Lipolys

Lipolys i depåfett är den process som sker när en triglycerid bryts ner genom hydrolys av esterbindningarna mellan fettsyrorna och glycerol till sina grunddelar: en molekyl glycerol och tre molekyler fria fettsyror (FFA). Det används för att mobilisera lagrad energi under fasta eller träning, och förekommer vanligen i feta adipocyter. Det viktigaste reglerande hormonet i lipolys är insulin. Lipolys kan bara inträffa när insulinverkan faller till låga nivåer, vilket sker under fasta. Andra hormoner som påverkar lipolys är glukagon,[1] epinefrin, noradrenalin, tillväxthormon, förmaksnatriuretisk peptid, hjärnans natriuretisk peptid och kortisol.[2]

Denna bild illustrerar de tre separata stegen av hydrolys som ingår i lipolys. I det första steget hydrolyseras triacylglycerol för att göra diacylglycerol och detta katalyseras av fetttriglyceridlipas (ATGL). I det andra steget hydrolyseras diacylglycerol för att göra monoacylglycerol och detta katalyseras av hormonkänsligt lipas (HSL). I det sista steget hydrolyseras monoacylglycerol för att göra glycerol och detta katalyseras av monoacylglycerollipas (MGL).
Exampel på en triacylglycerol

Mekanismer

I kroppen benämns fettlager som fettvävnad. I dessa områden lagras intracellulära triglycerider i cytoplasmatiska lipiddroppar. När lipasenzymer fosforyleras kan de komma åt lipiddroppar och genom flera steg av hydrolys bryta ned triglycerider till fettsyror och glycerol. Varje steg av hydrolys leder till att en fettsyra tas bort. Det första steget och det hastighetsbegränsande steget av lipolys utförs av fetttriglyceridlipas (ATGL). Detta enzym katalyserar hydrolysen av triacylglycerol till diacylglycerol. Därefter katalyserar hormonkänsligt lipas (HSL) hydrolysen av diacylglycerol till monoacylglycerol och monoacylglycerol lipas (MGL) katalyserar hydrolysen av monoacylglycerol till glycerol.[3]

Perilipin 1A är en nyckelproteinregulator för lipolys i fettvävnad. Detta lipiddroppsförenade protein kommer, när det är inaktiverat, att förhindra interaktionen av lipaser med triglycerider i lipiddroppen och ta tag i ATGL-koaktivatorn, jämförande genidentifiering 58 (CGI-58) (aka ABHD5). När perilipin 1A fosforyleras av PKA frisätter det CGI-58 och det påskyndar dockningen av fosforylerade lipaser till lipiddroppen.[4] CGI-58 kan ytterligare fosforyleras av PKA för att hjälpa till med dess spridning till cytoplasman. I cytoplasman kan CGI-58 samaktivera ATGL.[5] ATGL-aktivitet påverkas också av den negativa regulatorn av lipolys, G0/G1 switchgen 2 (G0S2). När det uttrycks fungerar G0S2 som en kompetitiv hämmare vid bindningen av CGI-58.[6] Fettspecifikt protein 27 (FSP-27) (aka CIDEC) är också en negativ regulator av lipolys. FSP-27-uttryck är negativt korrelerat med ATGL-mRNA-nivåer.[7]

Reglering

Illustration av lipolysprocessen (i en fettcell) inducerad av höga adrenalin- och låga insulinnivåer i blodet. Adrenalin binder till en beta-adrenerg receptor i adipocytens cellvägg, vilket medför att cAMP genereras inuti cellen. CAMP aktiverar ett proteinkinas, vilket fosforylerar och i sin tur aktiverar ett hormonkänsligt lipas (enzym) i fettcellen. Detta lipas klyver fria fettsyror från deras bindning till glycerol i fettet som lagras i adipocytens fettdroppe. De fria fettsyrorna och glycerolen släpps sedan in i blodet. Monoglycerider hydrolyseras med monoglyceridlipas. Aktiviteten av hormonkänslig lipas regleras av cirkulationshormonerna insulin, glukagon, noradrenalin och epinefrin.

