หนวยท 12 เมแทบอลซมของลพด (Metabolism of lipid)

เนอหาสาระ

1. กระบวนการยอย การดดซม และการขนสง 2. กระบวนการแมเทบอลซมของลปดในเซลลและเนอเยอตาง ๆ

2.1 คะตะบอลซมของกรดไขมน 2.2 การสงเคราะหกรดไขมน 2.3 เมตาบอลสมของคโตนบอด (Ketone body metabolism) 2.4 การสงเคราะหไตรกลเซอรไรด 2.5 การสงเคราะหโคเลสเตอรอล สเตอรอล และกรดนาด

3. การควบคมเมตาบอลสมของกรดไขมน 4. โรคทเกดจากขอบกพรองในเมตาบอลสมของไขมน

แนวคด

ลพดเปนสารชวโมเลกลทมบทบาทสาคญในการเปนแหลงพลงงานสารองของรางกายรองจากคารโบไฮเดรต และเปนองคประกอบของเยอหมเซลล (cell membrane) ทกชนด ดงนนจงพบลพดไดในทกสวนของรางกายมนษย โดยลพดทเปนพลงงานสารองของรางกายมนษยและสตว ไดแก ไทรเอซลกลเซอรอล (Triacylglycerol) ซงม กรดไขมน (Fatty acid) และ กลเซอรอล (Glycerol) เปนองคประกอบ สวนลพดทเปนองคประกอบของเยอหมเซลล เนอเยอสมองและประสาท ไดแก ฟอสโฟลพด (Phospholipid) สฟงโกลพด (Sphingolipid) และ คอเลสเตอรอล (Cholesterol) เปนตน

การสงเคราะหและการสลายลพดทสาคญของรางกาย ซงไดแก ไทรเอซลกลเซอรอล กรดไขมน คโทนบอด (Ketone body) ฟอสโฟลพด สฟงโกลพด และ คอเลสเตอรอล

จดประสงคการเรยนร

1. อธบายขบวนการเผาผลาญไขมนในรางกาย ตลอดจนขบวนการสรางกรดไขมนได 2. อธบายขบวนการสรางและเผาผลาญคโตนบอดในรางกายได 3. อธบายขบวนการสงเคราะหไตรกลเซอไรด โคเลสเตอรอล สเตอรอล และกรดนาดได 4. อธบายถงระบบการควบคมเมแทบอลซมของกรดไขมนได

205

5. บอกถงโรคบางอยางทเกดจากขอบกพรองในเมแทบอลซมของลพดได

หนวยท 12 เมแทบอลซมของลพด (Metabolism of lipid)

ความน า

ลปดเปนสารอาหารทรางกายเลอกเกบสะสมไวเปนพลงงานส ารองในรปของไตรกลเชอไรดทงนเพราะมสมบตไมรวมกบน าท าใหเกบสะสมไวไดไมจ ากดปรมาณ และไมเปลองเนอท เทากบคารโบไฮเดรตหรอโปรตนซงมน าอยดวย นอกจากนลปดยงเปนองคประกอบของเยอหม เซลลและท าหนาทเปนฮอรโมนรวมทงเปนวตามนทส าคญในรางกาย อาหารลปดทไดจากสตวและพชสวนใหญอยในรปไตรกลเชอไรด มเพยงสวนนอยเทานนทอยในรปฟอสโฟกลเชอไรด สเตอรอล และวตามน กระบวนการเมแทบอลซมของลปดออกเปนแบง 2 ขนตอน คอ

1. กระบวนการยอย การดดซม และการขนสงลปดไปสเชลล 2. กระบวนการเมแทบอลซมทเกดขนในเซลลเนอเยอตาง ๆ

1. กระบวนการยอย การดดซม และการขนสง

1.1 การยอยลปดในทางเดนอาหาร สารอาหารลปดสวนใหญ รางกายสามารถยอยและดดซมไดเกอบทงหมด มเพยงประมาณรอย

