Липолиз

Это изображение иллюстрирует три отдельные стадии гидролиза, участвующие в липолизе. На первом этапе триацилглицерин гидролизуется с образованием диацилглицерина , что катализируется жировой триглицеридлипазой (ATGL). На втором этапе диацилглицерин гидролизуется с образованием моноацилглицерина , что катализируется гормон-чувствительной липазой (HSL). На последнем этапе моноацилглицерин гидролизуется с образованием глицерина , что катализируется моноацилглицеринлипазой (МГЛ).

Липолиз / l ɪ ˈ p ɒ l ɪ s ɪ s / представляет собой метаболический путь посредством которого липидные триглицериды гидролизуются , в глицерин и свободные жирные кислоты . Он используется для мобилизации накопленной энергии во время голодания или физических упражнений и обычно возникает в жировых адипоцитах . Наиболее важным регуляторным гормоном липолиза является инсулин ; липолиз может произойти только тогда, когда действие инсулина падает до низкого уровня, как это происходит во время голодания. Другие гормоны, влияющие на липолиз, включают лептин , ^[1] глюкагон , ^[2] адреналин , норадреналин , гормон роста , предсердный натрийуретический пептид , мозговой натрийуретический пептид и кортизол . ^[3]

Механизмы

В организме запасы жира называются жировой тканью . В этих областях внутриклеточные триглицериды хранятся в цитоплазматических липидных каплях . Когда ферменты липазы фосфорилируются, они могут получить доступ к липидным каплям и посредством нескольких стадий гидролиза расщеплять триглицериды на жирные кислоты и глицерин. Каждый этап гидролиза приводит к удалению одной жирной кислоты. Первый этап и лимитирующий скорость липолиза осуществляется жировой триглицеридлипазой (ATGL). Этот фермент катализирует гидролиз триацилглицерина до диацилглицерина . Впоследствии гормон-чувствительная липаза (HSL) катализирует гидролиз диацилглицерина до моноацилглицерина , а моноацилглицерин липаза (MGL) катализирует гидролиз моноацилглицерина до глицерина . ^[4]

Перилипин 1А является ключевым белком-регулятором липолиза в жировой ткани. Этот белок, связанный с липидными каплями, при деактивации предотвращает взаимодействие липаз с триглицеридами в липидных каплях и захватывает коактиватор ATGL, сравнительную идентификацию гена 58 (CGI-58) (также известный как ABHD5 ). Когда перилипин 1А фосфорилируется с помощью PKA, он высвобождает CGI-58 и ускоряет пристыковку фосфорилированных липаз к липидной капле. ^[5] CGI-58 может быть дополнительно фосфорилирован с помощью PKA, чтобы способствовать его распространению в цитоплазме. В цитоплазме CGI-58 может коактивировать ATGL. ^[6] На активность ATGL также влияет негативный регулятор липолиза, ген переключения G0/G1 2 (G0S2). При экспрессии G0S2 действует как конкурентный ингибитор связывания CGI-58. ^[7] Жироспецифический белок 27 (FSP-27) (он же CIDEC) также является негативным регулятором липолиза. Экспрессия FSP-27 отрицательно коррелирует с уровнями мРНК ATGL. ^[8]

Регулирование

Иллюстрация активации липолиза в адипоците . Вызванный высоким уровнем адреналина и низким уровнем инсулина в крови, адреналин связывается с бета-адренергическими рецепторами на клеточной мембране адипоцита, что приводит к образованию цАМФ внутри клетки.
цАМФ активирует протеинкиназы , которые фосфорилируют и, таким образом, активируют гормоночувствительные липазы в адипоцитах .
Эти липазы отщепляют свободные жирные кислоты от их прикрепления к глицерину в липидных каплях адипоцита.
Свободные жирные кислоты и глицерин затем попадают в кровь.
Активность гормончувствительной липазы регулируется циркулирующими гормонами инсулином , глюкагоном , норадреналином и адреналином .