Lipolys kan regleras genom cAMPs bindning och aktivering av proteinkinas A (PKA). PKA kan fosforylera lipaser, perilipin 1A och CGI-58 för att öka lipolyshastigheten. Katekolaminer binder till 7TM-receptorer (G-proteinkopplade receptorer) på adipocytcellmembranet, vilket aktiverar adenylatcyklas. Detta resulterar i ökad produktion av cAMP, vilket aktiverar PKA och leder till en ökad lipolyshastighet. Trots glukagons lipolytiska aktivitet (som också stimulerar PKA) in vitro, är glukagons roll i lipolys in vivo omtvistad.[8]

Insulin motreglerar denna ökning av lipolys när det binder till insulinreceptorer på adipocytcellmembranet. Insulinreceptorer aktiverar insulinliknande receptorsubstrat. Dessa substrat aktiverar fosfoinositid 3-kinaser (PI-3K) som sedan fosforylerar proteinkinas B (PKB) (aka Akt). PKB fosforylerar därefter fosfodiesteras 3B (PD3B), som sedan omvandlar cAMP som produceras av adenylatcyklas till 5'AMP. Den resulterande insulininducerade minskningen av cAMP-nivåer minskar lipolyshastigheten.[9]

Insulin verkar också i hjärnan vid den mediobasala hypotalamus. Där undertrycker det lipolys och minskar det sympatiska nervutflödet till den feta delen av hjärnan.[10] Regleringen av denna process involverar interaktioner mellan insulinreceptorer och gangliosider som finns i det neuronala cellmembranet.[11]

I blod

Triglycerider transporteras med blodet till lämpliga vävnader (fett, muskler, etc.) av lipoproteiner som Very-Low-Density-Lipoproteiner (VLDL). Triglycerider som finns på VLDL genomgår lipolys av de cellulära lipaserna i målvävnaderna, vilket ger glycerol och fria fettsyror. Fria fettsyror som frigörs i blodet är sedan tillgängliga för cellulärt upptag.[12] Fria fettsyror som inte omedelbart tas upp av celler kan binda till albumin för transport till omgivande vävnader som kräver energi. Serumalbumin är den huvudsakliga bäraren av fria fettsyror i blodet.[13]

Glycerolet kommer också in i blodomloppet och absorberas av levern eller njuren där det omvandlas till glycerol-3-fosfat av enzymet glycerolkinas. Leverglycerol-3-fosfat omvandlas mestadels till dihydroxiacetonfosfat (DHAP) och sedan glyceraldehyd-3-fosfat (GA3P) för att återförenas med glykolys- och glukoneogenesvägen.

Lipogenes

Medan lipolys är triglyceridhydrolys (processen genom vilken triglycerider bryts ned), är förestring den process genom vilken triglycerider bildas. Förestring och lipolys är i huvudsak omkastningar av varandra.[14]

Medicinska procedurer

Fysisk lipolys innebär förstörelse av fettceller som innehåller fettdropparna och kan användas som en del av kosmetiska kroppskonturprocedurer. För närvarande finns det fyra huvudsakliga ickeinvasiva kroppskonturtekniker inom estetisk medicin för att reducera lokaliserad subkutan fettvävnad utöver den vanliga minimalinvasiva fettsugningen: lågnivålaserterapi (LLLT), kryolipolys, radiofrekvens (RF) och högintensivt fokuserat ultraljud (HIFU).[15][16] De är dock mindre effektiva med kortare varaktiga fördelar och kan ta bort betydligt mindre mängder fett jämfört med traditionell kirurgisk fettsugning eller lipektomi. Framtida (2022) läkemedelsutveckling kan dock potentiellt kombineras med mindre procedurer för att förstärka resultatet.

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Lipolysis, 17 november 2022.

