กำหนดคุณภาพไขมันในอาหารให้อยู่ในคำแนะนำด้านสุขภาพหัวใจและหลอดเลือด; คำแนะนำดังกล่าวถูกอ้างถึงในที่นี้เพื่อแสดงให้เห็นว่าเมแทบอลิซึมของไขมันเชื่อมโยงกับคำแนะนำด้านสาธารณสุขอย่างไร ไม่ใช่เป็นคำแนะนำสำหรับบุคคลใดบุคคลหนึ่ง
History
การสังเคราะห์ทางชีวภาพของคอเลสเตอรอลได้รับการอธิบายโดย Bloch และ Lynen ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 และวิถีเมแทบอลิซึมของการออกซิเดชันและการสังเคราะห์กรดไขมันก็ถูกทำแผนที่ในช่วงเวลาเดียวกัน งานของ Brown และ Goldstein เกี่ยวกับตัวรับ LDL ในทศวรรษ 1970 และ 1980 ได้สร้างความเข้าใจว่าเซลล์ควบคุมการนำเข้าคอเลสเตอรอลอย่างไร และเชื่อมโยงวิถีเมแทบอลิซึมเข้ากับภาวะไขมันในเลือดสูงจากพันธุกรรม (inherited hypercholesterolaemia)
Key figures
- Michael Brown
- Joseph Goldstein
- Konrad Bloch
- Feodor Lynen
Related topics
Seminal works
- brown-goldstein-1986
Frequently asked questions
- ไลโปโปรตีนคืออะไรและทำไมจึงจำเป็น?
- ไลโปโปรตีนคืออนุภาคของไขมันและโปรตีนที่ทำให้ไขมันและคอเลสเตอรอลที่ไม่ละลายน้ำสามารถละลายได้ เพื่อให้สามารถขนส่งผ่านกระแสเลือดระหว่างลำไส้ ตับ และเนื้อเยื่อส่วนปลายได้
- ร่างกายสร้างคีโตนบอดีเมื่อใด?
- เมื่อคาร์โบไฮเดรตขาดแคลน เช่น ในภาวะอดอาหาร ตับจะเปลี่ยนอะซิทิล-โคเอที่ได้จากการออกซิเดชันของกรดไขมันจำนวนมากให้เป็นคีโตนบอดี ซึ่งทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงทางเลือกสำหรับเนื้อเยื่อต่างๆ รวมถึงสมอง