Lipidy, esenciální přírodní látky pro lidský organismus, hrají klíčovou roli v mnoha biologických procesech. Tento článek se zaměřuje na metabolismus tukové tkáně, procesy, které v ní probíhají, a jejich význam pro celkové zdraví.

Úvod do lipidů

Lipidy, chemicky estery vyšších mastných kyselin a alkoholů (nejčastěji triacylglyceroly), se v těle nacházejí v různých formách, jako jsou triacylglyceroly (TAG), fosfolipidy (FL), cholesterol (CH) a cholesterolestery (CHE). Jsou nezbytnou součástí buněčných membrán, kde tvoří fosfolipidovou dvojvrstvu, která je nepropustná pro vodu. Dále fungují jako rozpouštědlo pro lipofilní vitamíny A, D, E a K, umožňujíce tak jejich využití v organismu. Lipidy slouží jako nejhodnotnější zdroj energie, mechanicky a teplotně chrání vnitřní orgány a jsou součástí transportních lipoproteinů a myelinové pochvy neuronů.

Trávení a vstřebávání lipidů

Trávení tuků probíhá zejména v tenkém střevě, kde pankreatická lipáza rozkládá triacylglyceroly na volné mastné kyseliny a monoacylglyceroly. Tomuto procesu napomáhá disperze tukových částic vlivem žluči. V enterocytech jsou tyto molekuly přeměněny zpět na TAG.

Transport lipidů

Triacylglyceroly jsou transportovány krví pomocí lipoproteinových částic, kulovitých struktur tvořených lipidy a proteiny. Povrch těchto částic je tvořen vrstvou fosfolipidů a apoproteiny, zatímco uvnitř se nacházejí triacylglyceroly a estery cholesterolu. Mezi hlavní typy lipoproteinů patří:

• Chylomikrony: Vznikají v enterocytech a transportují tuky ze střeva. Obsahují velké množství triacylglycerolů a málo cholesterolu. Primárně jsou vylučovány do lymfy a s ní se dostávají do krve.
• VLDL (lipoproteiny o velmi nízké hustotě): Vznikají v játrech a roznáší TAG a cholesterol po těle.
• LDL (lipoproteiny o nízké hustotě): Vznikají z VLDL a IDL částic. Mají výrazně nižší obsah TAG a velké množství esterů cholesterolu. Pokud buňky tkání nemají dostatek receptorů LDL, hromadí se tyto LDL částice v krvi, následně jsou vychytány makrofágy, které po přeplnění praskají a následně uvolňují cholesterol, který se ukládá v cévách - ateroskleróza. LDL cholesterol - tzv.
• HDL (lipoproteiny o vysoké hustotě): Jsou tvořeny zejména v játrech. Jejich funkcí je vychytávat cholesterol z membrán extrahepatálních buněk a transportovat jej do jater. HDL cholesterol - tzv.

Z enterocytů se chylomikrony dostávají přes lymfu do krve a zajišťují transport nepolárních lipidů polárním prostředím (krví) do cílových tkání, kde jsou působením lipoproteinové lipázy (LPL) štěpené TAG na mastné kyseliny a glycerol. Obsahem, velikostí a hustotou jsou podobné chylomikronomům. Obsahují hlavně cholesterol, který transportují krví do extrahepatálních tkání.

Čtěte také: Jak přibrat s rychlým metabolismem

Metabolismus triacylglycerolů v tukové tkáni

V krevních kapilárách cílových tkání, zejména tukové tkáně a kosterní svaloviny, jsou TAG štěpeny hormonem lipoproteinová lipáza na glycerol a mastné kyseliny. Triacylglyceroly v tukové tkáni podléhají dvěma základním procesům - vznikají z glycerolu a mastných kyselin procesem esterifikace (lipogeneze) a naopak jsou na tyto sloučeniny rozkládány (lipolýza).

Lipogeneze

Triacylglyceroly nejsou jen přijímány v potravě, ale tělo je umí syntetizovat „de novo“. Glycerol je možné vytvořit z glukózy a k jeho výrobě dochází v játrech a v tukové tkáni. Syntéza mastných kyselin je lokalizována v cytosolu na multienzymovém komplexu - komplex syntázy mastných kyselin, jehož součástí je "acylcarrier protein" ACP, který slouží jako přenašeč acylu. Syntéza mastných kyselin je řízena prostřednictvím regulačního enzymu acetyl-CoA karboxylázy, který limituje syntézu mastných kyselin. Po jídle (při zvýšení hladiny glukózy) se zvýší hladina inzulinu, což vede k defosforylaci acetyl-CoA karboxylázy, tím k jeho stimulaci a dochází k syntéze mastných kyselin.