Noter

  1. ^ Duncan, Robin E.; Ahmadian, Maryam; Jaworski, Kathy; Sarkadi-Nagy, Eszter; Sul, Hei Sook (August 2007). ”Regulation of Lipolysis in Adipocytes”. Annual Review of Nutrition 27 (1): sid. 79–101. doi:10.1146/annurev.nutr.27.061406.093734. PMID 17313320. 
  2. ^ Nielsen, TS; Jessen, N; Jørgensen, JO; Møller, N; Lund, S (June 2014). ”Dissecting adipose tissue lipolysis: molecular regulation and implications for metabolic disease.”. Journal of Molecular Endocrinology 52 (3): sid. R199–222. doi:10.1530/JME-13-0277. PMID 24577718. 
  3. ^ Frühbeck, G; Méndez-Giménez, L; Fernández-Formoso, JA; Fernández, S; Rodríguez, A (June 2014). ”Regulation of adipocyte lipolysis.”. Nutrition Research Reviews 27 (1): sid. 63–93. doi:10.1017/S095442241400002X. PMID 24872083. 
  4. ^ Itabe, H; Yamaguchi, T; Nimura, S; Sasabe, N (28 April 2017). ”Perilipins: a diversity of intracellular lipid droplet proteins.”. Lipids in Health and Disease 16 (1): sid. 83. doi:10.1186/s12944-017-0473-y. PMID 28454542. 
  5. ^ Sahu-Osen, A; Montero-Moran, G; Schittmayer, M; Fritz, K; Dinh, A; Chang, YF; McMahon, D; Boeszoermenyi, A; et al. (January 2015). ”CGI-58/ABHD5 is phosphorylated on Ser239 by protein kinase A: control of subcellular localization.”. Journal of Lipid Research 56 (1): sid. 109–21. doi:10.1194/jlr.M055004. PMID 25421061. 
  6. ^ Cornaciu, I; Boeszoermenyi, A; Lindermuth, H; Nagy, HM; Cerk, IK; Ebner, C; Salzburger, B; Gruber, A; et al. (2011). ”The minimal domain of adipose triglyceride lipase (ATGL) ranges until leucine 254 and can be activated and inhibited by CGI-58 and G0S2, respectively.”. PLOS ONE 6 (10): sid. e26349. doi:10.1371/journal.pone.0026349. PMID 22039468. Bibcode: 2011PLoSO...626349C. 
  7. ^ Singh, M; Kaur, R; Lee, MJ; Pickering, RT; Sharma, VM; Puri, V; Kandror, KV (23 May 2014). ”Fat-specific protein 27 inhibits lipolysis by facilitating the inhibitory effect of transcription factor Egr1 on transcription of adipose triglyceride lipase.”. The Journal of Biological Chemistry 289 (21): sid. 14481–7. doi:10.1074/jbc.C114.563080. PMID 24742676. 
  8. ^ Schmitz, Ole; Christiansen, Jens Sandahl; Jensen, Michael D.; Møller, Niels; Gravholt, Claus Højbjerg (2001-05-01). ”Physiological Levels of Glucagon Do Not Influence Lipolysis in Abdominal Adipose Tissue as Assessed by Microdialysis” (på engelska). The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 86 (5): sid. 2085–2089. doi:10.1210/jcem.86.5.7460. ISSN 0021-972X. PMID 11344211. 
  9. ^ Jocken, JW; Blaak, EE (23 May 2008). ”Catecholamine-induced lipolysis in adipose tissue and skeletal muscle in obesity.”. Physiology & Behavior 94 (2): sid. 219–30. doi:10.1016/j.physbeh.2008.01.002. PMID 18262211. 
  10. ^ Scherer T.; O'Hare J.; Diggs-Andrews K.; Schweizer M.; Check B.; Lindner C. (1 February 2011). ”Brain Insulin Controls Adipose Tissue Lipolysis and Lipogenesis”. Cell Metabolism 13 (2): sid. 183–194. doi:10.1016/j.cmet.2011.01.008. PMID 21284985. 
  11. ^ Herzer, Silke; Meldner, Sascha; Gröne, Hermann-Josef; Nordström, Viola (2015-10-01). ”Fasting-Induced Lipolysis and Hypothalamic Insulin Signaling Are Regulated by Neuronal Glucosylceramide Synthase” (på engelska). Diabetes 64 (10): sid. 3363–3376. doi:10.2337/db14-1726. ISSN 0012-1797. PMID 26038579. http://diabetes.diabetesjournals.org/content/64/10/3363.full-text.pdf. 
  12. ^ King, Michael W. ”Oxidation of Fatty Acids”. Oxidation of Fatty Acids. http://themedicalbiochemistrypage.org/fatty-acid-oxidation.html. 
  13. ^ Tom Brody, Nutritional Biochemistry, (Academic Press, 2nd edition 1999), 215-216. ISBN 0121348369
  14. ^ Baldwin, Kenneth David Sutherland; Brooks, George H.; Fahey, Thomas D. (2005). Exercise physiology: human bioenergetics and its applications. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-255642-1 Mall:Page needed
  15. ^ Kennedy, J.; Verne, S.; Griffith, R.; Falto-Aizpurua, L.; Nouri, K. (2015). ”Non-invasive subcutaneous fat reduction: A review”. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology 29 (9): sid. 1679–88. doi:10.1111/jdv.12994. PMID 25664493. 
  16. ^ Mulholland, R. Stephen; Paul, Malcolm D.; Chalfoun, Charbel (2011). ”Noninvasive Body Contouring with Radiofrequency, Ultrasound, Cryolipolysis, and Low-Level Laser Therapy”. Clinics in Plastic Surgery 38 (3): sid. 503–20, vii–iii. doi:10.1016/j.cps.2011.05.002. PMID 21824546. 

Externa länkar

Media som används på denna webbplats

Metabolism1.jpg
Författare/Upphovsman: Cruithne9, Licens: CC BY-SA 4.0
A diagrammatic illustration of the process of lipolysis (in a fat cell) induced by high epinephrine and low insulin levels in the blood. Free fatty acids and glycerol are released into the blood.
Unsaturated Triglyceride Structural Formula V1.svg
Example of the structural formula of a triglyceride
Lipolysis Mechanism.png
Författare/Upphovsman: MHarberson, Licens: CC BY-SA 4.0
Lipolysis: Breakdown of triglyceride into fatty acids and glycerol.