ละ 4 เทานนทสญเสยทางอจจาระ ยกเวนในกรณทเกดการบกพรองจากการยอยหรอการดดซมจงจะมการสญเสยลปดมากกวาปกตและจะสงผลใหรางกายขาดหรอบกพรองในการดดซมวตามนละลายในไขมน การยอยลปดเกดขนนอยมากในกระเพราะอาหารถงแมจะมเอนไซมประเภทลเปสอยกตาม ทลาไสเลกสวนดโอดนมเปนบรเวณทมการยอยลปดทแทจรง เมอลปดผานเขาสลาไสเลกสวนดโอดนมจะกระตนใหมการหลงโฮโมนโคลซสโทนนแพนคลโอไซนน (cholecystokinin - pancreozynin, CCKPZ) ซงทาหนาทชวยเรงใหถงนาดบบตวปลอยนาดออกมารวมทงเรงตบออนใหปลอยเอนไซมตาง ๆ ออกมาดวย ประกอบกบการทนายอยเหลาน มสารไบคารบอเนตอยดวย ทาให pH ภายในลาไสมสภาพคอนขางเปนเบส เหมาะกบการทางานของเอนไซม เอนไซมทใชยอยลปดทสาคญคอ แพนครเอทกลเปส pancreatic lipase) เอสเทอเรส (esterase) และฟอสโฟลเปส A (phospholipase A ) การยอยเรมตน โดยนาด ประกอบดวยกรดนาด (bile acids) และเกลอของกรดนาด (bile salts) ชวยกระตนใหเกดการกระจายตวของาลปดกลายเปนอนภาคเลก ๆ เปนการเพมพนทผวของลปดชวยใหเกดการยอยรวดเรวขน

206

แพนครเอทกลเปส เปนเอนไซมทมอยในนายอยจากตบออน จะเลอกยอยเฉพาะลปดทถกกระตนดวยนาดและทพนธะเอสเทอรของไตรกลเซอไรด ตาแหนง และ มากกวาตาแหนง ไดเปนกรดไขมนอสระกบ - โมโนกลเซอไรด ดงปฏกรยา เอสเทอเรส นไซมนท างานไดดเมอลปดถกกระตนดวยน าดแลวเชนเดยวกบการท างานของเอนไซมลเปส โดยยอยสลายพนธะเอสเทอรของคอเลสเทอรอล เอสเทอร และโมโนกลเซอไรดไดผลผลตเปนกรดไขมนอสระ คอเลสเทอรอล และกลเซอรอล ฟอสโฟลเปส เปนเอนไซมในนายอยจากตบออน อสดฟลเปสมหลายชนดแตทมมากทสดคอ ฟอสโฟลเปส A ทาหนาทเรงการยอยสลายฟอสโฟกลเซอไรด ตรงพนธะเอสเทอรทตาแหนง เทานน ไดกรดไขมนอสระและไลโซฟอสโฟกลเซอไรด (lysophosphoglyeceride) ดงปฏกรยา

1.2 การดดซมลปดทเซลลเยอบผนงล าไส 1) การดดซมผานระบบน าเหลอง (lymphatic route) ผลตผลทไดจากการยอยลปดดวยเอนไซม ลเปส และเอสเทอเรสเปนสารประเภทละลายน า

ยาก เชน - โมโนกลเซอไรด กรดไขมน และคอเลสเทอรอล เปนตน ท าใหรางกายตองใชกลวธพเศษส าหรบพาสารเหลานผานเยอบผนงล าไส เนองจากบรเวณทชดกบเยอบผนงล าไสเปนบรเวณทมน าเคลอบคลมอยเรยกบรเวณนวา unstirred water layer มสภาพพเศษมการฟงกระจายของโมเลกลของน านอยกวาบรเวณอน ในการซมผานของสารลปดทถกยอยแลวตองรวมตวกบน าดกลายเปนไมเซลลผสม (mixed micelles) จงสามารถผานเซลลเยอบผนงล าไสเขาสเซลลผนงล าไสตอไปจากนนน าดไดแยกตวออกคงเหลอแตสารลปดทถกยอยสลาย (ภาพท 12.1)

