Λιπόλυση

Η λιπόλυση (Lipolysis) είναι η μεταβολική οδός μέσω της οποίας  τα τριγλυκερίδια των λιπιδίων υδρολύονται σε γλυκερόλη και ελεύθερα λιπαρά οξέα. Χρησιμοποιείται για την κινητοποίηση της αποθηκευμένης ενέργειας κατά τη διάρκεια νηστείας ή άσκησης και εμφανίζεται συνήθως σε λιποκύτταρα λιπώδους ιστού. Η πιο σημαντική ρυθμιστική ορμόνη στη λιπόλυση είναι η ινσουλίνη. Η λιπόλυση μπορεί να συμβεί μόνο όταν η δράση της ινσουλίνης πέσει σε χαμηλά επίπεδα, όπως συμβαίνει κατά τη διάρκεια της νηστείας. Άλλες ορμόνες που επηρεάζουν τη λιπόλυση περιλαμβάνουν τη λεπτίνη, τη γλυκαγόνη, την αδρεναλίνη, τη νοραδρεναλίνη, την αυξητική ορμόνη, το κολπικό νατριουρητικό πεπτίδιο (atrial natriuretic peptide), εγκεφαλικό νατριουρητικό πεπτίδιο (brain natriuretic peptide) και την κορτιζόλη.

 Μηχανισμοί 
Στο σώμα, οι αποθήκες λίπους αναφέρονται ως λιπώδης ιστός. Σε αυτές τις περιοχές, τα ενδοκυτταρικά τριγλυκερίδια αποθηκεύονται σε κυτταροπλασματικά λιπιδικά σταγονίδια. Όταν τα ένζυμα λιπάσης φωσφορυλιώνονται, μπορούν να έχουν πρόσβαση στα σταγονίδια λιπιδίων και μέσω πολλών σταδίων υδρόλυσης, να διασπάσουν τα τριγλυκερίδια σε λιπαρά οξέα και γλυκερίνη. Κάθε βήμα της υδρόλυσης οδηγεί στην αφαίρεση ενός λιπαρού οξέος. Το πρώτο στάδιο και το στάδιο περιορισμού του ρυθμού της λιπόλυσης πραγματοποιείται με τη λιπάση λιπώδους τριγλυκεριδίου (adipose triglyceride lipase, ATGL). Αυτό το ένζυμο καταλύει την υδρόλυση της τριακυλογλυκερόλης σε διακυλογλυκερόλη. Στη συνέχεια, η ορμονοευαίσθητη λιπάση (hormone-sensitive lipase, HSL) καταλύει την υδρόλυση της διακυλογλυκερόλης σε μονοακυλογλυκερόλη και η μονοακυλογλυκερολική λιπάση (monoacylglycerol lipase, MGL) καταλύει την υδρόλυση της μονοακυλογλυκερόλης σε γλυκερόλη
Η περιλιπίνη 1A είναι ένας βασικός πρωτεϊνικός ρυθμιστής της λιπόλυσης στον λιπώδη ιστό. Αυτή η πρωτεΐνη που σχετίζεται με σταγονίδια λιπιδίων, όταν απενεργοποιηθεί, θα αποτρέψει την αλληλεπίδραση των λιπασών με τα τριγλυκερίδια στο σταγονίδιο λιπιδίων και θα κατανοήσει τον συν-ενεργοποιητή ATGL, συγκριτική ταυτοποίηση γονιδίου 58 (CGI-58) (γνωστού και ως ABHD5). Όταν η περιλιπίνη 1Α φωσφορυλιώνεται από την PKA, απελευθερώνει CGI-58 και επιταχύνει την πρόσδεση των φωσφορυλιωμένων λιπασών στο σταγονίδιο λιπιδίου. Το CGI-58 μπορεί να φωσφορυλιωθεί περαιτέρω από το PKA για να βοηθήσει στη διασπορά του στο κυτταρόπλασμα. Στο κυτταρόπλασμα, το CGI-58 μπορεί να συν-ενεργοποιήσει το ATGL. ATGL activity is also impacted by the negative regulator of lipolysis, G0/G1 switch gene 2 (G0S2). Όταν εκφράζεται, το G0S2 δρα ως ανταγωνιστικός αναστολέας στη δέσμευση του CGI-58. Η ειδική για το λίπος πρωτεΐνη 27 (FSP-27) (γνωστή και ως CIDEC) είναι επίσης αρνητικός ρυθμιστής της λιπόλυσης. Η έκφραση του FSP-27 συσχετίζεται αρνητικά με τα επίπεδα mRNA του ATGL.

