Fettsäurebildung

Fettsäurebildung, auch Lipogenese genannt, ist der zelluläre Prozess der Herstellung von Fettsäuren, der überwiegend im Zytosol von Leber- und Fettgewebe stattfindet. Ausgangspunkt ist Acetyl-CoA, das aus Kohlenhydraten und anderen Akzeptoren stammt. Da Acetyl-CoA das Mitochondrium nicht direkt verlassen kann, wird es über das Citrat-Shuttle in den Zytosol transportiert, wo es in Malonyl-CoA umgewandelt wird.

Der Schlüsselschritt der Regulation wird von Acetyl-CoA-Carboxylase (ACC) katalysiert, die Acetyl-CoA zu Malonyl-CoA carboxyliert. ACC ist der geschwindigkeitsbestimmende, allosterisch regulierte Schritt der Lipogenese. Malonyl-CoA dient als zweites Aktivierungsmolekül und als 2‑Kohlenstoff-Einheit für die Verlängerung der Fettsäurekette durch das Enzymkomplex Fatty Acid Synthase (FAS). Der Prozess wiederholt sich in zyklischen Schritten: Kondensation, Reduktion (mit NADPH), Dehydratisierung und erneute Reduktion, wodurch die Kette jeweils um zwei Kohlenstoffatome verlängert wird. Die Endprodukte der de novo-Synthese sind überwiegend Palmitat (C16:0), das vom FAS-Komplex als Palmitoyl-CoA freigesetzt wird.

NADPH liefert die notwendigen Reduktionsäquivalente und stammt überwiegend aus dem Pentosephosphatweg sowie aus der Milchsäure- bzw. Malat-Azid-Route. Die Fettsäurebildung findet vorwiegend bei Überschuss an Nährstoffen statt und wird hormonell durch Insulin gefördert, während Glukagon und Katecholamine sie hemmen können.

Regulation und Weiterverarbeitung: Malonyl-CoA hemmt CPT I und vermindert so die Fettsäureoxidation. Palmitat kann weiter verlängert oder desaturiert werden; Desaturasen der Endoplasma-Membranmodellen fügen Doppelbindungen hinzu, wodurch unter anderem Ölsäure bzw. Palmitolsäure entstehen. Langfristig können Fettsäuren auch in andere Lipide eingebaut oder aus dem Fettgewebe mobilisiert werden. Essentielle Fettsäuren (z. B. Linolsäure) müssen über die Nahrung aufgenommen werden, da sie in der menschlichen Lipogenese nicht endständig gebildet werden können.