EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

Fettverdauung – Aktivierung der Fettsäuren – β -Oxidation 286 286 10.3 Fettstoffwechsel Fettverdauung Die Fettverdauung erfolgt hauptsächlich im Dünndarm. Dort werden die was- serunlöslichen Fette zuerst durch die Gallenflüssigkeit emulgiert, um einen Angriff der fettspaltenden Enzyme, der Lipasen, zu ermöglichen. Dazu müssen die Fette flüssig vorliegen. Fette mit einem Schmelzpunkt über Körpertempe- ratur werden nur sehr unvollständig verwertet. Die Lipasen zerlegen die Fette in zwei Fettsäuren und ein Monoglyceridmolekül. Die in den Organismus aufge- nommenen Spaltprodukte werden erneut verestert und durch die Lymphe und das Blut transportiert. In Leber und den Fettzellen werden sie als Depotfett gelagert oder in den Zellen zur Energiegewinnung abgebaut. Hier wird nur der Abbau der Fettsäuren besprochen. Das beim Fettabbau abgespaltene Glycerol wird gemeinsam mit den Kohlenhydraten abgebaut und verwertet (Kap. 10.4). Aktivierung Da freie Fettsäuren und ihre Salze nur sehr wenig reaktionsfähig sind, werden sie durch Umwandlung in das Fettsäure-Coenzym A aktiviert. Diese Reaktion muss erzwungen werden und „kostet“ 2 Moleküle ATP (Abb. 286–2). Nach der Aktivierung, die pro Fettsäure nur einmal erforderlich ist, laufen die Reaktio- nen freiwillig ab. Die Aktivierung geschieht im Cytosol. β -Oxidation Die β -Oxidation erfolgt in den Zellen an den Mitochondrien, den „Kraftwerken“ der Zelle. Die aktivierten Fettsäuren werden dazu enzymatisch durch die Mitochon- drienmembran geschleust. Die β -Oxidation läuft in vier Reaktionsschritten ab. c 1. Bildung einer ungesättigten Fettsäure – Oxidation mit FAD Das Fettsäure-Coenzym A wird nun von FAD oxidiert. Dabei werden 2 Wasserstoff-Atome abgespalten, die als FADH 2 für die weitere Verwer- tung zur Verfügung stehen. Dadurch entsteht eine aktivierte, ungesättigte Fettsäure mit der Doppelbindung in E-Form ab dem C 2 . c 2. Addition von Wasser An diese Doppelbindung wird Wasser addiert, was zu einer aktivierten 3-Hydroxy-Fettsäure führt. c 3. Oxidation der Hydroxy-Gruppe mit NAD + Die aktivierte β -Hydroxy-Fettsäure wird nun von einem NAD + an der OH- Gruppe unter Wasserstoffabspaltung oxidiert. Der gesamte Abbauweg wird daher β -Oxidation genannt. Aus dem sekundären Alkohol wird dabei ein Keton. Es entsteht eine aktivierte β -Keto-Fettsäure. Dabei wird ein NADH . H + für die weitere Verwertung im Organismus gewonnen. Abb. 286–1: Der Weg des Fetts bis in die Zelle Gallensalze Lipasen 1. Wiederherstellung der Triglyceride 2. Umhüllung mit Transportprotein Zelle Spaltung „Aktivierung“ Coenzym A Mitochondrium Abb. 286–2: Aktivierung der Fettsäure für den Abbau R C O S CoA R C O S CoA FAD FADH 2 R C O S CoA R C O S CoA O H H O H R C O S CoA O R C O S CoA O H NAD + NADH.H + Salz der Fettsäure aktivierte Fettsäure Coenzym A R C O CoA S O C R O S O H H CoA PPP Adenosin P P P Adenosin Adenosin P P Adenosin P P ATP AMP ADP PPP Adenosin Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv