1 ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΙΙ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ 17 Η ΛΙΠΟΣΥΝΘΕΣΗ ΚΑΙ ΛΙΠΟΔΙΑΣΠΑΣΗ

2 Το πλάσμα μετά τη λήψη τροφής

3 Η πορεία του λίπους πρός τους ιστούς ΑΛΒΟΥΜΙΝΗ

4 Λίπος και μεταβολισμός των μακροθρεπτικών

5 Ο καταβολισμός των μακροθρεπτικών

6 Η τύχη της γλυκερόλης

7 Μεταφορά των λιπαρών οξέων στα μιτοχόνδρια

8 Η καρνιτίνη και ο ρόλος της

9 Η β-οξείδωση στα κορεσμένα FFA

10 Η ενεργειακή απόδοση της β-οξείδωσης Ενεργειακή απόδοση. Η απόδοση ATP για κάθε κύκλο οξείδωσης είναι 14 ATP, υπολογιζόμενα ως ακολούθως: 1 FADH2 x 1,5 ATP = 1,5 ATP 1 NADH x 2,5 ATP = 2,5 ATP 1 acetyl CoA x 10 ATP = 10 ATP Για παράδειγμα, η απόδοση του παλμιτικού (16:0) είναι: 7 ή [(Ν-1 διά 2)] άνθρακες FADH2 x 1,5 ATP= 10,5 ATP 7 ή [(Ν-1 διά 2)] άνθρακες NADH x 2,5 ATP = 17,5 ATP 8 (Ν άνθρακες διά 2) acetyl CoA x 10 ATP = 80 ATP ATP που χρησιμοποιήθηκαν για την ενεργοποίηση του λιπαρού οξέος ώστε να εισέλθει στα μιτοχόνδρια = - 2 Σύνολο: 10,5ATP +17,5 ATP+80 ATP–2 ATP= 106 ATP

11 Ασιτία, διαβήτης, κετονοσώματα ETC: electron transport chain, αναπνευστική αλυσίδα

12 Ασιτία, διαβήτης, κετονοσώματα Στην περίπτωση των διαβητικών, λόγω μη δυνατότητας χρησιμοποίησης της γλυκόζης ομαλά, ο οργανισμός για να καλύψει τις ανάγκες σε γλυκόζη ξεκινά τη γλυκονεογένεση, χρησιμοποιώντας για το λόγο αυτό πρωτίστως το οξαλοξικό οξύ. Η διεργασία της γλυκονεογένεσης ξεκινά πολύ νωρίς –γιατί ο οργανισμός έχει απόλυτη ανάγκη γλυκόζης (ιδιαίτερα ο εγκέφαλος που τη χρησιμοποιεί σαν το μόνο καύσιμο), –τα αποθέματα γλυκογόνου στο ήπαρ καλύπτουν τις ανάγκες του για λίγες μόνο ώρες. Επειδή όμως χρησιμοποιείται το οξαλοξικό στην γλυκονεογένεση, η ποσότητά του δεν επαρκεί και για να εκπληρώσει το ρόλο του στον κύκλο του Krebs.

13 Ασιτία, διαβήτης, κετονοσώματα-1 Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να μην παράγεται ενέργεια, με τους απαραίτητους ρυθμούς, από τον κύκλο του Krebs, με καύση του ακετυλο-CοA μέσα από τον κύκλο του Krebs. Για την παραγωγή ενέργειας, επιταχύνεται η β- οξείδωση, αλλά τότε ελαττώνεται η συγκέντρωση του CοASH, οπότε ευνοούνται πορείες όπως αυτές που είναι γνωστές σαν κύκλος Lynen. Με τις πορείες αυτές εξοικονομείται μεν CοASH, αλλά παράγονται κετονικά σώματα (ακετοξικό, β- υδροξυ-βουτυρικό και ακετόνη)

14 Ασιτία, διαβήτης, κετονοσώματα-2

15 Τα κετονοσώματα μετατρέπονται σε AcCoA και αξιοποιούνται στους μύες, την καρδιά και τον εγκέφαλο