207

ภาพท 12.1 การซมผานเยอบผนงลาไสของสารลปดทถกยอยเขาสเซลล BA = bile acids LL = lysolecithin FA = fatty acids CE = cholesteryl ester MG = monoglycerides TG = triglycerides FC = free cholesterol เมอผลตผลของลปดผานเขาเซลลของลาไสจะเกดการรวมตวกนใหมไดเปนไตรกลเซอไรด ฟอสโฟกลเซอไรด และเอสเทอรของคอเลสเทอรอล แตลปดเหลานอาจมชนดขององคประกอบของโครงสราง เชน กรดไขมน แตกตางจากเมอกอนถกยอย กระบวนการสงเคราะหสารลปดขนใหมนเรยกวา reesterification สารลปดทรวมตวกนใหมนสวนใหญยงคงเปนไตรกลเซอไรด คอ ประมาณรอยละ 80 ทเหลอเปนฟอสโฟกลเซอไรด คอเลสเทอรอล และเอสเทอรของคอเลสเทอรอล ประมาณรอยละ 9.3 และ 2 ตามลาดบ ทงนในการรวมตวกนของลปดเหลานตองใชพลงงานดวย พบวาใน 1 mole ของไตรกลเซอไรดทสงเคราะหขนใหมนตองใชพลงงาน ATP 2 moles การขนสงสารลปดทเกดขนใหมออกจากเซลลผนงลาไส เขาสกระแสดดลหตและนาเหลองเพอไปสเนอเยอตาง ๆ ตองสงเคราะหเปนสารประกอบทละลายในนาไดด โดยการนาลปดไปรวมตวกบโปรตนชนดพเศษ เกดเปนไลโพโปรตน ชนดตาง ๆ เชน ไคโลโมครอน เพอทาหนาทขนสงลปดจากเซลลลาไส เขาสนาเหลอง (lymph) และพาเขาสกระแสโลหต โดยผานทางทอทอราซก (thoracic duct) (ภาพท 12.2) ระดบของลปด (สวนใหญคอไตรกลเซอไรด) ในกระแสโลหตขนสงสดภายหลงรบประทานอาหารประมาณ 4-5 ชวโมง เรยกสภาวะนวา post-alimentary lipemia ภาวะเชนน ท าใหพลาสมามลกษณะขนโดยการปรากฏตวของไลโพโปรตน ในขณะทไลโพโปรตนพาลปดไปตามกระแสดโลหตนนจะมการยอยสลายไตรกลเซอไรดดวยเอนไซมไลไโโปรตนไลเปส (lipoprotein lipase, LPL) ซงมอยในเอนโดทเลยล (endothelial cells) ของผนงหลอดโลหตฝอย เอนไซม LPL นถกปลอยออกมาสพลาสมาดวยการกระตนของเฮพารน เปนสารทมอยในกระแสโลหต เอนไซมนจงเรยนกวา heparininduced LPL

208

ภาพท 12.2 การยอยลปด (TG ) ใหทางเดนอาหาร การรวมตวกบน าดในไมเซลลผสมเพอดดซมผาน

เซลลเยอบ และสงเคราะหเปนไลโพรโปรตนไปยงตบ ซงนอกจากพบทผนงหลอดโลหตฝอยแลวยงพบทขอบนอกของเซลลในเนอเยออะดโพสอกดวย LPL ชวยยอยสลายไตรกลเซอไรดในไลโพโปรตน ฤทธของเอนไซม LPL ตางจากแอนไซดลเปสอน ๆ คอ สามารถยอยสลายพนธะเอสเทอรของไตรกลเซอไรดไดทง 3 ต าแหนง ท าใหไดกรดไขมนอสระและกลเซอรอลส าหรบไลโพโปรตน เชน ไคโลไมครอนเมอถกยอยสลายเอาไตรกลเซอไรดออกไปแลวจะมขนาดเลกลงและมไตรกลเซอไรดในปรมาณต าลงดวย ไคโลไมครอนทมสภาพเ ชนน เรยกวา chylomicron remnant 2) การดดซมผานหลอดเลอดด า (portal route) ไตรกลเซอไรดมกรดไขมน ขนาดสนปานกลาง (medium-chain trihlycerides) ประกอบดวยจ านวนคารบอนประมาณ 8-10 อะตอม ซงปกตมไมมากนกในอาหารธรรมดา จะละลายในน าดกวากรดไขมนทมความยาวของโมเลกลมาก ดงนนกรดไขมนกลมนเมอเกดเปนอมลชนในล าไสถกดดซมเขาสเซลลของล าไส แลวถกยอยสลายโดยเอนไซมไลเปสในไมโครโซม (microsomal lipase) ไดเปนกรด

209

ไขมนอสระและกลเซอรอล ผลทไดจากการยอยครงนจะไมเกดกระบวนการสงเคราะหสารลปดขนใหม แตจะถกสงผานเขาสกระแสโลหตไปยงตบ

2. กระบวนการแมเทบอลซมของลปดในเซลลและเนอเยอตาง ๆ

2.1 คะตะบอลสมของกรดไขมน (Fatty acid catabolism) ขบวนการคะตะบอลสมของกรดไขมนเกดขนในไมโตคอนเดรย แบงเปน 3 ขนตอนคอ

1) การกระตนกรดไขมน 2) การนากรดไขมนผานเขาไปในไมโตคอนเดรย 3) การเผาผลาญกรดไขมนในไมโคตรคอนเดรย

