פירוק וסינתזה של חומצות שומן

שומנים נכנסים למטאבוליזם בצורת פוספוליפידים או שומנים אחרים. שומנים זהו מקור מאוד עשיר ויעיל של אנרגיה והם המרכיב המשמעותי ביותר במזון. בגוף האדם, שומנים נשמרים בעיקר כטרי אציל גליצרול-טריגליצרידים: גליצרול מחובר ל-3 ח' שומן.

תפקידי ח' שומן:

* אבני בניין של ליפידים ופוספוליפידים.

* מודיפיקציה של חלבונים- ח' שומן מחוברת קוולנטית לחלבון ומעניקה לו תכונה של עיגון בממברנה.

* מקור אנרגיה מאוד משמעותי. בח' שומן הפחמן נמצא ברמת חיזור מאוד גבוהה. אלו הם שומנים- דוחים מים והדבר מעניק להם יתרון מבחינת לחץ אוסמוטי. הם אינם קושרים מים ואין צורך בהידרטציה. טריגליצרידים שוקלים פחות מגליקוגן עם אותה כמות אנרגיה. כמות האנרגיה הנאגרת בשומנים היא הגבוהה ביותר בגוף האדם.

* אבני בניין לסינתזת הורמונים ולמסנג'רים שניוניים בתא.  

המוח יכול לנצל רק גלוקוז (ובמקרים מיוחדים בגופי קטון) אך לא בח' שומן כמקור אנרגיה.בניצול של חומצות שומן כמולקולות דלק ישנם שלושה שלבים: טריגליצרידים  מפורקים בשלב ראשון ע"י ליפאזות, בתהליך הנקרא ליפוליזה. הליפאזות משופעלות ע"י הורמונים כאפינפרין, נורפינפרין, גלוקגון ואדרנוקורטיקוטרופיק. בתאי שומן, הורמונים אלו משפעלים רצפטורים 7 ממברנליים אשר משפעלים אדנילט ציקלאז. רמה מוגברת של ציקליק  AMP (cAMP) ממריצה את פרוטאין קינאז A, אשר משפעל את הליפאזות ע"י זרחונן. הורמונים אלו מגבירים ליפוליזה. בניגוד לכך, אינסולין מעכב ליפוליזה. 

ליפאז- חותך ח' שומן מהגליצרול. בסופו של דבר מקבלים ח' שומן נפרדות וגליצרול. מופעלים ע"י זרחון מזורז. ח' שומן חופשיות חודרות ממברנה ויכולות לצאת למחזור הדם. שומנים מועברים מרקמה לרקמה בצורת קומפלכס עם חלבונים- ליפופרוטאין. ח' שומן מועברות בדם באמצעות חלבון מיוחד- אלבומין. הוא בעל כיסים הידרופוביים (ח' השומן נכנסות וכך נמנעות אינטראקציות לא רצויות עם מים)?גליצרול עובר זרחון ע"י גליצרול קינאז על חשבון ATP. גליצרול קינאז דהידרוגנאז מעביר לקטון ואז נמצא בשוו"מ עם מולקולה נוספת שיכולה להיכנס לגליקוליזה או גלוקונאוגנזה. ככל שח' שומן רוויה יותר ארוכה טמ"פ ההתכה שלה גבוהה יותר. כשנכנס קשר כפול הוא מוריד את טמ"פ ההתכה באופן משמעותי. ח' פלמיטית- זוהי ח' שומן רוויה בעלת 16 פחמנים.

שלב I: אקטיבציה וטרנספורט- האקטיבציה מתרחשת ע"י אדנילציה או חיבור ל CoA, ריאקציה זו דורשת אנרגיה. 1) אדנילציה בעזרת ATP- ח' שומן מחוברת ל- AMP. 2) העברת ח' שומן מ-AMP ל-CoA. לא דורש השקעת אנרגיה. 3) העברת אציל CoA שנוצר לתוך המיטוכונדריה. במיטו' מתרחש מעגל קרבס ולכן עדיף שחמצון ח' שומן יתרחש גם הוא שם.  חמצון ח' שומן, להבדיל מגליקוליזה, מתרחש במיטו'. לא כדאי להכניס אציל CoA כמו שהוא ישר לתוך המיטו'. CoA ונגזרותיו לא חודרים את הממברנה המיטוכונדריאלית. קב' האציל מועברת מ-CoA לקארניטין ע"י קארניטין אצילטרנספראז I, אציל קארניטין מועבר דרך הממברנה ע"י טרנסלוקאז, ואז הוא עובר שוב ל- CoA. בהעדר של קארניטין או טרנסלוקאז יכולים להיגרם התכווצות שרירים, חולשה חזקה או אפילו מוות. במהלך התעמלות ממושכת, חולשה של השרירים מראה על חוסר בקארניטין אציל טרנספראזות, כיוון ששרירים מסתמכים על ח' השומן כמקור אנרגיה לטווח ארוך.

 שלב II: חמצון ח' שומן- גם הוא מתרחש בכמה שלבים. כל פעם כתוצאה של 4 ריאקציות נחתך משרשרת האציל קטע של 2 פחמנים ומועבר ל-CoA אחר ונוצר אצטיל CoA. β אוקסידציה של ח' שומן- זהו המעגל! (הקשר שנחתך הוא אחרי פחמן β ומכאן השם). פירופוספט מתפרק ע"י פירופוספטאז מה שמניע את הריאקציה לכיוון יצירת אציל CoA.