Липолиз можно регулировать посредством связывания цАМФ и активации протеинкиназы А (ПКА). PKA может фосфорилировать липазы, перилипин 1A и CGI-58, увеличивая скорость липолиза. Катехоламины связываются с рецепторами 7TM (рецепторами, связанными с G-белком) на клеточной мембране адипоцитов, которые активируют аденилатциклазу . Это приводит к увеличению выработки цАМФ, который активирует ПКА и приводит к увеличению скорости липолиза. Несмотря на липолитическую активность глюкагона (которая также стимулирует ПКА) in vitro , роль глюкагона в липолизе in vivo оспаривается. ^[9]

Инсулин противодействует этому усилению липолиза, когда он связывается с рецепторами инсулина на клеточной мембране адипоцитов. Рецепторы инсулина активируют субстраты инсулиноподобных рецепторов. Эти субстраты активируют фосфоинозитид-3-киназы (PI-3K), которые затем фосфорилируют протеинкиназу B (PKB) (также известную как Akt). PKB впоследствии фосфорилирует фосфодиэстеразу 3 B (PD3B), которая затем превращает цАМФ, продуцируемый аденилатциклазой, в 5'АМФ. В результате вызванное инсулином снижение уровня цАМФ снижает скорость липолиза. ^[10]

Инсулин также действует в мозге, в медиобазальном гипоталамусе . Там он подавляет липолиз и уменьшает симпатический нервный отток в жировую часть вещества мозга . ^[11] Регуляция этого процесса включает взаимодействие между рецепторами инсулина и ганглиозидами, присутствующими в мембране нейрональных клеток . ^[12]

В крови

Триглицериды транспортируются через кровь в соответствующие ткани ( жировые , мышечные и т. д.) с помощью липопротеинов, таких как липопротеины очень низкой плотности ( ЛПОНП ). Триглицериды, присутствующие в ЛПОНП, подвергаются липолизу клеточными липазами тканей-мишеней, в результате чего образуются глицерин и свободные жирные кислоты . Свободные жирные кислоты, попадающие в кровь, затем доступны для клеточного поглощения. ^[13]^{[ самостоятельно опубликованный источник? ]} Свободные жирные кислоты, которые не усваиваются клетками немедленно, могут связываться с альбумином и транспортироваться в окружающие ткани, которым требуется энергия. Сывороточный альбумин является основным переносчиком свободных жирных кислот в крови. ^[14]

Глицерин также попадает в кровоток и всасывается в печени или почках он превращается в глицерин-3-фосфат , где под действием фермента глицеринкиназы . Печеночный глицерин-3-фосфат превращается в основном в дигидроксиацетонфосфат (DHAP), а затем в глицеральдегид-3-фосфат (GA3P), чтобы снова присоединиться к пути гликолиза и глюконеогенеза . ^[15]

Липогенез

триглицеридов В то время как липолиз — это гидролиз (процесс расщепления триглицеридов), этерификация — это процесс образования триглицеридов. Этерификация и липолиз, по сути, являются инверсией друг друга. ^[16]

Медицинские процедуры

Физический липолиз включает разрушение жировых клеток, содержащих жировые капли, и может использоваться как часть косметических процедур по коррекции контуров тела. существуют четыре основных неинвазивных метода контурной пластики тела В настоящее время в эстетической медицине для уменьшения локализованной подкожной жировой ткани в дополнение к стандартной минимально инвазивной липосакции: низкоинтенсивная лазерная терапия (НИЛТ), криолиполиз , радиочастотный (РЧ) и высокоинтенсивный фокусированный. УЗИ (HIFU). ^[17]^[18] Однако они менее эффективны, имеют более короткий эффект и позволяют удалить значительно меньшее количество жира по сравнению с традиционной хирургической липосакцией или липэктомией. Однако будущие разработки лекарств потенциально могут быть объединены с более мелкими процедурами для усиления результата. ^{[ нужна ссылка ]}

