Betaoxidace

Beta-oxidace je soubor enzymatických reakcí, při kterých se mastné kyseliny štěpí na acetyl‑CoA. Hlavní místo děje je mitochondrie; u velmi dlouhých řetězců se část procesu děje také v peroxisomech. Beta‑oxidace je klíčovým zdrojem energie z tuků, zejména během hladovění a vysoce energeticky náročných stavů.

Nejprve se mastná kyselina aktivuje na acyl‑CoA v cytosolu enzymem acyl‑CoA syntetázou. Acyl‑CoA pak vstupuje do mitochondrií prostřednictvím karnitinového shuttlu: CPTI převádí acyl‑CoA na acylkarnitin, který projde membránou, a v matrix se znovu mění na acyl‑CoA CPTII.

V matrxi mitochondrií probíhá samotný cyklus beta‑oxidace ve čtyřech krocích: 1) dehydrogenace acyl‑CoA na trans‑enoyl‑CoA s tvorbou FADH2; 2) hydratace na 3‑hydroxyacyl‑CoA; 3) dehydrogenace na 3‑ketoacyl‑CoA s tvorbou NADH; 4) thiololytické štěpení, při němž se acyl‑CoA rozdělí na acetyl‑CoA a kratší acyl‑CoA o dva uhlíky. Cyklus se opakuje, dokud nezůstane jen acetyl‑CoA.

U nasycených řetězců s dlouhým uhlíkovým řetězcem odpovídá počet cyklů (n/2)−1. Z palmitátu (C16) se tedy získá přibližně 8 acetyl‑CoA, 7 FADH2 a 7 NADH; po započtení počáteční aktivace acyl‑CoA jsou čisté energetické výnosy přibližně 100–110 ATP. U řetězců s jinou délkou se výtěžek odvíjí od jejich délky.

Regulace zahrnuje malonyl‑CoA, který inhibuje CPTI a omezuje vstup mastných kyselin do mitochondrií. Beta‑oxidace se aktivuje při hladu a působí spolu s ketogeneze; během některých poruch vznikají deficity CPTI, CPTII nebo dehydrogenáz, což vede k metabolickým poruchám.

Beta‑oxidace slouží k efektivní mobilizaci tukových zásob a dodávce acetyl‑CoA pro energii a ketogenezi.