Lipolýza

Triacylglyceroly v tukové tkáni jsou degradovány díky působení enzymu hormon-senzitivní lipáza. Ta provádí jejich rozklad na glycerol a volné mastné kyseliny, které mohou být z tukové tkáně uvolněny k dispozici pro ostatní tkáně. Během hladovění se zvýší hladina glukagonu, enzym acetyl-CoA karboxyláza je fosforylován a tím inhibován, mastné kyseliny jsou odbourávány beta-oxidací.

Využití mastných kyselin

Triacylglyceroly představují ideální způsob uložení chemické energie do zásoby. Mohou být uloženy v tukové tkáni a v případě potřeby mohou být rozloženy na glycerol a mastné kyseliny, které mohou podléhat beta-oxidaci za vzniku acetylkoenzymu A, FADH2 a NADH. Díky využití těchto sloučenin v citrátovém cyklu a dýchacím řetězci pak vzniká poměrně velké množství energie v podobě ATP.

Důležité je zmínit, že mastné kyseliny nemohou být využity jako zdroj energie v mozkové tkáni, protože volné mastné kyseliny jsou vázané na albumin a nemohou projít hematoencefalickou bariérou. Mastné kyseliny nemohou být využity k tvorbě glukózy.

Čtěte také: Metabolismus a zdravý život

Poruchy metabolismu lipidů (dyslipidémie)

Mezi poruchy lipidového metabolismu, neboli dyslipidémie, patří onemocnění, pro které jsou charakteristické zvýšené hodnoty určitých lipoproteinů. S touto chorobou se setkáváme u 2-3% populace. Její léčba výrazně snižuje výskyt onemocnění kardiovaskulárního systému. Většinou se tato porucha týká především transportu lipidů či ukládání lipidů v buňkách. Hyperlipoproteinémie vznikají jak na genetickém základě, tak sekundárně jako příznaky a důsledky jiných chorob, mezi které můžeme řadit diabetes, hepatopatii, alkoholismus a jiné. Příznaky poruch lipidového metabolismu zahrnují např.

Koncentraci TAG v žilní krvi je možno změřit a za fyziologické se považují hodnoty pod 1,7 mmol/l. Vyšší hodnoty bývají součástí metabolického syndromu.

Lipidy a jejich obecný význam

Lipidy jsou přírodní látky rostlinného i živočišného původu, charakteristické vysokou hydrofóbností. Jedná se o nepolární sloučeniny, částečně nebo zcela nerozpustné ve vodě a rozpustné v nepolárních rozpouštědlech. Dělí se na vlastní lipidy a odvozené lipidy (izoprenoidy). Jsou významnou stavební součástí všech buněk, cytoplasmatické fosfolipidové membrány, tvoří obaly neuronů, slouží jako tepelná izolace, energetická zásoba a zdroj tzv. metabolické vody. V krevní plazmě se udržuje stálé množství tuku vlivem příjmu potravin a zásobní tukové tkáně. Jedná se nejčastěji o deriváty mastných kyselin, hydroxysloučenin a aminosloučenin.

Funkce lipidů

• Zásoba energie: Lipidy jsou významnějším zdrojem energie než sacharidy. V rostlinách se lipidy ukládají do semen a plodů.
• Zdroj tepla: Lipidy slouží jako důležitý zdroj tepla u novorozenců a zvířat procházejících stádii hibernace. Jedná se o tzv.
• Zdroj metabolické vody: U velbloudů a dalších pouštních savců lipidy slouží jako zdroj tzv.

Důkaz lipidů

Jedna z nejpoužívanějších reakcí sloužící k důkazu lipidů je použití barviva Sudan III. Jde o reakci, která se provádí na filtračním papíře. Látka, o níž se chce zjistit, zda patří do skupiny lipidů se nechá reagovat se sudanem III a dojde k obarvení směsi.

Neutrální lipidy (tuky)

Neutrální lipidy (tuky) jsou látky nerozpustné ve vodě a polárních rozpouštědlech, ale rozpustné v sobě samých a v nepolárních rozpouštědlech (benzen, toluen, chloroform, ether,..). Nerozpustnost ve vodě je dána tím, že ve své struktuře obsahují jen málo atomů schopných vytvářet polarizované vazby (O,S,N,P) a značné množství nepolárních vazeb, což způsobuje to, že se chovají a projevují jako hydrofóbní látky.