16 Σύνθεση λιπαρών οξέων Λιποσύνθεση - Λιποδιάσπαση

17 Ομοιότητες οξείδωσης και σύνθεσης λιπαρών οξέων

18 Βιοσύνθεση ακόρεστων λιπαρών οξέων

19 Η βιοσύνθεση μέχρι το 18:1 γίνεται στο κυτταρόπλασμα

20 Τα θηλαστικά μετατρέπουν το λινολεϊκό οξύ σε αραχιδονικό, στις μεμβράνες

21 Παράγοντες που επιδρούν στην λιποσύνθεση, λιποδιάσπαση: Ινσουλίνη, αδρεναλίνη, γλυκαγόνη, καφεΐνη, θεοφυλλίνη

22 Παράγοντες που επιδρούν στην λιποσύνθεση, λιποδιάσπαση: καφεΐνη, θεοφυλλίνη

23 Η συμπαθομιμητική δράση της καφεΐνης αυξάνει και το βασικό μεταβολισμό DA: dopamine, NA: noradrenaline

24 Η επίδραση της δίαιτας στη λιποσύνθεση Μέσω της γλυκαγόνης και του μηχανισμού της διέγερσης γλυκονεογένεσης: Δίαιτες πλούσιες σε υδατάνθρακες και φτωχές σε λίπος πυροδοτούν την λιποσύνθεση, ενώ η νηστεία και δίαιτες «κετογονικές», γενικά την μειώνουν. Η επίδραση γίνεται και μέσω του πολυμερισμού και ενεργοποίησης της καρβοξυλάσης του Ac-CoA.

25 Η επίδραση της δίαιτας στη λιποσύνθεση

26 Τα κορεσμένα λιπαρά συντίθενται από την επαναλαμβανόμενη προσθήκη μονάδων δύο ατόμων άνθρακα, που προέρχονται από το ακετυλο-CoA. Ο δότης δύο ατόμων άνθρακα είναι το μηλονυλο-CoA, το οποίο προέρχεται από την καρβοξυλίωση του ακέτυλο-CoA. Στο σχηματισμό των λιπαρών οξέων συμμετέχει ένα πολυενζυμικό σύμπλεγμα που λέγεται συνθάση των λιπαρών οξέων. Καθόλη τη διάρκεια της βιοσύνθεσης, η επιμηκυνόμενη αλυσίδα του λιπαρού οξέως παραμένει συνδεδεμένη μια μικρή πρωτεΐνη, το πρωτεϊνικό ακυλομεταφορέα (ACP). Τα τελικά προϊόντα της σύνθεσης είναι συνήθως ένα μείγμα παλμιτικού και στεαρικού οξέως. Με αυτό τον τρόπο κατασκευάζονται λιπαρά οξέα μέχρι και 18 ανθράκων. Η σύνθεση μεγαλύτερων λιπιδικών αλυσίδων γίνεται στο ενδοπλασματικό δίκτυο.

27 Λιπώδης ιστός

28 Λιπώδης ή αδιπώδης ιστός

29 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΥΠΟΔΟΡΙΟΥ ΛΙΠΩΔΟΥΣ ΙΣΤΟΥ Πέντε είναι οι κυριότερες λειτουργίες του υποδορίου λιπώδους ιστού: 1. Η θερμομόνωση του ανθρώπινου οργανισμού. 2. Η πρόσληψη, σύνθεση, εναποθήκευση και κινητοποίηση λίπους, δηλαδή τριγλυκεριδίων. 3. Η παροχή ενέργειας σε παρατεινόμενες συνθήκες μειωμένης πρόσληψης τροφής. 4. Η απορρόφηση κραδασμών του περιβάλλοντος. 5. Η μηχανική διευκόλυνση των κινήσεων του δέρματος επί των υποκειμένων ιστών.

30 ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΛΙΠΩΔΟΥΣ ΙΣΤΟΥ Το % του σωματικού βάρους του ενήλικα άνδρα και το % της ενήλικης γυναίκας αποτελούνται από λίπος. Δύο είναι οι τύποι του λιπώδους ιστού: ο λευκός και ο φαιός. Ο Πίνακας παρουσιάζει τις διαφορές τους.