1) การกระตนกรดไขมน เนองจากเอนไซมทเกยวของกบการเกดคะตะบอลสมของกรดไขมนมอยใน ไมโตคอนเดรย

ดงนนกรดไขมนจงตองเคลอนทจากไซโตพลาสมเขาไปในไมโตคอนเดรยกอนโดยกรดไขมนจะถกกระตนใหรวมตวกบโคเอนไซมเอ (Coenzyme A) กลายเปน Fatty acyl CoA โดยเอนไซม Fatty acid thiokinase เปนตวเรงและใชพลงงานจาก ATP รปท 1 2) การน ากรดไขมนผานเขาไปในไมโตคอนเดรย Fatty acyl CoA ทไดไมสามารถผานเยอไมโตคอนเดรย ตองทาปฏกรยากบคารนทน (Carnitine) ใหกลายเปน Fatty acyl carnitine จงจะสามารถซมผานเยอไมโตคอนเดรยได แลว Fatty acyl carnitine จะทาปฏกรยากบโคเอนไซมเอได Fatty acyl CoA กลบคนมาในไมโตคอนเดรย สวนคารนทนกจะซมผานเยอไมโตคอนเดรยออกมาสไซโตพลาสม พรอมทจะทาปฏกรยากบ Fatty acyl CoA ในไซโตพลาสมอก ดงภาพท 12.3

ภาพท 12.3 แสดงการกระตนและการนากรดไขมนผานเขาสไมโตคอนเดรย

210

3) การเผาผลายกรดไขมนในไมโตคอนเดรย ขบวนการเผาผลาญกรดไขมนในไมโตคอนเดรยเรยกวา เบตา-ออกซเดชน (B-oxidation) ซงการเผาผลาญกรดไขมนนนจะเกดขนทตาแหนงเบตา-คารบอนอะตอม ได B-Keto acid และจะแตกออกเปน Acetyl CoA หลดออกไปจากโมเลกลของกรดไขมน ทาใหกรดไขมนมจานวนอะตอมคารบอนลดลง 2 อะตอม แลวกรดไขมนทเหลอกจะถกเผาผลาญตอไปโดยจานวนอะตอมคารบอนจะลดลงครงละ 2 อะตอม Acetyl CoA ทเกดขนกจะเจาสวฏจกรเครบสใหพลงงานตอไป ขบวนการเผาผลาญกรดไขมนกระกอบดวย 4 ปฏกรยา ปฏกรยาท 1 เปนการออกซเดชนใหเกดพนธะคระหวาง C และ C ของ Fatty acyl CoA ม FAD เปนโคเอนไซมได Fatty acyl CoA หรอเรยก - trans – Enoyl CoA เนองจากพนธะคทเกดขนอยในรปทรานส (Trans) ในปฏกรยาท 2 เปนปฏกรยาไฮเดรชน (Hydration) ได L-3 – Hydroxyacyl CoA ปฏกรยาท 3 เปนปฏกรยาออกซเดชน ทาใหหม –OH กลายเปนหม –C=O โดยม NAD+ เปนโคเอนไซมได 3-Keto fatty acyl CoA ซงจะทาปฏกรยากบโคเอนไซมเอในปฏกรยาท 4 ทาใหโมเลกลแตกออกเปนกรดไขมน และ Acetyl CoA กรดไขมนทเหลอจงเปนกรดไขมนทมจานวนคารบอนนอยกวาเดม 2 อะตอม และสามารถทาปฏกรยากบโคเอนไซมเออสระให Fatty acyl CoA แลวเขาสปฏกรยาท 1 ตอไปไดอกเชนนเรอยไป (ภาพท 12.4) ภาพท 12.4 แสดงการเผาผลาญกรดไขมนทเรยก เบตา-ออกซเด=yน ในไมโตคอนเดรย 1= fatty acyl COA dehydrogenase, 2= enoylhydratase, 3 = L-3-hydroxy fatty acyl COA dehydrogenase, 4 = thiolase

211

จะเหนไดวาการเผาผลาญ Fatty acyl CoA ตามปฏกรยาทงสของ เบตาออกซเดชนจะได Fatty acyl CoA ทมอะตอมคารบอนนอยลงไป 2 อะตอม Acetyl CoA, FADH2 และ NADH อยางละโมเลกล Fatty acyl CoA (Cn) + CoASH + FAD + NAD+ . + H2O Fatty acyl CoA (Cn-2) + CH3COSCOA + FADH2 + NADH + H+