Ссылки

^ Ван, Мэй-Юнь; Ли, Янг; Унгер, Роджер Х. (июнь 1999 г.). «Новая форма липолиза, индуцированного лептином» . Журнал биологической химии . 274 (25): 17541–17544. дои : 10.1074/jbc.274.25.17541 . ПМИД 10364187 .
^ Дункан, Робин Э.; Ахмадиан, Марьям; Яворски, Кэти; Саркади-Надь, Эстер; Сул, Хей Сук (август 2007 г.). «Регуляция липолиза в адипоцитах» . Ежегодный обзор питания . 27 (1): 79–101. дои : 10.1146/annurev.nutr.27.061406.093734 . ПМЦ 2885771 . ПМИД 17313320 .
^ Нильсен, Т.С.; Джессен, Н.; Йоргенсен, Дж. О.; Мёллер, Н; Лунд, С. (июнь 2014 г.). «Рассекающий липолиз жировой ткани: молекулярная регуляция и последствия метаболических заболеваний» . Журнал молекулярной эндокринологии . 52 (3): 199–222 рандов. doi : 10.1530/JME-13-0277 . ПМИД 24577718 .
^ Фрюбек, Г; Мендес-Хименес, Л; Фернандес-Формосо, Ж.А.; Фернандес, С; Родригес, А. (июнь 2014 г.). «Регуляция липолиза адипоцитов» . Обзоры исследований в области питания . 27 (1): 63–93. дои : 10.1017/S095442241400002X . ПМИД 24872083 .
^ Итабе, Х; Ямагучи, Т; Нимура, С; Сасабе, Н. (28 апреля 2017 г.). «Перилипины: разнообразие внутриклеточных белков липидных капель» . Липиды в здоровье и болезни . 16 (1): 83. дои : 10.1186/s12944-017-0473-y . ПМК 5410086 . ПМИД 28454542 .
^ Саху-Осен, А; Монтеро-Моран, Дж; Шиттмайер, М; Фриц, К; Динь, А; Чанг, Ю.Ф.; МакМахон, Д; Боэсоерменьи, А; Корнасиу, я; Рассел, Д; Оберер, М; Карман, генеральный директор; Бирнер-Грюнбергер, Р.; Брасамле, Д.Л. (январь 2015 г.). «CGI-58/ABHD5 фосфорилируется по Ser239 протеинкиназой А: контроль субклеточной локализации» . Журнал исследований липидов . 56 (1): 109–21. дои : 10.1194/jlr.M055004 . ПМК 4274058 . ПМИД 25421061 .
^ Корнасиу, я; Боэсоерменьи, А; Линдермут, Х; Надь, HM; Серк, ИК; Эбнер, К; Зальцбургер, Б; Грубер, А; Швайгер, М; Зехнер, Р; Ласс, А; Циммерманн, Р; Оберер, М (2011). «Минимальный домен жировой триглицеридлипазы (ATGL) варьируется до лейцина 254 и может активироваться и ингибироваться CGI-58 и G0S2 соответственно» . ПЛОС ОДИН . 6 (10): e26349. Бибкод : 2011PLoSO...626349C . дои : 10.1371/journal.pone.0026349 . ПМК 3198459 . ПМИД 22039468 .
^ Сингх, М; Каур, Р; Ли, MJ; Пикеринг, RT; Шарма, В.М.; Пури, В; Кандрор, КВ (23 мая 2014 г.). «Жироспецифичный белок 27 ингибирует липолиз, способствуя ингибирующему эффекту транскрипционного фактора Egr1 на транскрипцию жировой триглицеридлипазы» . Журнал биологической химии . 289 (21): 14481–7. дои : 10.1074/jbc.C114.563080 . ПМК 4031504 . ПМИД 24742676 .
^ Шмитц, Оле; Кристиансен, Йенс Сандал; Дженсен, Майкл Д.; Мёллер, Нильс; Гравхольт, Клаус Хойбьерг (1 мая 2001 г.). «Физиологические уровни глюкагона не влияют на липолиз в брюшной жировой ткани по данным микродиализа» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 86 (5): 2085–2089. дои : 10.1210/jcem.86.5.7460 . ISSN 0021-972X . ПМИД 11344211 .
^ Йокен, JW; Блаак, Э.Э. (23 мая 2008 г.). «Катехоламин-индуцированный липолиз в жировой ткани и скелетных мышцах при ожирении». Физиология и поведение . 94 (2): 219–30. дои : 10.1016/j.physbeh.2008.01.002 . ПМИД 18262211 . S2CID 28173901 .
^ Шерер Т.; О'Хара Дж.; Диггс-Эндрюс К.; Швейцер М.; Проверьте Б.; Линднер К.; и др. (1 февраля 2011 г.). «Мозговой инсулин контролирует липолиз и липогенез жировой ткани» . Клеточный метаболизм . 13 (2): 183–194. дои : 10.1016/j.cmet.2011.01.008 . ПМК 3061443 . ПМИД 21284985 .
^ Герцер, Силке; Мелднер, Саша; Грёне, Герман-Йозеф; Нордстрем, Виола (1 октября 2015 г.). «Вызванный голоданием липолиз и передача сигналов инсулина в гипоталамусе регулируются нейрональной глюкозилцерамидсинтазой» (PDF) . Диабет . 64 (10): 3363–3376. дои : 10.2337/db14-1726 . ISSN 0012-1797 . ПМИД 26038579 .
^ Кинг, Майкл В. «Окисление жирных кислот» . Архивировано из оригинала 14 января 2016 года . Проверено 9 апреля 2012 г. ^{[ самостоятельный источник ]}
^ Том Броуди, Биохимия питания , (Academic Press, 2-е издание 1999 г.), 215-216. ISBN 0121348369
^ Нельсон, Дэвид Л.; Кокс, Майкл М. (2008). Ленингерские принципы биохимии . У. Х. Фриман. п. 650. ИСБН 978-1-4292-2416-1 .
^ Болдуин, Кеннет Дэвид Сазерленд; Брукс, Джордж Х.; Фэйи, Томас Д. (2005). Физиология физических упражнений: биоэнергетика человека и ее приложения . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-07-255642-1 . ^{[ нужна страница ]}
^ Кеннеди, Дж.; Верн, С.; Гриффит, Р.; Фальто-Айзпуруа, Л.; Нури, К. (2015). «Неинвазивное уменьшение подкожного жира: обзор». Журнал Европейской академии дерматологии и венерологии . 29 (9): 1679–88. дои : 10.1111/jdv.12994 . ПМИД 25664493 . S2CID 40858507 .
^ Малхолланд, Р. Стивен; Пол, Малкольм Д.; Чалфун, Шарбель (2011). «Неинвазивная контурная пластика тела с помощью радиочастоты, ультразвука, криолиполиза и низкоинтенсивной лазерной терапии». Клиники пластической хирургии . 38 (3): 503–20, vii–iii. дои : 10.1016/j.cps.2011.05.002 . ПМИД 21824546 .