31 Λευκός λιπώδης ιστός – Καστανός λιπώδης ιστός Το καστανό λίπος είναι ιδιαίτερα σημαντικό στα νεογνά, τα μικρά θηλαστικά στα κρύα περιβάλλοντα, και τα ζώα που πέφτουν σε χειμερία νάρκη, επειδή έχει τη δυνατότητα να απελευθερώσει την αποθηκευμένη ενέργεια ως θερμότητα

32 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΛΙΠΟΚΥΤΤΑΡΟΥ Προσλαμβάνει συστατικά για τη σύνθεση τριγλυκεριδίων: 1. Χυλομικρά της κυκλοφορίας, που προκύπτουν από την απορρόφηση, διάσπαση και επανασύνθεση των τριγλυκεριδίων στο επίπεδο του λαχνωτού επιθηλίου του λεπτού εντέρου. Aπαραίτητη είναι η δράση της λιποπρωτεϊνικής λιπάσης, που διασπά τα χυλομικρά σε γλυκερόλη και λιπαρά οξέα, που προσλαμβάνει το λιποκύτταρο. 2. Γλυκόζη από τη διάσπαση των CHO της τροφής. 3. Αμινοξέα από τη διάσπαση των PRT της τροφής.

33 Συνθέτει λίπος (τριγλυκερίδια) Η σύνθεση γίνεται, σε μεγάλο βαθμό, από τα προσλαμβανόμενα λιπαρά οξέα και την ενδογενή φωσφορική γλυκερόλη. Η προσλαμβανόμενη γλυκερόλη δε χρησιμοποιείται, επειδή το λιποκύτταρο δε διαθέτει κινάση της γλυκερόλης, άρα εξαρτάται από την προσλαμβανόμενη γλυκόζη για να συνθέσει φωσφορική γλυκερόλη. Η σύνθεση των τριγλυκεριδίων γίνεται -αν και σε μικρότερο βαθμό- και από προϊόντα ενδοκυττάριας διάσπασης των αμινοξέων και της γλυκόζης.

34 Η «τροφοδοσία» του αποθηκευτικού λιπώδους ιστού Λήψη τροφής...

35 ΟΙ ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ ΚΥΡΙΑ ΠΗΓΗ ΛΙΠΟΣΥΝΘΕΣΗΣ

36 Λειτουργίες λευκού λιπώδους ιστού Διασπά τριγλυκερίδια (λιπόλυση) Υπό την επίδραση της επινεφρίνης, της νορεπινεφρίνης και ορμονών του φύλου (κυρίως των οιστρογόνων), που αποτελούν τις βασικότερες «λιπολυτικές» ορμόνες. Συνθήκες μειωμένης πρόσληψης τροφής Σε αυτές τις περιπτώσεις κινητοποιείται μηχανισμός: 1. Αύξησης των επιπέδων της επινεφρίνης στην κυκλοφορία.

37 Λειτουργίες λευκού λιπώδους ιστού-1 2. Ενεργοποίησης των αδρενεργικών υποδοχέων του λιποκυττάρου. 3. Ενεργοποίησης της ιστικής λιπάσης του λιποκυττάρου, μέσω αύξησης του c–AMP. 4. Ακόλουθης διάσπασης τριγλυκεριδίων του λιποκυττάρου. 5. Ποσοστό των παραγομένων λιπαρών οξέων διοχετεύεται ως «καύσιμο» στην κυκλοφορία.

38 ΠΑΧΥΣΑΡΚΙΑ Όταν ο οργανισμός προσλαμβάνει με την τροφή περισσότερες θερμίδες από όσες καταναλίσκει, τότε αυξάνει υπερβολικά ο λιπώδης ιστός και κατ’ επέκταση το συνολικό βάρος του οργανισμού. H υπερβολική αυτή αύξηση του λιπώδους ιστού ορίζεται σαν παχυσαρκία (obesity). Σαν παχύσαρκα θεωρούνται τα άτομα που έχουν βάρος πάνω από το 20% του κανονικού ή που το ποσοστό του λιπώδους ιστού υπερβαίνει το 20% του βάρους του σώματος.

39 Υπερπλαστική ↔ Υπερτροφική παχυσαρκία

40 Παχυσαρκία Η παχυσαρκία οφείλεται σε κληρονομικότητα, σε διαταραχές των ενδοκρινών αδένων, σε βλάβη στον υποθάλαμο (κέντρα πείνας, κορεσμού), στην κακή διατροφή, σε ψυχολογικούς παράγοντες κλπ. Συνήθως, κύριες αιτίες είναι η κληρονομικότητα και η πολυφαγία. Όταν ένας από τους γονείς είναι παχύσαρκος, τα παιδιά έχουν 30-50% πιθανότητα να γίνουν παχύσαρκα και 70-80% όταν είναι και οι δύο γονείς παχύσαρκοι. H παχυσαρκία σχετίζεται με τη διατροφή των πρώτων ετών ή των πρώτων μηνών της ζωής του ανθρώπου. Τα κύτταρα του λιπώδους ιστού πολλαπλασιάζονται στην παιδική και εφηβική ηλικία.

41 Επιπτώσεις της παχυσαρκίας Η παχυσαρκία πέρα από τα γνωστά προβλήματα υγείας των οποίων την εμφάνιση προκαλεί ή επιταχύνει, όπως τα καρδιο-κυκλοφορικά νοσήματα, η υπέρταση και ο διαβήτης, αυξάνει και την επίπτωση του μεταβολικού συνδρόμου που χαρακτηρίζεται από αύξηση της περιμέτρου της μέσης, αύξηση σακχάρου και τριγλυκεριδίων του αίματος και υπέρταση. Περισσότερο από το 40% των ενηλίκων πάνω από την ηλικία των 60 ετών εμφανίζουν μεταβολικό σύνδρομο που αυξάνει την πιθανότητα για εγκεφαλικά και έμφραγμα του μυοκαρδίου 3-4 φορές.

42 Προστασία από τα οιστρογόνα στο γυναικείο φύλο

43 Σπλαχνικό λίπος: Ο ρόλος του φύλου Δράση των οιστρογόνων Στη μήτρα, στον κόλπο, στους μαστούς κατά τον ωοθηκικό κύκλο. Στη «θηλυκή» διαμόρφωση του γυναικείου σώματος. Στη ρύθμιση των ηλεκτρολυτών. Στη σύγκλειση της αυξητικής ζώνης στις επιφύσεις. Στον ψυχισμό. Ελαττώνουν την αποθήκευση λίπους. Μειώνουν τη μυϊκή μάζα.

44 Σπλαχνικό λίπος: Ο ρόλος του φύλου Δράση των οιστρογόνων Διεγείρουν τον σχηματισμό οστών Ελαττώνουν την κινητικότητα του εντέρου. Αυξάνουν τα χολικά άλατα στη χολή. Προάγουν τη λειτουργία των πνευμόνων με συντήρηση των κυψελίδων. Αυξάνουν τα επίπεδα της GH και της κορτιζόλης.

45

46

47 Σημαντικές δράσεις οιστρογόνων Αγγειοδιασταλτική δράση (ΝΟ). Προστασία κατά της αθηρωμάτωσης. Αύξηση της HDL και ελάττωση της LDL. Αυξάνει η αντιθρομβίνη-ΙΙΙ.

48 Παχυσαρκία και λιποδυστροφία

49 Classification BMI (kg/m 2 ) Risk Underweight <18.5Increased Normal 18.5–24.9 Normal Overweight 25.0–29.9 Increased Obese I 30.0–34.9 High II 35.0–39.9 Very high III  40 Extremely high Additional risks: Large waist circumference (men >102 cm in; women > 88 cm) 5 kg or more weight gain since age 18–20 y Poor aerobic fitness Specific races and ethnic groups BMI-Associated Disease Risk Clinical Guidelines on the Identification, Evaluation, and Treatment of Overweight and Obesity in Adults—The Evidence Report. Obes Res 1998;6(suppl 2).

50

51

52

53 Λιποδυστροφία και Λιποατροφία Λιποδυστροφία λέγεται η μη ομαλή κατανομή λίπους στο σώμα. Συνήθως σημαίνει αύξηση του λίπους σε ορισμένες περιοχές και απώλεια λίπους από άλλες. Μπορεί να εμφανιστούν: α) αύξηση λίπους στον αυχένα, την κοιλιά, το στήθος και κάποια εσωτερικά όργανα, κυρίως συκώτι (σημείο μεταβολικού προβλήματος) και καρδιά· β) απώλεια λίπους στα μάγουλα, τους γλουτούς, τα χέρια και τα πόδια. Η απώλεια λίπους ονομάζεται και λιποατροφία.