 Ρύθμιση 
Η λιπόλυση μπορεί να ρυθμιστεί μέσω της δέσμευσης της κυκλικής μονοφωσφορικής αδενοσίνης και της ενεργοποίησης της πρωτεϊνικής κινάσης Α (PKA). Το PKA μπορεί να φωσφορυλιώνει τις λιπάσες, την περιλιπίνη 1Α και CGI-58 για να αυξήσει τον ρυθμό λιπόλυσης. Οι κατεχολαμίνες συνδέονται με υποδοχείς 7TM (υποδοχείς συζευγμένους με πρωτεΐνη G) στη μεμβράνη των λιποκυττάρων, οι οποίοι ενεργοποιούν την αδενυλική κυκλάση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα αυξημένη παραγωγή cAMP, η οποία ενεργοποιεί την PKA και οδηγεί σε αυξημένο ρυθμό λιπόλυσης. Παρά τη λιπολυτική δράση της γλυκαγόνης (η οποία διεγείρει επίσης την PKA) in vitro, ο ρόλος της γλυκαγόνης στη λιπόλυση in vivo αμφισβητείται.
Η ινσουλίνη αντιρυθμίζει αυτή την αύξηση της λιπόλυσης όταν δεσμεύεται στους υποδοχείς ινσουλίνης στη μεμβράνη των λιποκυττάρων. Οι υποδοχείς ινσουλίνης ενεργοποιούν υποστρώματα υποδοχέων που μοιάζουν με ινσουλίνη. Αυτά τα υποστρώματα ενεργοποιούν τις 3-κινάσες της φωσφατιδυλοϊνοσιτόλης (phosphoinositide 3-kinases, ΡΙ-3Κ) που στη συνέχεια φωσφορυλιώνουν την πρωτεϊνική κινάση Β (protein kinase B, ΡΚΒ) (γνωστή και ως Akt). Η ΡΚΒ στη συνέχεια φωσφορυλιώνει τη 3 φωσφοδιεστεράση Β (PD3B), η οποία στη συνέχεια μετατρέπει το cAMP που παράγεται από την αδενυλική κυκλάση σε 5'AMP. Η προκύπτουσα επαγόμενη από την ινσουλίνη μείωση στα επίπεδα cAMP μειώνει τον ρυθμό της λιπόλυσης.
Η ινσουλίνη δρα επίσης στον εγκέφαλο στον μεσοβασικό υποθάλαμο. Εκεί, καταστέλλει τη λιπόλυση και μειώνει την εκροή του συμπαθητικού νεύρου στο λιπαρό μέρος της εγκεφαλικής ύλης. Η ρύθμιση αυτής της διαδικασίας περιλαμβάνει αλληλεπιδράσεις μεταξύ των υποδοχέων ινσουλίνης και των γαγγλιοζιτών που υπάρχουν στον νευρωνική κυτταρική μεμβράνη.

Στο αίμα
Τα τριγλυκερίδια μεταφέρονται μέσω του αίματος στους κατάλληλους ιστούς (λιπώδη, μυικό, κ.λπ.) από λιποπρωτεΐνες, όπως οι λιποπρωτεΐνες πολύ χαμηλής πυκνότητας (Very-Low-Density-Lipoproteins, VLDL) ]). Τα τριγλυκερίδια που υπάρχουν στο VLDL υφίστανται λιπόλυση από τις κυτταρικές λιπάσες των ιστών-στόχων, η οποία αποδίδει γλυκερόλη και ελεύθερα λιπαρά οξέα. Τα ελεύθερα λιπαρά οξέα που απελευθερώνονται στο αίμα στη συνέχεια διατίθενται για κυτταρική πρόσληψη. Τα ελεύθερα λιπαρά οξέα που δεν προσλαμβάνονται αμέσως από τα κύτταρα μπορεί να συνδεθούν με τη λευκωματίνη για μεταφορά στους περιβάλλοντες ιστούς που απαιτούν ενέργεια. Η λευκωματίνη ορού είναι ο κύριος φορέας ελεύθερων λιπαρών οξέων στο αίμα.Tom Brody, Nutritional Biochemistry, (Academic Press, 2nd edition 1999), 215-216. 
Η γλυκερίνη εισέρχεται επίσης στην κυκλοφορία του αίματος και απορροφάται από το ήπαρ ή το νεφρό όπου μετατρέπεται σε 3-φωσφορική γλυκερόλη από το ένζυμο κινάση της γλυκερόλης. Η ηπατική 3-φωσφορική γλυκερόλη μετατρέπεται κυρίως σε φωσφορική διϋδροξυακετόνη (dihydroxyacetonephosphate, DHAP) και στη συνέχεια σε 3-φωσφορική γλυκεραλδεΰδη (GA3P) για να επανενώσει την οδό της γλυκόλυσης και της γλυκονεογένεσης. 

 Λιπογένεση 
Ενώ η λιπόλυση είναι υδρόλυση του τριγλυκεριδίου (η διαδικασία με την οποία διασπώνται τα τριγλυκερίδια), η εστεροποίηση είναι η διαδικασία με την οποία σχηματίζονται τα τριγλυκερίδια. Η εστεροποίηση και η λιπόλυση είναι, στην ουσία, αντίστροφες μεταξύ τους.

 Ιατρικές διαδικασίες 
Η φυσική λιπόλυση περιλαμβάνει την καταστροφή των λιποκυττάρων που περιέχουν τα σταγονίδια λίπους και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέρος των διαδικασιών αισθητικής περιγράμματος του σώματος. Επί του παρόντος, υπάρχουν τέσσερις κύριες μη επεμβατικές τεχνικές περιγράμματος του σώματος στην αισθητική ιατρική για τη μείωση του εντοπισμένου υποδόριου λιπώδη ιστού επιπλέον της τυπικής ελάχιστα επεμβατικής λιποαναρρόφησης: θεραπεία με λέιζερ χαμηλής ισχύος (low-level laser therapy, LLLT), κρυολιπόλυση, ραδιοσυχνότητα (radio frequency, RF) και εστιασμένος υπέρηχος υψηλής έντασης (high-intensity focused ultrasound, HIFU). Ωστόσο, είναι λιγότερο αποτελεσματικές με μικρότερης διάρκειας οφέλη και μπορούν να αφαιρέσουν σημαντικά μικρότερες ποσότητες λίπους σε σύγκριση με την παραδοσιακή χειρουργική λιποαναρρόφηση ή λιπεκτομή. Όμως, μελλοντικές εξελίξεις φαρμάκων μπορούν ενδεχομένως να συνδυαστούν με μικρότερες διαδικασίες για να αυξήσουν το αποτέλεσμα.

Παραπομπές

Κατηγορία:Λιπαρά οξέα
Κατηγορία:Ηπατολογία
Κατηγορία:Μεταβολισμός