Sistema de transporte de carnitina y sus efectos

Los ácidos grasos flotantes libres liberados del tejido adiposo en la sangre se unen a una molécula de proteína portadora llamada albúmina sérica, que transporta los ácidos grasos al citoplasma de las células objetivo como el corazón, el músculo esquelético y otras células de tejido, donde el combustible. Pero antes de que los ácidos grasos puedan ser utilizados por las células objetivo para la producción de ATP y la oxidación beta, los ácidos grasos con longitudes de cadena de 14 carbonos o más deben activarse y luego transportarse a la matriz mitocondrial de la célula a través de tres reacciones enzimáticas de carnitina traspaso.La primera reacción de la transmisión de carnitina es un proceso de dos pasos catalizado por una familia de isoenzimas de acil-CoA sintetasas en la membrana mitocondrial externa, que facilita la activación de la COA de ácidos grasos mediante la formación de enlaces tioesteros entre los grupos de carboxilo y tiol de los ácidos grasos para formar para formar la forma para formar la forma de formar tio. Acil-CoA. En el primer paso de la reacción, la acil-CoA sintetasa cataliza la transferencia de un grupo monofosfato de adenosina (AMP) de una molécula de ATP a un ácido graso, produciendo un intermedio de acil-adenilato graso y un grupo de pirofosfato (PPI) . El pirofosfato formado por la hidrólisis de dos enlaces de alta energía en ATP se hidroliza inmediatamente por la pirofosfatasa inorgánica en dos moléculas de PI. Esta reacción es altamente exotérmica, lo que impulsa la reacción de activación hacia adelante y lo hace más favorable. En el segundo paso, en el segundo paso, El grupo tiol de COA citosólico ataca al aciladenilato, desplazando el amplificador para formar el tioester acil-coa. En la segunda reacción, acil-coa se une transitoriamente al grupo hidroxilo de c arnitina para formar acilcarnitina grasa. Esta transesterificación es catalizada por una enzima en la membrana mitocondrial externa llamada carnitina aciltransferasa 1 (también conocida como carnitina palmitoiltransferasa 1, CPT1). El vérticigo de la acilcarnitina de carnitina a través del espacio intermembrana e intermembrana en la matrix formada por la matriz formada por la matriz de la matriz de la matriz de la matriz. La translocase de carnitina-acilcarnitina (CACT) ubicada en la membrana mitocondrial interna. Para cada molécula de acilcarnitina grasa que ingresa a la matriz, este antiportador devuelve una molécula de carnitina desde la matriz al espacio intermembrana.

En la tercera y última reacción del lanzadera de carnitina, el grupo de acilo graso se transfiere de la acilcarnitina grasa a COA, regenerando la acil-CoA grasa y las moléculas de carnitina libres. Esta reacción ocurre en la matriz mitocondrial y es catalizada por la carnitina aciltransferasa 2 (( también conocido como carnitina palmitoiltransferasa 2, CPT2) ubicada en la superficie interna de la membrana mitocondrial interna. La molécula de carnitina formada se traslada al espacio intermembrana a través del mismo cotransportador (CACT), mientras que la acil-COA grasa entra el β- oxidación.

Regula la oxidación beta de ácidos grasos

El proceso de entrada mediado por carnitina es el factor limitante de la velocidad para la oxidación de ácidos grasos y es un punto regulatorio importante.

Reprimir

Cuando el hígado se suministra con glucosa que no se puede oxidar o almacena como glucógeno, el hígado comienza a fabricar activamente triglicéridos a partir del exceso de glucosa. Esto aumenta la concentración de malonil-CoA, el primer intermedio en la síntesis de ácidos grasos, lo que lleva a la inhibición de la carnitina Aciltransferasa 1, que evita el acceso de ácidos grasos a la matriz mitocondrial para la oxidación beta. Esta inhibición previene la descomposición de los ácidos grasos mientras se produce la síntesis.

Activar

La activación del lanzadera de carnitina se produce debido a la necesidad de oxidación de ácidos grasos requeridos para la producción de energía. Durante las intensas contracciones musculares o el ayuno, las concentraciones de ATP disminuyen y las concentraciones de AMP aumentan, lo que lleva a la activación de la proteína quinasa activada por AMP (AMPK). -COA carboxilasa, que normalmente cataliza la síntesis de malonil-CoA. Esta fosforilación inhibe la acetil-CoA carboxilasa, que a su vez reduce las concentraciones de malonilo-CoA. suministro de ATP.

Factor de transcripcion

El receptor alfa (PPARα) activado por el proliferador de peroxisoma (PPARα) es un receptor nuclear que funciona como un factor de transcripción. Actúa sobre el músculo, el tejido adiposo y el hígado, que enciende un conjunto de genes esenciales para la oxidación de los ácidos grasos, incluidos los transportadores de ácidos grasos carnitina aciltransferasaeasaase 1 y 2, y cadenas de acilo acil-CoA deshidrogenasa de acil-CoA grasas cortas, medianas, largas y ultralong y enzimas relacionadas.PPARα actúa como un factor de transcripción en dos contextos; Como se describió anteriormente, cuando aumenta la demanda de energía del catabolismo de grasas, como durante el ayuno entre comidas o durante la inanición prolongada. Entre otras cosas, el cambio metabólico del corazón desde el feto hasta el recién nacido. En el feto, las fuentes de combustible en el músculo cardíaco son glucosa y lactato, pero en el corazón neonatal, los ácidos grasos son el combustible principal necesario para activar PPARα, por lo que a su vez puede activar los genes necesarios para el metabolismo de los ácidos grasos en esta etapa.

Efectos fisiológicos

Como ejemplo de síntesis normal, una persona de 70 kg (150 lb) produciría 11-34 mg de carnitina por día. Los adultos comer una dieta mezclada con carne roja y otros productos animales consumen aproximadamente 60-180 mg de carnitina por día, mientras que Los veganos consumen aproximadamente 10-12 mg por día. La mayoría (54-86%) de la carnitina obtenida de la dieta se absorbe en el intestino delgado antes de ingresar al torrente sanguíneo. La cantidad total de carnitina en un cuerpo humano de 70 kg (150 lb) es aproximadamente 20 g (0.71 oz), casi todos los cuales están contenidos en células de músculo esquelético. La carnitina se metaboliza a una velocidad de aproximadamente 400 μmol (65 mg) por día, menos del 1% de las reservas de carrocería total.