Metabolism of Lipids:- Beta Oxidation, Biosynthesis of Fatty Acids
UPDATED ON:- 01-07-2023
लिपिड का उपापचयन (Metabolism of Lipids):-
• कोशिकाओं में वसा के संश्लेषण व अपघटन को सम्मिलित रूप से लिपिड का उपापचयन कहते हैं।
(Synthesis and hydrolysis of fat in cells is called lipid metabolism.)
• यह कार्बोहाइड्रेट उपापचयन से जुड़ा हुआ होता है।
(It is associated with carbohydrate metabolism.)
• वसा के विघटन से ग्लिसरॉल व वसीय अम्ल बनते हैं जो Acetyl CoA में परिवर्तित होकर क्रेब्स चक्र में प्रवेश कर जाते हैं।
(The hydrolysis of fat produce glycerol and fatty acids which get converted into acetyl CoA and enter the Krebs cycle.)
• 1 ग्राम ग्लूकोज से 4.1 किलो कैलोरी ऊर्जा प्राप्त होती है जबकि 1 ग्राम वसा से 9 किलो कैलोरी ऊर्जा प्राप्त होती है। इस प्रकार वसा से कार्बोहाइड्रेट्स की तुलना में दोगुनी से भी अधिक ऊर्जा मिलती है।
(1 gram of glucose produce 4.1 kcal of energy while 1 gram of fat produce 9 kcal of energy. Thus, fat produce more than twice as much energy as carbohydrates.)
वसीय अम्लों का जैव संश्लेषण (Biosynthesis of Fatty Acids):-
• वसीय अम्लों के निर्माण के लिए Acetyl CoA की आवश्यकता होती है।
(Acetyl CoA is required for the formation of fatty acids.)
• Acetyl CoA के स्त्रोत (Sources of Acetyl CoA):-
• Acetyl CoA का भविष्य (Fate of Acetyl CoA):-
• वसीय अम्लों का निर्माण कोशिकाद्रव्य में होता है।
(Fatty acids are formed in cytoplasm.)
• हमारे शरीर की 84% ऊर्जा वसा के रूप में, 15% ऊर्जा प्रोटीन के रूप में तथा 1% से भी कम ऊर्जा कार्बोहाइड्रेट के रूप में संग्रहित होती है।
(84% energy of our body is stored as fat, 15% as protein and less than 1% is stored as carbohydrates.)
• वसीय अम्लों का निर्माण अनेक ऊतकों की कोशिकाओं में होता है जैसे -
(Fatty acids are formed in cells of many tissues such as -)
i. यकृत (Liver)
ii. वृक्क (Kidney)
iii. मस्तिष्क (Brain)
iv. फेफड़े (Lungs)
v. स्तन ग्रंथियां (Mammary Glands)
vi. एडिपोज उतक (Adipose Tissue)
• आवश्यक सहकारक (Required Co-factors):-
i. NADPH2
ii. HCO3- (CO2 का स्त्रोत)
(Source of CO2)
iii. बायोटिन (Biotin)
iv. ATP
v. Mn2+
vi. Mg2+
• इसके 2 मुख्य चरण हैं:-
(It has 2 main steps:-)
a. Acetyl CoA का परिवहन (Transport of Acetyl CoA)
b. वसीय अम्ल का संश्लेषण (Synthesis of Fatty Acids)
a. Acetyl CoA का परिवहन (Transport of Acetyl CoA):-
• Acetyl CoA माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में बनता है। जबकि वसीय अम्ल का निर्माण कोशिकाद्रव्य में होता है।
(Acetyl CoA is formed in the matrix of mitochondria. While fatty acids are formed in cytoplasm.)
• माइटोकोंड्रिया की आंतरिक झिल्ली Acetyl CoA के लिए अपारगम्य होती है।
(The inner membrane of mitochondria is impermeable for acetyl CoA.)