ดงนนกรดปาลมตค (Palmitic acid) ซงมคารบอน 16 อะตอม เมอถกเผาผลาญโดยวธการนกจะได 8 Acetyl CoA, 7FADH2, 7NADHG และ 7H+

C15H31 COSCoA + 7CoASH + 7FAD + 7NAD+ + 7H2O 8CH3COSCoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+

แลว Acetyl CoA เมอเขาสวฏจกรเครบสโดยสมบรณจะให 24ATP สวน NADH และ FADH กจะให 3 และ 2 ATP ตามลาดบ ดงนนอะตอมบอลสมของกรดปาลมตจะไดพลงงานถง 130ATP สาหรบการเผาผลาญกรดไขมนทมจานวนอะตอมคารบอนเปนเลขค ซงในธรรมชาตมอยนอย กจะเกดปฏกรยาเหมอนกนกบการเผาผลาญกรดไขมนทมจานวนอะตอมคารบอนเปนเลขคคอ จะได Acetyl CoA หลายโมเลกล แตจะได Propionyl CoA อกหนงโมเลกลซงมอะตอมคารบอน 3 ตวไมสามารถเกดเบตา-ออกซเดชนตอไปไดอก แตจะทาปฏกรยากบ CO2 กลายเปน Methyl malonyl CoA (รปท 3) โดยใชพลงงานจาก ATP ตอจากนน Methyl malonyl CoA กจะเปลยนเปน Succinyl CoA ซงจะถกปอนเขาสวฏจกรเครปสตอไป ดงนนคะตะบอลสมของกรดไขมนทมจานวนอะตอมคารบอนเปนเลขค จะตองอาศยเอนไซมเพมขนอกสองตว (คาอธบายใตรป) และถาหากกรดไขมนนนมพนธะคอย การออกชเดชนกจะเกดขนเชนเดยวกนกบกรดไขมนอมตวคอ จะมการตดอะตอมคารบอนออกครงละ 2 อะตอม ในรปของ Acetyl CoA ไปเรอย ๆ จนถงพนธะค ถาพนธะคนนอยในรปทรานสอยแลวกเกดปฏกรยาตอไปได แตถาพนธะคนนเปนแบบซส (Cis-) ระหวางอะตอม C2 – C3 (

2,3-Cis) คอเปน 2,3-cis-Enoyl CoA เมอสารนทาปฏกรยาไฮเดรชนโดยเอนไซม Enoyl CoA hydratase ได D-3-Hydroxy acyl CoA แลว จะมเอนไซม 3- methyl malonyl mutase Hydroxy acyl epimerase เรงปฏกรยาเปลยนโครงสรางเปน L-3-Hydroxy acyl CoA (ภาพท 12.3) ซงจะเกดปฏกรยาตอไปไดตามวถ เบตา-ออกซเดชน

ภาพท 12.5 แสดงปฏกรยาการเผาผลาญกรดไขมนทมอะตอมคารบอนเปน เลขค 1 = propionyl CoA carboxylase, 2= methyl malonyl mutase)

212

ภาพท 12.6 แสดงปฏกรยาการเผาผลาญกรดไขมนทมพนธะคในโมเลกล

แตถาพนธะคแบบซสนนอยระหวาง C3 และ C4 กจะมเอนไซม Enlyl CoA isomerase เรงปฏกรยาการยายพนธะคจาก 3,4 –cis ไปเปน 2,3-trans ได 2,3-trans-Enoyl CoA ซงกจะเกดปฏกรยาตอไปตามวถ เบตา-ออกซเดชน

