Митохондриальное окисление жирных кислот
Митохондриальное окисление жирных кислот - важнейший путь обеспечения организма энергией. Этот процесс приобретает особое значение в периоды длительного голодания , когда именно жиры, а не углеводы, становятся главным источником энергии для организма. Жирные кислоты служат также главным энергетическим ресурсом работающих скелетных мышц и предпочтительным субстратом окисления в миокарде . В этих тканях жирные кислоты полностью окисляются до СО2 и воды. В печени же конечными продуктами окисления жирных кислот являются кетоновые тела - бета-гидроксибутират и ацетоацетат , которые играют важную роль в энергетическом обмене других тканей, особенно мозга .
Генетические дефекты, затрагивающие почти все стадии окисления жирных кислот, наследуются рецессивным путем и проявляются сходными клиническими симптомами, включая острые коматозные состояния и приступы гипогликемии на фоне длительного голодания. Часто наблюдается также хроническая кардиомиопатия и мышечная слабость и реже - острый рабдомиолиз . Иногда симптомы появляются только при длительном голодании, и их можно принять за проявления синдрома Рейе или синдрома внезапной детской смерти . Диагностировать дефекты окисления жирных кислот достаточно трудно, поскольку единственный их специфический признак - несоответственно низкая концентрация кетоновых тел в моче у ребенка с гипогликемией. Не менее трудно обнаружить генетические нарушения утилизации кетоновых тел, так как кетоз является обычным следствием гипогликемии натощак. В ряде случаев симптомы связаны, по-видимому, не столько с дефицитом энергии, сколько с токсическими эффектами метаболитов жирных кислот. Это имеет место у плода при недостаточности гидроксиацил-KoA-дегидрогеназы длинноцепочечных жирных кислот , недостаточности карнитинпальмитоилтрансферазы-I и недостаточности ацил-KoA-дегидрогеназы среднецепочечных жирных кислот , когда у беременных гетерозиготных женщин развивается тяжелейшее состояние, имитирующее острую жировую дистрофию печени или преэклампсию с HELLP-синдромом . Токсическое действие метаболитов жирных кислот во внутриутробном периоде может лежать и в основе врожденных пороков развития головного мозга и врожденных пороков развития почек , которые наблюдаются при тяжелой недостаточности дегидрогеназы электрон-транспортного флавопротеида и недостаточности дегидрогеназы карнитинпальмитоилтрансферазы II . Масс-спектрометрия, используемая в программах массового обследования новорожденных, легко выявляет присутствие аномальных ацилкарнитинов (что характерно для многих из таких нарушений и позволяет диагностировать патологию еще до появления клинических симптомов. Судя по результатам массовых обследований, нарушения окисления жирных кислот - наиболее распространенные врожденные дефекты обмена веществ.
На рис. 134.1 и рис. 134.2 показаны стадии митохондриального окисления типичной длинноцепочечной жирной кислоты. Соединяясь с карнитином жирные кислоты проникают через внутреннюю митохондриальную мембрану. В митохондриальном матриксе происходит четырехэтапный цикл бета-окисления, по ходу которого жирная кислота превращается в ацетил-KoA . На каждом этапе бета-окисления участвует от двух до четырех изоферментов, специфически катализирующих превращения жирных кислот с разной длиной цепи. Электроны, образующиеся на первом этапе бета-окисления, через флавопротеид поступают в систему транспорта электронов, по ходу которой образуется АТФ . Основное количество ацетил-KoA в печени вступает на путь синтеза кетоновых тел, ведущий к образованию бета-гидроксибутирата и ацетоацетата .
Смотрите также:
