Липолиз / l ɪ ˈ p ɒ l ɪ s ɪ s / представляет собой метаболический путь , посредством которого липидные триглицериды гидролизуются в глицерин и свободные жирные кислоты . Он используется для мобилизации накопленной энергии во время голодания или физических упражнений и обычно возникает в жировых адипоцитах . Наиболее важным регуляторным гормоном липолиза является инсулин ; липолиз может произойти только тогда, когда действие инсулина падает до низкого уровня, как это происходит во время голодания. Другие гормоны, влияющие на липолиз, включают лептин , [1] глюкагон , [2] адреналин , норадреналин , гормон роста , предсердный натрийуретический пептид , мозговой натрийуретический пептид и кортизол . [3]
В организме запасы жира называются жировой тканью . В этих областях внутриклеточные триглицериды хранятся в цитоплазматических липидных каплях . Когда ферменты липазы фосфорилируются, они могут получить доступ к липидным каплям и посредством нескольких стадий гидролиза расщеплять триглицериды на жирные кислоты и глицерин. Каждый этап гидролиза приводит к удалению одной жирной кислоты. Первый этап и лимитирующий скорость липолиза осуществляется жировой триглицеридлипазой (ATGL). Этот фермент катализирует гидролиз триацилглицерина до диацилглицерина . Впоследствии гормон-чувствительная липаза (HSL) катализирует гидролиз диацилглицерина до моноацилглицерина, а моноацилглицерин липаза (MGL) катализирует гидролиз моноацилглицерина до глицерина . [4]
Перилипин 1А является ключевым белком-регулятором липолиза в жировой ткани. Этот белок, связанный с липидными каплями, при деактивации предотвращает взаимодействие липаз с триглицеридами в липидных каплях и захватывает коактиватор ATGL, сравнительную идентификацию гена 58 (CGI-58) (также известный как ABHD5 ). Когда перилипин 1А фосфорилируется с помощью PKA, он высвобождает CGI-58 и ускоряет пристыковку фосфорилированных липаз к липидной капле. [5] CGI-58 может быть дополнительно фосфорилирован с помощью PKA, чтобы способствовать его распространению в цитоплазме. В цитоплазме CGI-58 может коактивировать ATGL. [6] На активность ATGL также влияет негативный регулятор липолиза, ген переключения G0/G1 2 (G0S2). При экспрессии G0S2 действует как конкурентный ингибитор связывания CGI-58. [7] Жироспецифичный белок 27 (FSP-27) (он же CIDEC) также является негативным регулятором липолиза. Экспрессия FSP-27 отрицательно коррелирует с уровнями мРНК ATGL. [8]
Липолиз можно регулировать посредством связывания цАМФ и активации протеинкиназы А (ПКА). PKA может фосфорилировать липазы, перилипин 1A и CGI-58, увеличивая скорость липолиза. Катехоламины связываются с рецепторами 7TM (рецепторами, связанными с G-белком) на клеточной мембране адипоцитов, которые активируют аденилатциклазу . Это приводит к увеличению выработки цАМФ, который активирует ПКА и приводит к увеличению скорости липолиза. Несмотря на липолитическую активность глюкагона (которая также стимулирует ПКА) in vitro , роль глюкагона в липолизе in vivo оспаривается. [9]
Инсулин противодействует этому усилению липолиза, когда он связывается с рецепторами инсулина на клеточной мембране адипоцитов. Рецепторы инсулина активируют субстраты инсулиноподобных рецепторов. Эти субстраты активируют фосфоинозитид-3-киназы (PI-3K), которые затем фосфорилируют протеинкиназу B (PKB) (также известную как Akt). PKB впоследствии фосфорилирует фосфодиэстеразу 3 B (PD3B), которая затем превращает цАМФ, продуцируемый аденилатциклазой, в 5'АМФ. В результате вызванное инсулином снижение уровня цАМФ снижает скорость липолиза. [10]
Инсулин также действует в мозге, в медиобазальном гипоталамусе . Там он подавляет липолиз и уменьшает симпатический нервный отток в жировую часть вещества мозга . [11] Регуляция этого процесса включает взаимодействие между рецепторами инсулина и ганглиозидами , присутствующими в мембране нейрональных клеток . [12]
Триглицериды транспортируются через кровь в соответствующие ткани ( жировую , мышечную и т. д.) с помощью липопротеинов , таких как липопротеины очень низкой плотности ( ЛПОНП ). Триглицериды, присутствующие в ЛПОНП, подвергаются липолизу клеточными липазами тканей-мишеней, в результате чего образуются глицерин и свободные жирные кислоты . Свободные жирные кислоты, попадающие в кровь, затем доступны для клеточного поглощения. [13] [ собственный источник? ] Свободные жирные кислоты, которые не сразу усваиваются клетками, могут связываться с альбумином для транспортировки в окружающие ткани, которым требуется энергия. Сывороточный альбумин является основным переносчиком свободных жирных кислот в крови. [14]
Глицерин также попадает в кровоток и всасывается в печени или почках , где под действием фермента глицеринкиназы он превращается в глицерин-3-фосфат . Печеночный глицерин-3-фосфат превращается в основном в дигидроксиацетонфосфат (DHAP), а затем в глицеральдегид-3-фосфат (GA3P), чтобы снова присоединиться к пути гликолиза и глюконеогенеза . [ нужна цитата ]
В то время как липолиз — это гидролиз триглицеридов (процесс расщепления триглицеридов), этерификация — это процесс образования триглицеридов. Этерификация и липолиз, по сути, являются инверсией друг друга. [15]
Физический липолиз включает разрушение жировых клеток, содержащих жировые капли, и может использоваться как часть косметических процедур по коррекции фигуры. В настоящее время в эстетической медицине существуют четыре основных неинвазивных метода контурной пластики тела для уменьшения локализованной подкожной жировой ткани в дополнение к стандартной минимально инвазивной липосакции: низкоинтенсивная лазерная терапия (НИЛТ), криолиполиз , радиочастотный (РЧ) и высокоинтенсивный фокусированный метод. УЗИ (HIFU). [16] [17] Однако они менее эффективны, имеют более короткий эффект и могут удалить значительно меньшее количество жира по сравнению с традиционной хирургической липосакцией или липэктомией. Однако будущие разработки лекарств потенциально могут быть объединены с более мелкими процедурами для усиления результата. [ нужна цитата ]