2.2 การสงเคราะหกรดไขมน (Fatty acid synthesis) การสงเคราะหกรดไขมนจะเรมตนจาก Acetyl CoA แลวคอย ๆ เพมจานวนคารบอนขนครงละ 2 อะตอม จนไดกรดไขมนทมจานวนคารบอนตามตองการ การสงเคราะหกรดไขมนจะสงเคราะหเมอเซลมพลงงานเพยงพอ และม Acetyl CoA เหลอใช แตเอนไซมทใชสงเคราะหมอยในไซโตพลาสม ดงนนจงจาเปนตองนาเอา Acetyl CoA ออกจากไมโตคอนเดรยมาอยในไซโตพลาสมเพอสรางกรดไขมน 2.2.1 การน า Acetyl CoA ออกมายงไซโตพลาสม การนา Acetyl CoA จากไมโตคอนเดรยมายงไซโตพลาสมตองอาศยตวพาซงม 2 ชนดคอ 1. โดยการรวมตวกบออกซาโลอะซเตท ใหเปนซเตรท แลววเตรทจงผานเยอของไมโตคอนเดรยออกมาทาปฏกรยากบโคเอนไซมเอได ออกซาโลอะซเตท และ Acetyl CoA โดยใชพลงงานจาก ATP ออกซาโลอะซโตททเกดขนกจะเปลยนเปนมาเลทซมผานเขาไมโตคอนเดรยไดอก แลวเปลยนเปนออกซาโลอะซเตหรบเอา Acetyl CoA มายงไซโตพลาสมไดอกตอไป 2. โดยการรวมตวกบคารนทน (Carnitine) ได อะซทลคารนทน (Acetyl carnitine) ซมผานเยอไมโตคอนเดรยออกมา แลวทาปฏกรยากบ CoASH ได Acetyl CoA และ Carnitine ซงกจะซมผานเขาไปในไมโตคอนเดรยเพอรบเอา Acetyl CoA ออกมายงไซโตพลาสมไดอกตอไป 2.2.2 ขบวนการสงเคราะหกรดไขมนในไซโตพลาสม ขบวนการสงเคราะหกรดไขมนจาก Acetyl CoA ภายในไซโตพลาสมประกอบดวยหาปฏกรยา (รปท 5) ปฏกรยาท 1 Acetyl CoA จะรวมตวกบ CO2 โดยใชพลงงานจาก ATP ได Malonyl CoA จากนน Acetyl CoA และ Malonyl CoA

213

จะเกดปฏกรยารวมตวกบ ACP (Acyl carrier protein) กลายเปน Acetyl-s- ACP และ Malonyl-s-ACP โดยเอนไซม Acetyl CoA acetyl transferase และ Malonate CoA transferase ตามลาดบ กอนทจะรวมตวกนระหวาง Acetyl-S-ACP กบ Malonyl-S-ACP ในปฏกรยาท 2 ได Acetoacetyl-S-ACP ในขนตอนนจะได CO2 และ ACP-SH เกดขน ในปฏกรยาท 3 Acetoacetyl-S-ACP จะถกรดวซดวย NADPH ใหกลายเปน B – Hydroxybutyryl-S-ACP และถกเปลยนใหเปน Crotonyl-S-ACP ซงมพนธะคระหวาง C และ CB ในปฏกรยาท 4 และในปฏกรยาท 5 พนธะคจะถกรดวซดวย NADPH ได Butyryl-S-ACP ซงสารนสามารถเขาสปฏกรยาท 2 คอ รวมตวกบ Malonyl-S-ACP อกโมเลกลหนง แลวตามดวยปฏกรยาท 3,4 และ 5 ไดอก เปนการเพมอะตอมคารบอนอกทละ 2 อะตอม จนกระทงไดจานวนคารบอนตามตองการ แลว Acyl-ACP นนกจะสลายตวใหกรดไขมนอสระหลดออกจากสวน ACP

ภาพท 12.7 แสดงปฏกรยาการสงเคราะหกรดไขมนจาก Acetyl CoA ACP = acyl carrier protein

เปนทนาสงเกตวา ในการสงเคราะหกรดไขมนนนตองใช NADPH ซงเปนสารทไดจากวถเพนโตสฟอสเฟต ดงนนเนอเยอทมการสงเคราะหกรดไขมนกจะมการทางานของวถเพนโตสฟอสเฟตอยมากดวย