Внешние ссылки

Липолиз Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)

[1] Ван, Мэй-Юнь; Ли, Янг; Унгер, Роджер Х. (июнь 1999 г.). «Новая форма липолиза, индуцированного лептином» . Журнал биологической химии . 274 (25): 17541–17544. дои : 10.1074/jbc.274.25.17541 . ПМИД 10364187 .

[2] Дункан, Робин Э.; Ахмадиан, Марьям; Яворски, Кэти; Саркади-Надь, Эстер; Сул, Хей Сук (август 2007 г.). «Регуляция липолиза в адипоцитах» . Ежегодный обзор питания . 27 (1): 79–101. дои : 10.1146/annurev.nutr.27.061406.093734 . ПМЦ 2885771 . ПМИД 17313320 .

[3] Нильсен, Т.С.; Джессен, Н.; Йоргенсен, Дж. О.; Мёллер, Н; Лунд, С. (июнь 2014 г.). «Рассекающий липолиз жировой ткани: молекулярная регуляция и последствия метаболических заболеваний» . Журнал молекулярной эндокринологии . 52 (3): 199–222 рандов. doi : 10.1530/JME-13-0277 . ПМИД 24577718 .

[4] Фрюбек, Г; Мендес-Хименес, Л; Фернандес-Формосо, Ж.А.; Фернандес, С; Родригес, А. (июнь 2014 г.). «Регуляция липолиза адипоцитов» . Обзоры исследований в области питания . 27 (1): 63–93. дои : 10.1017/S095442241400002X . ПМИД 24872083 .

[5] Итабе, Х; Ямагучи, Т; Нимура, С; Сасабе, Н. (28 апреля 2017 г.). «Перилипины: разнообразие внутриклеточных белков липидных капель» . Липиды в здоровье и болезни . 16 (1): 83. дои : 10.1186/s12944-017-0473-y . ПМК 5410086 . ПМИД 28454542 .

[6] Саху-Осен, А; Монтеро-Моран, Дж; Шиттмайер, М; Фриц, К; Динь, А; Чанг, Ю.Ф.; МакМахон, Д; Боэсоерменьи, А; Корнасиу, я; Рассел, Д; Оберер, М; Карман, генеральный директор; Бирнер-Грюнбергер, Р.; Брасамле, Д.Л. (январь 2015 г.). «CGI-58/ABHD5 фосфорилируется по Ser239 протеинкиназой А: контроль субклеточной локализации» . Журнал исследований липидов . 56 (1): 109–21. дои : 10.1194/jlr.M055004 . ПМК 4274058 . ПМИД 25421061 .