• इसलिए Acetyl CoA, Citrate में परिवर्तित होकर मैट्रिक्स से कोशिकाद्रव्य में आता है।
(Therefore, acetyl CoA is converted to citrate and enters the cytoplasm from the matrix.)
b. वसीय अम्ल का संश्लेषण (Synthesis of Fatty Acids):-
• पामिटिक अम्ल के एक अणु के निर्माण के लिए 8 Acetyl CoA अणुओं की आवश्यकता होती है।
(8 Acetyl CoA molecules are required for the formation of one molecule of palmitic acid.)
• पहले 7 Acetyl CoA अणुओं का कार्बोक्सिलीकरण होता है।
(First of all carboxylation of the 7 acetyl CoA molecules occurs.)
• फिर संघनन व अपचयन होता है जिसमें Acetyl CoA का एक और अणु जुड़ता है।
(Then condensation and reduction take place in which one another molecule of Acetyl CoA is added.)
β – ऑक्सीकरण (β – Oxidation):-
• परिभाषा (Definition):- वसीय अम्लों के अपघटन से Acetyl CoA के निर्माण की प्रक्रिया को β – ऑक्सीकरण कहते हैं।
(The process of formation of acetyl CoA by the decomposition of fatty acids is called β-oxidation.)
• यह माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में सम्पन्न होता है।
(It occurs in the matrix of mitochondria.)
• यह पूर्णत: वायवीय प्रक्रिया है।
(It is a completely aerobic process.)
• यह अनेक ऊतकों जैसे Liver, Heart, Kidney आदि में होता है। परन्तु यह Brain में नहीं होता है।
(It occurs in many tissues like Liver, Heart, Kidney etc. But it does not occur in the brain.)
• Acetyl CoA क्रेब्स चक्र में प्रवेश कर जाता है और ETS के माध्यम से ATP का निर्माण करता है।
(Acetyl CoA enters the Krebs cycle and produces ATP via ETS.)
• एक Acetyl CoA के अणु से 12 ATP प्राप्त होते हैं।
(One Acetyl CoA molecule produce 12 ATPs.)
• एक NADH2 के अणु से 3 ATP प्राप्त होते हैं।
(One NADH2 molecule produce 3 ATPs.)
• एक FADH2 के अणु से 2 ATP प्राप्त होते हैं।
(One FADH2 molecule produce 2 ATPs.)
• 3 मुख्य चरण हैं:-
(There are 3 main steps:-)
a. कोशिकाद्र्व्यी सक्रियण (Cytoplasmic Activation)
b. कार्निटीन शटल (Carnitine Shuttle)
c. β – ऑक्सीकरण (β – Oxidation)
a. कोशिकाद्र्व्यी सक्रियण (Cytoplasmic Activation):-
• वसीय अम्ल कोशिकाद्रव्य में उपस्थित होते हैं जो निष्क्रिय अवस्था में पाये जाते हैं।
(Fatty acids are present in cytoplasm which are found in the inactive state.)
• सक्रिय करने के लिए वसीय अम्ल को CoA से जोड़ा जाता है।
(CoA is added to fatty acid for its activation.)
• इस प्रक्रिया में एक ATP खर्च होता है।
(One ATP molecule is utilized in this process.)
b. कार्निटीन शटल (Carnitine Shuttle):-
• वसीय अम्ल कोशिकाद्रव्य में होता है जबकि उसका β – ऑक्सीकरण माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में होता है।
(Fatty acid is found in cytoplasm while its β-oxidation occurs in the matrix of mitochondria.)
• माइटोकोंड्रिया की आंतरिक झिल्ली वसीय अम्ल के लिए अपारगम्य होती है।
(The inner membrane of mitochondria is impermeable for fatty acids.)
• इसलिए आंतरिक झिल्ली पर उपस्थित कार्निटीन शटल वसीय अम्ल को कोशिकाद्रव्य से माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में पहुंचाने का कार्य करता है।
(Therefore the carnitine shuttle on the inner membrane acts to transport fatty acids from the cytoplasm into the matrix of mitochondria.)
c. β – ऑक्सीकरण (β - Oxidation):-
• यह माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में होता है।
(It occurs in the matrix of mitochondria.)
• इसमें 4 मुख्य उपचरण होते हैं:-
(It consists of 4 main sub-steps: -)