214

2.3 เมตาบอลสมของคโตนบอด (Ketone body metabolism) คโตนบอด (Ketone bodies) หมายถงสารประกอบ 3 ชนด คอ อะชโตอะซเตท (Acetoacetate) อะซโตน (Acetone) และกรดเบตาไฮดรอกซบวทวรค (B-Hydroxybutyric acid) ซงเกดขนจากการรวมตวกนของ Acetyl CoA ทเหลอใชภายในตบ (รปท 6) ใหเปน Acetoacetyl CoA ซงจะทาปฏกรยากบ Acetyl CoA อกโมเลกลหนงได B-Hydroxy- B – methylglutaryl CoA (HMG-CoA) HMG-CoA ทไดนจะสลายตวให Acetyl CoA กบ อะซโตอะซเตท ซงสามารถแปรสภาพไปเปน คโตนบอดอก 2 ตว คอ อะชโตน และ B- Hydroxybutyric acid (ภาพท 12.6) คโตนบอดเหลานจะถกเกบสะสมไวในตบและถอไดวาคโตนบอดเปนสารทสะสม Acetyl CoA ทานองเดยวกนกบไขมน เมอใดทรางกายตองการพลงงานคโตนบอดกจะถกสงออกจากตบไปยงไตและกลามเนอ เพอสลายใหไดพลงงานออกมา โดยรวมตวกบซควนลโคเอ (Succinyl CoA) ใหเปน Aceroacetyl CoA ดงรปท 6 แลว Aceto acetyl CoA จะทาปฏกรยากบโคเอนไซมเอ ได 2 Acetyl CoA ซงสามารถถกเผาผลาญตอไปในวฏจกรเครบสภายในไตและกลามเนอตอไป โดยปกตแลวการสรางคโตนบอดทตบและการสลายทไตและกลามเนอจะมอตราเรว พอ ๆ กน ทาใหคโตนบอดในเลอดมปรมารทตามาก แตในกรณทมความผดปกตเชน ในผปวยโรคเบาหวาน หรอผทมความผดปกตในดานเมตาบอลสมของคารโบไฮเดรต หรอในภาวะทอดอาหาร เซลไมสามารถใชคารโบไฮเดรตเปนแหลงของพลงงานไดเซลจะใชไขมนทสะสมอย ทาใหเกด Acetyl CoA มากกวาปกต ทาใหตบสรางคโตนบอดมากและถาหากไตและกลามเนอไมสามารถใชคโตนบอดไดทน จะทาใหตบสรางคโตนบอดมากและถาหากไตและกลามเนอไมสามารถใชคโตนบอดไดทน จะทาใหมคโตนบอดสะสมในเลอดและในรางกายมากและถกขบออกทางปสสาวะ อาการผดปกตเชนนเรยกวา คโตซส (Ketosis)

ภาพท 12.8 แสดงการสงเคราะหคโตนบอดในตบและการเผาผลาญในไตและกลามเนอ 1= HMG-CoA synthetase, 2= HMG-CoA lyase, 3= Acetoacetate decarboxylase, 4= B – Hydroxybutric dehydrogense.

215

2.4 การสงเคราะหไตรกลเซอไรด (Biosynthesis of triglyceride) การสงเคราะหไตรกลเซอไรดจะเกดขนทตบและเนอเยอไขมนเปนสวนใหญ สงเคราะหจากกลเซอรอล โดยอาศยเอนไซม Glycerol kinase และรบหมฟอสเฟตจาก ATP ได Glycerol-3-phosphate ดงน Glycerol + ATP L-Glycerol-3-phosphate + ADP จากนนหมไฮดรอกซลของ Glycerol-3-phosphate จะรวมตวกบกรดไขมน 2 โมเลกลไดกรดฟอสฟาตดค (Phosphatidic acid) (ภาพท 12.7) โดยมเอนไซม Glycerol hosphate acyltransferase เปนตวเรง แลวกรดฟอสฟาตดคจะถกไฮโดรไลซ ไดกลเซอไรดทไดจะรวมตวกบกรดไขมนอกโมเลกลหนงโดยการเรงปฏกรยาของเอนไซม Diglyceride acyl transferase ได ไตรกลเซอไรด (Triglyceride) ดงภาพ

ภาพท 12.9 แสดงการสงเคราะหไตรกลเซอไรด 2.5 การสงเคราะหโคเลสเตอรอล (Cholesterol) สเตอรอล (Sterol) และกรดน าด (Bile acid )

ตลอดจนวตามนด การสงเคราะหสารตาง ๆ เหลานสงเคราะหไดจาก HMG-CoA ซงมวธการทคอนขางยงยาก หลายขนตอน เพอความสะดวกจะแบงวถการสงเคราะหออกเปนสามขนตอน (ภาพท 12.8) ตอนท 1 เปนการเปลยน HMG CoA ใหเปน Isopentenyl pyrophosphate ซงมคารบอนหาอะตอม ตอนท 2 เปนการรวม C5 สองตวใหเปนสาร C10 แลวเปน C15 จากนนสาร C15 สองตวจะรวมตวกนเปนสาร C30 (Squalene) ตอนท 3 เปนการนาเอา Squalene มาขดเปนโครงสรางทเปนวง (Cyclic structure) ของส

216

เตอรอล แลวมการดดแปลงโครงสรางสวนตาง ๆ ใหได โคเลสเตอรอลตอจากนน โคเลสเตอรอลจะถกนาไปใชสรางสารตางๆ เชน กรดนาด วตามนดและสเตอรอยด

