Syntéza VKK

Syntéza vyšších karboxylových kyselín je procesom, vďaka ktorému si organizmus dokáže uložiť nadbytočný acetylCoA (pochádzajúci predovšetkým z pyruvátu, ktorý vznikol z glukózy glykolýzou) do podoby kyseliny palmitovej, ktorá je substrátom pre syntézu ďalších VKK a tiež pre lipogenézu - tvorbu TAG, ktoré si organizmus za fyziologických podmienok ukladá do tukových zásob v adipocytoch.

Ukladanie energie v podobe tukov je pre organizmus veľmi výhodné z viacerých dôvodov. Tuky svojou oxidáciou dokážu uvoľniť v porovnaní so sacharidmi a aminokyselinami asi dvakrát toľko energie na jednotku hmotnosti. V praxi to znamená, že ak by sme chceli uložiť energiu, ktorú máme uloženú v 10 kg tuku, museli by sme vytvoriť 20 kg glykogénu. Tuk je oproti sacharidom omnoho úspornejšie riešenie skladovania energie. Navyše má oproti glykogénu ešte jednu výhodu. Tuky ako lipofilné vo vode nerozpustné látky prakticky neovplyvňujú osmotické pomery v organizme. A tak zatiaľ čo je množstvo vo vode čiastočne rozpustného glykogénu v organizme z tohto dôvodu veľmi obmedzené (len cca. 1% hmotnosti svalovej hmoty a maximálne asi 10% hmotnosti pečeňového tkaniva), množstvo tukov, ktoré dokáže organizmus skladovať obmedzené nie je (čo môžu po určitej dobe citeľne pozorovať ľudia s dlhodobo pozitívnou energetickou bilanciou = väčší príjem energie ako výdaj).

Syntéza VKK prebieha hlavne v pečeni a tukovom tkanive, v rámci bunky prebieha v cytozole. Aktivovaná je na kľúčových miestach hormónom, ktorý má na starosti vytváranie zásob v organizme - inzulínom. Predpokladom pre začatie syntézy je dostatočné množstvo acetylCoA v cytozole. AcetylCoA však vznikol pyruvátdehydrogenázovou reakciou v mitochondrii a cez vnútornú membránu mitochondrie sa priamo nedostane, musí sa preto sa citrátsyntázou premení na citrát, ktorý prechádza do cytozolu (obrázok nižšie). Otázkou, ktorá študentov často zaskočí na skúške je, že prečo sa citrát ďalej nepremieňa reakciami Krebsovho cyklu, ale prechádza do cytozolu. (...čas na zamyslenie, odpoveď bude nasledovať...) Samozrejme časť citrátu ide do Krebsovho cyklu, ale v období po najedení majú hlavne pečeňové bunky (všetka vstrebaná glukóza prechádza pečeňou) energeticky bohatých substrátov omnoho viac ako potrebujú na tvorbu ATP. Nadbytok ATP inhibuje Krebsov cyklus na hlavnom regulačom enzýme, ktorým je izocitrát dehydrogenáza. V mitochondrii sa následne začne hromadiť izocitrát, ktorý sa akonitázou spätne premieňa na citrát (reakcia je vratná) a nahromadený citrát sa dostáva prenášačom uľahčenou difúziou z mitochondrie do cytozolu. Ostáva už len rozložiť citrát na acetylCoA a oxalacetát enzýmom ATP-citrát lyáza. Tento enzým je aktivovaný inzulínom (fosforyláciou - jedná sa jednu z troch výnimiek), ďalej vyžaduje CoA a tiež dodanie energie v podobe ATP. Oxalacetát sa do mitochodrie môže vrátiť viacerými cestami (obrázok nižšie), acetylCoA vstupuje do syntézy VKK (2 obrázky ešte nižšie). (AcetylCoA v cytozole môže tiež vstupovať do syntézy cholesterolu, ktorá taktiež prebieha v cytozole).