Oxy hóa chất béo và lưu trữ lipid

Oxy hóa chất béo là quá trình phân giải axit béo để giải phóng năng lượng, trong khi lưu trữ lipid là quá trình este hóa axit béo thành triglyceride, chủ yếu được giữ trong mô mỡ. Sự cân bằng giữa việc oxy hóa chất béo để làm nhiên liệu và lưu trữ nó là một yếu tố trung tâm của việc phân chia chất dinh dưỡng đa lượng và quyết định cách chất béo từ chế độ ăn uống và nội sinh được xử lý trong ngày.

Definition

Oxy hóa chất béo là quá trình dị hóa axit béo — chủ yếu thông qua quá trình beta-oxy hóa ty thể — để tạo ra acetyl-CoA và ATP, trong khi lưu trữ lipid là quá trình tổng hợp và lắng đọng triglyceride, chủ yếu trong mô mỡ. Sự cân bằng của chúng phản ánh tình trạng dinh dưỡng, tín hiệu hormone và khả năng của mô.

Scope

Chủ đề này bao gồm lộ trình của axit béo giữa quá trình oxy hóa và lưu trữ, các mô và tín hiệu điều hòa sự cân bằng này, và cách đo lường quá trình oxy hóa chất béo in vivo. Nó được coi là một tài liệu tham khảo và giáo dục về cách xử lý lipid trong quá trình chuyển hóa năng lượng, không phải là hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Điều gì quyết định liệu một axit béo được oxy hóa hay được lưu trữ dưới dạng triglyceride?
• Nhịn ăn và ăn uống làm thay đổi sự cân bằng giữa oxy hóa chất béo và lưu trữ như thế nào?
• Quá trình oxy hóa chất béo toàn cơ thể được ước tính từ trao đổi khí hô hấp như thế nào?
• Sự suy giảm trong quá trình oxy hóa chất béo liên quan đến bệnh béo phì và kháng insulin như thế nào?

Key concepts

• Beta-oxy hóa axit béo trong ty thể
• Tổng hợp và lưu trữ triglyceride
• Mô mỡ là kho dự trữ lipid chính
• Phân giải lipid và giải phóng axit béo
• Vai trò của insulin trong việc kiềm chế quá trình oxy hóa chất béo
• Ước tính quá trình oxy hóa chất béo bằng phép đo nhiệt lượng gián tiếp
• Tích tụ lipid lạc chỗ

Key theories

Chu trình glucose-axit béo (Randle)

Cạnh tranh chất nền liên kết việc xử lý chất béo và carbohydrate: khi quá trình oxy hóa axit béo cao, nó ức chế quá trình oxy hóa glucose, và ngược lại, sự sẵn có của carbohydrate và insulin kiềm chế quá trình oxy hóa chất béo và ủng hộ việc lưu trữ, tích hợp việc xử lý lipid với việc lựa chọn nhiên liệu tổng thể.

Mechanisms

Các axit béo được các mô hấp thụ hoặc được este hóa thành triglyceride để lưu trữ hoặc được vận chuyển vào ty thể để beta-oxy hóa, tạo ra acetyl-CoA cho chu trình axit citric và sản xuất năng lượng. Sự phân bổ giữa oxy hóa và lưu trữ được thiết lập bởi tình trạng dinh dưỡng và hormone: insulin và sự sẵn có của carbohydrate ức chế quá trình oxy hóa chất béo và thúc đẩy lưu trữ, trong khi nhịn ăn và insulin thấp ủng hộ quá trình phân giải lipid và oxy hóa, một sự cân bằng được tích hợp bởi chu trình glucose-axit béo (Randle et al., 1963). Quá trình oxy hóa chất béo toàn cơ thể có thể được ước tính từ tỷ số hô hấp bằng cách sử dụng phép đo nhiệt lượng gián tiếp (Frayn, 1983). Giảm khả năng oxy hóa chất béo trong cơ xương đã được quan sát thấy ở bệnh béo phì và kháng insulin và có liên quan đến sự tích tụ lipid nội cơ (Kelley et al., 1999; Galgani et al., 2008).

Clinical relevance

Việc xử lý chất béo giữa quá trình oxy hóa và lưu trữ là cơ sở để các nhà nghiên cứu diễn giải tình trạng béo phì, mỡ lạc chỗ và kháng insulin. Tài liệu này mang tính mô tả và giáo dục và không cấu thành lời khuyên về chế độ ăn uống hoặc điều trị.

History

Hóa sinh của quá trình oxy hóa axit béo và tổng hợp triglyceride đã được thiết lập thông qua công trình nghiên cứu về chuyển hóa trung gian vào giữa thế kỷ XX, và chu trình glucose-axit béo (Randle et al., 1963) đã liên kết việc xử lý lipid với việc lựa chọn nhiên liệu và độ nhạy insulin. Các phương pháp định lượng quá trình oxy hóa chất béo in vivo từ trao đổi khí đã được Frayn (1983) củng cố, và các nghiên cứu sau này về chuyển hóa lipid cơ đã liên kết quá trình oxy hóa chất béo bị suy giảm với bệnh béo phì và kháng insulin.

Key figures

• Keith Frayn
• Philip Randle
• David Kelley
• Eric Ravussin

Seminal works

• randle-1963
• frayn-1983
• kelley-1999

Frequently asked questions

Điều gì quyết định liệu chất béo được đốt cháy hay lưu trữ?

Tình trạng dinh dưỡng và hormone là yếu tố quyết định: trong trạng thái no, insulin cao và sự sẵn có của carbohydrate ức chế quá trình oxy hóa chất béo và ủng hộ việc lưu trữ triglyceride, trong khi trong quá trình nhịn ăn, insulin thấp thúc đẩy quá trình phân giải lipid và oxy hóa chất béo.

Quá trình oxy hóa chất béo được đo lường như thế nào mà không cần lấy mẫu mô?

Phép đo nhiệt lượng gián tiếp ước tính nó từ tỷ số hô hấp và trao đổi khí: tỷ số hô hấp thấp hơn cho thấy tỷ lệ năng lượng đến từ chất béo lớn hơn, theo các tính toán được Frayn (1983) đưa ra.