ภาพท 12.10 แสดงการสงเคราะหโคเลสเตอรอล สเตอรอล กรดนาด และวตามนด

จากสารตงตน HMG CoA

3. การควบคมเมตาบอลสมของกรดไขมน

3.1 ควบคมโดยเมตาบอลสมของคารโบไฮเดรต การคะตะลบอลสมของกรดไขมนจะให Acetyl CoA และเราทราบแลว

วาคะตะบอลสมของคารโบไฮเดรตกจะให Acetyl CoA ซงรางกายนาไปใชประโยชนไดหลายทาง เชน เขาสวฏจกรเครบสเพอเปลยนใหเปนพลงงาน หรอสงเคราะหกรดไขมน คโตนบอด และสารอนๆ ซงในกรณทรางกายไมขาดสารอาหารพวกคารโบไฮเดรตรางกายจะสราง Acetyl CoA จากคารโบไฮเดรตไดเพยงพอแกความตองการของรางกาย ทาใหคะตะบอลสมของกรดไขมนเกดชาลง แตถาเมอใดรางกายขาดสารอาหารคารโบไฮเดรต หรอไมสามารถใชคารโบไฮเดรตได รางกายจะสราง Acetyl CoA จาก

217

ไขมน ดงนนการเกดคะตะบอลสมของไขมนจะสงขนเพอผลต Acetyl CoA ใหเพยงพอตอความตองการของรางกาย จงเหนไดวาเมตาบอลสมของคารโบไฮเดรตสามารถควบคมเมตาบอลสมของไขมนได 3.2 ควบคมโดยเอนไซม Acetyl CoA carboxylase ซงเปนเอนไซมทชวยเรงปฏกรยาแรกของการสงเคราะหกรดไขมน เอนไซมนจะถกยบยงโดย Fatty acyl CoA ซงเปนผลตผลของการสงเคราะห ดงนนถามกรดไขมนเกดขนมาก การสงเคราะหกรดไขมนกจะเกดชาลง เพราะเอนไซม Acetyl CoA carboxylase ถกยบยง และนอกจากนซเตรท (Citrate) ยงสามารถกระตนการทางานของเอนไซม จงทาใหมการประสานงานระหวางคะตะบอลสมของคารโบไฮเดรต และการสงเคราะหกรดไขมนใหเปนไปอยางเหมาะสม (ภาพท 12.11)

ภาพท 12.11 แสดงการควบคมเมตาบอลสมของกรดไขมนโดยเอนไซม Acetyl CoA carboxylase

4. โรคทเกดขนจากขอบกพรองในเมตาบอลสมของลพด

โรคทเกดขนจากขอบกพรองในเมตาบอลสมของกรดไขมนสวนใหญเกดจากการขาดเอนไซมในวถคะตอบอลสม เปนเหตใหตวกลางบางชนดมมากและเกดการสะสมขนในเนอเยอตาง ๆ เชน ในระบบประสาท และ สมอง ซงนาไปสโรคทางระบบประสาททรายแรง โรคเหลานมกจะถายทอดทางพนธกรรม เชน 1. Tay-Sachs disease (Ganflioside lipidosis) เปนโรคทเกดจากการขาดเอนไซม Hexosaminidase A ทาใหมแกงกลโอไซดสะสมมากในสมองและเนอเยอประสาท ทาใหเกดขอบกพรองทางสมองและระบบประสาท

218

2. Gaucher’s disease (Cerebroside lipidosis) เปนโรคทเกดจากการขาดเอนไซม Cerebroside-cleavage ทาใหมการสะสมไลปดพวกซรโบรไซดในตบและมามมากเกนไป เปนสาเหตใหตบและมามโต นอกจากนผวหนงของผปวยจะมสคลา

*************************************************

แบบฝกหด

1. ขบวนการคะตะบอลสมของกรดไขมน แบงออกเปนกขนตอน อะไรบาง อธบายมาโดยละเอยด ? 2. การนา Acetyl CoA จากไมโตคอนเดรยมายงไซโตพลาสมตองอาศยตวพาชนดใด

อธบายมาโดยละเอยด ? 3. ขบวนเมตาบอลสมของคโตนบอด เกดขนไดอยางไร ? 4. จงอธบายถงขบวนการสงเคราะหไตรกลเซอไรด มาโดยละเอยด ? 5. จงอธบายถงขบวนการสงเคราะหโคเลสเตอรอล สเตอรอล กรดนาด และวตามนด มาโดยละเอยด ? 6. การควบคมเมตาบอลสมของกรดไขมน จะถกควบคมโดยขบวนการใด ? 7. โรคทเกดจากขอบกพรองในเมตาบอลสมของกรดไขมน คอโรคอะไรบาง ?