Čtěte také: Efektivní hubnutí: Průvodce

Celkový metabolismus

Metabolismus, neboli látková přeměna, je souhrn všech enzymatických reakcí, při kterých dochází k přeměně všech látek a energií v buňkách a všech živých organismech. Jedná se o energetickou výměnu, příjem a zpracování živin. Všechny látky vystupující z metabolických reakcí označujeme jako metabolity. Látková přeměna je řízena jak hormonálně, tak nervově. Neutrální tuky se štěpí na glycerol, který je zužitkováván jako glukóza. Mastné kyseliny se štěpí až na kyselinu octovou, která se oxiduje v Krebsově cyklu na vodu a oxid uhličitý.

Beta-oxidace

Beta-oxidace je významný biochemický proces, při kterém dochází k postupné oxidaci mastných kyselin. Dochází k rozkladu na acetyl-CoA, jež je dále zpracováván v citrátovém cyklu. Opačným procesem k beta oxidaci je syntéza mastných kyselin, kdy dochází k tomu, že se molekuly acetyl-coA slučují až dojde ke vzniku lipidů, jež slouží k úschově energie.

Trávení jednoduchých lipidů (TAG)

Trávení jednoduchých lipidů (TAG) je hydrolýza esterické vazby mezi mastnou kyselinou a alkoholem katalyzovaná enzymy. K počátku hydrolýzy neutrálních jednoduchých lipidů s řetězci až střední délky dochází již v ústní dutině pomocí tzv. linguální (jazykové) lipázy, které jsou produkovány Ebnerovými žlázami v zadní části jazyka. K dalšímu štěpení TAG dochází žaludeční lipázou, což je nejdůležitější preduodenální lipáza v lidském těle. Mastné kyseliny kratších řetězců, které se uvolňují, jsou vstřebávány sliznicí žaludku a vstupují do jaterního (portárního) oběhu - zprostředkovaný venou portae. TAG, které obsahují MK s dlouhými řetězci jdou dále do dvanáctníku, kde je hydrolýza katalyzována triacylglycerollipázami.

Lipidy se ve vodném prostředí nerozpouští, ale tvoří tukové kapénky, které jsou rozbíjeny na menší částečky pomocí motility (pohyblivosti) žaludku a střeva. Tyto tukové částečky jsou následně emulgovány solemi žlučových kyselin a fosfolipidy (vzniká tak emulze-směs dvou nesmísitelných látek). Tím dochází ke zvětšení povrchu tukových částeček, na kterých se mohou navazovat lipázy. K navázání lipázy na povrch kapének slouží tzv. kolipázy. Kolipázy se naváží na žlučovou kyselinu, jež tvoří povrch emulgované tukové kapénky, čímž dojde k aktivaci lipázy. Ta na sebe naváže triacylglycerol a rozštěpí ho. Hydrolýzou na prvním a třetím uhlíku vznikají dvě mastné kyseliny a 2-monoacylglycerol (MAG). Pomocí solí žluč. kyselin a fosfolipidů pak dochází ke vzniku micel, které jsou 100x menší než tukové kapénky. Micely se váží na mikroklky epitelu střeva a dochází tak ke vstřebání do enterocytů (cylindrické buňky tvořící většinu sliznice střeva).

V potravě přijímáme velké množství lipidů složených, a to hlavně fosfolipidů. Jejich hydrolýzu katalyzuje enzym fosfolipáza A2. Ta odštěpuje mastnou kyselinu z glycerolu a vzniká tak samostatná mastná kyselina a lysofosfolipid. Mezi tyto MK patří polynenasycená arachidonová kyselina a esenciální linolová a linoleová. Všechny tyto mastné kyseliny jsou pro život velice důležité.

Odvozené lipidy jsou též špatně rozpustné ve vodě. Patří sem například cholesterylestery. Ty je potřeba hydrolyzovat pomocí cholesterylesterasy, což vede ke vzniku molekuly cholesterolu a volné mastné kyseliny. Do enterocytů tenkého střeva se lipidy vstřebávají jako volné mastné kyseliny, lysofosfolipidů,… Lipidy difundované nebo přenesené membránovým proteinem se naváží na transportní proteiny, kterými jsou transportovány až do hladkého endoplazmatického retikula. Zde dochází k resyntéze původních lipidů procesem reacylacem monoacylglycerolů, lysofosfolipidů či odvozených lipidů.