[7] Корнасиу, я; Боэсоерменьи, А; Линдермут, Х; Надь, HM; Серк, ИК; Эбнер, К; Зальцбургер, Б; Грубер, А; Швайгер, М; Зехнер, Р; Ласс, А; Циммерманн, Р; Оберер, М (2011). «Минимальный домен жировой триглицеридлипазы (ATGL) варьируется до лейцина 254 и может активироваться и ингибироваться CGI-58 и G0S2 соответственно» . ПЛОС ОДИН . 6 (10): e26349. Бибкод : 2011PLoSO...626349C . дои : 10.1371/journal.pone.0026349 . ПМК 3198459 . ПМИД 22039468 .

[8] Сингх, М; Каур, Р; Ли, MJ; Пикеринг, RT; Шарма, В.М.; Пури, В; Кандрор, КВ (23 мая 2014 г.). «Жироспецифичный белок 27 ингибирует липолиз, способствуя ингибирующему эффекту транскрипционного фактора Egr1 на транскрипцию жировой триглицеридлипазы» . Журнал биологической химии . 289 (21): 14481–7. дои : 10.1074/jbc.C114.563080 . ПМК 4031504 . ПМИД 24742676 .

[9] Шмитц, Оле; Кристиансен, Йенс Сандал; Дженсен, Майкл Д.; Мёллер, Нильс; Гравхольт, Клаус Хойбьерг (1 мая 2001 г.). «Физиологические уровни глюкагона не влияют на липолиз в брюшной жировой ткани по данным микродиализа» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 86 (5): 2085–2089. дои : 10.1210/jcem.86.5.7460 . ISSN 0021-972X . ПМИД 11344211 .

[10] Йокен, JW; Блаак, Э.Э. (23 мая 2008 г.). «Катехоламин-индуцированный липолиз в жировой ткани и скелетных мышцах при ожирении». Физиология и поведение . 94 (2): 219–30. дои : 10.1016/j.physbeh.2008.01.002 . ПМИД 18262211 . S2CID 28173901 .

[11] Шерер Т.; О'Хара Дж.; Диггс-Эндрюс К.; Швейцер М.; Проверьте Б.; Линднер К.; и др. (1 февраля 2011 г.). «Мозговой инсулин контролирует липолиз и липогенез жировой ткани» . Клеточный метаболизм . 13 (2): 183–194. дои : 10.1016/j.cmet.2011.01.008 . ПМК 3061443 . ПМИД 21284985 .

[12] Герцер, Силке; Мелднер, Саша; Грёне, Герман-Йозеф; Нордстрем, Виола (1 октября 2015 г.). «Вызванный голоданием липолиз и передача сигналов инсулина в гипоталамусе регулируются нейрональной глюкозилцерамидсинтазой» (PDF) . Диабет . 64 (10): 3363–3376. дои : 10.2337/db14-1726 . ISSN 0012-1797 . ПМИД 26038579 .

[13] Кинг, Майкл В. «Окисление жирных кислот» . Архивировано из оригинала 14 января 2016 года . Проверено 9 апреля 2012 г. ^{[ самостоятельный источник ]}

[14] Том Броуди, Биохимия питания , (Academic Press, 2-е издание 1999 г.), 215-216. ISBN 0121348369

[15] Нельсон, Дэвид Л.; Кокс, Майкл М. (2008). Ленингерские принципы биохимии . У. Х. Фриман. п. 650. ИСБН 978-1-4292-2416-1 .

[isbn0-07-255642-0-16] Болдуин, Кеннет Дэвид Сазерленд; Брукс, Джордж Х.; Фэйи, Томас Д. (2005). Физиология физических упражнений: биоэнергетика человека и ее приложения . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-07-255642-1 . ^{[ нужна страница ]}

[17] Кеннеди, Дж.; Верн, С.; Гриффит, Р.; Фальто-Айзпуруа, Л.; Нури, К. (2015). «Неинвазивное уменьшение подкожного жира: обзор». Журнал Европейской академии дерматологии и венерологии . 29 (9): 1679–88. дои : 10.1111/jdv.12994 . ПМИД 25664493 . S2CID 40858507 .

[18] Малхолланд, Р. Стивен; Пол, Малкольм Д.; Чалфун, Шарбель (2011). «Неинвазивная контурная пластика тела с помощью радиочастоты, ультразвука, криолиполиза и низкоинтенсивной лазерной терапии». Клиники пластической хирургии . 38 (3): 503–20, vii–iii. дои : 10.1016/j.cps.2011.05.002 . ПМИД 21824546 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]