54 Λιποδυστροφία

55 Σπλαχνικό λίπος Το σπλαχνικό λίπος, μπορεί να χαρακτηρισθεί ως ένας δείκτης και παράγοντας κινδύνου πολλών μεταβολικών διαταραχών και ασθενειών, όπως είναι για παράδειγμα η αντίσταση στην ινσουλίνη, η υπεργλυκαιμία, η υπερινσουλιναιμία, η υπερτριγλυ- κεριδαιμία, η υπερλιπιδαιμία, η δυσλιπιδαιμία, ο σακχαρώδης διαβήτης, η υπέρταση, τα καρδιαγγειακά και εγκεφαλικά επεισόδια, η υπνική άπνοια ακόμα και ορισμένες μορφές καρκίνου.

56 Η διαθεσιμότητα των FFA αυξάνει όπως αυξάνει το σπλαχνικό λίπος: Συνέπειες J Clin Invest June 1; 113(11): 1582–1588.

57 Σπλαχνικό λίπος Το σημαντικότερο αίτιο αύξησης της συγκεκριμένης μορφής λίπους είναι το υπερβάλλον βάρος. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλες περιπτώσεις συσσώρευσης λίπους στην κοιλιακή χώρα, όπως το σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών, η εμμηνόπαυση, η προχωρημένη ηλικία, η κατάθλιψη, το κάπνισμα, η υπερβολική κατανάλωση αλκοόλ, οι ορμονικές διαταραχές, το υπερβολικό άγχος, η καθιστική ζωή, η μη ισορροπημένη διατροφή και οι συχνές αυξομειώσεις του σωματικού βάρους.

58 Το σπλαχνικό λίπος συντίθεται και διασπάται πρώτο: Συνέπειες Intraabdominal adipose area (red) with (top) and without (bottom) excluding intracolonic pixels.

59 Κορτιζόλη – Κορτιζόνη και σπλαχνικό λίπος

60 Υδροκορτιζόνη και κορτιζόλη Η κορτιζόλη είναι ορμόνη, το κύριο φυσικό γλυκοκορτικοειδές που συντίθεται από τον φλοιό των επινεφριδίων. Η δραστική της μορφή είναι η υδροκορτιζόνη. Στην πραγματικότητα, συνήθως οι δύο όροι (κορτιζόλη και υδροκορτιζόνη) αναγνωρίζονται ως ταυτόσημοι και διακρίνονται μόνο από την κοινή χρήση τους στην ιατρική (υδροκορτιζόνη) και στη βιοχημεία (κορτιζόλη). Η κορτιζόλη συντίθεται στη φλοιώδη μοίρα των επινεφριδίων και είναι αδρανής μέχρι να μετατραπεί στη δραστική υδροκορτιζόνη. Ο χημικός τύπος της τελευταίας είναι: C 21 H 30 O 5.

61

62 Κορτιζόλη Προκαλεί απώλεια μυϊκής μάζας, εναπόθεση λίπους, υπεργλυκαιμία, αντίσταση στην ινσουλίνη, οστεοπόρωση, καταστολή της ανοσολογικής αντίδρασης και ελαττωμένη παραγωγή συνδετικού ιστού που μπορεί να οδηγήσει σε φτωχή επούλωση τραυμάτων. Σε υψηλές συγκεντρώσεις εμφανίζει αλατοκορτικοειδή δράση, προκαλώντας κατακράτηση ιόντων νατρίου και απέκκριση ιόντων καλίου από τους νεφρούς.

63 ΤΟ ΗΠΑΡ ΚΑΙ Ο ΛΙΠΩΔΗΣ ΙΣΤΟΣ ΜΕΤΑΤΡΕΠΕΙ ΤΗΝ ΚΟΡΤΙΖΟΝΗ ΞΑΝΑ ΣΕ ΚΟΡΤΙΖΟΛΗ

64 Και το λίπος παράγει κορτιζόλη Η κορτιζόλη διεγείρει ένζυμα στα κύτταρα λίπους, το οποίο μετατρέπει την κορτιζόνη σε κορτιζόλη. Τα ένζυμα αυτά (11β-HSD1) βρίσκονται κυρίως στα κύτταρα της κοιλιακής περιοχής, όπου η συσσώρευση κοιλιακού λίπους αποτελεί συστηματικό παράγοντα κινδύνου για αντίσταση στην ινσουλίνη και μεταβολικό σύνδρομο.

65

66