Fats: synthesis and degradation

Metabolism of Fats (वसा का उपापचयन):- 

•   Synthesis and hydrolysis of fat in cells is called fat metabolism.

(कोशिकाओं में वसा के संश्लेषण व अपघटन को सम्मिलित रूप से लिपिड का उपापचयन कहते हैं।)

•   It is associated with carbohydrate metabolism.

(यह कार्बोहाइड्रेट उपापचयन से जुड़ा हुआ होता है।)

•   The hydrolysis of fat produce glycerol and fatty acids which get converted into acetyl CoA and enter the Krebs cycle.

(वसा के विघटन से ग्लिसरॉल व वसीय अम्ल बनते हैं जो Acetyl CoA में परिवर्तित होकर क्रेब्स चक्र में प्रवेश कर जाते हैं।)

•   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.

(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।)

Synthesis of Fats (वसा का संश्लेषण):-

• Fats are synthesized by reaction of fatty acids with glycerol.

(वसा का संश्लेषण वसीय अम्लों की ग्लिसरॉल से अभिक्रिया द्वारा होता है।)

•     Acetyl CoA is required for the formation of fatty acids.

(वसीय अम्लों के निर्माण के लिए Acetyl CoA की आवश्यकता होती है। )

• Sources of Acetyl CoA (Acetyl CoA के स्त्रोत):-

•   Fate of Acetyl CoA (Acetyl CoA का भविष्य):- 

•      Fatty acids are formed in cytoplasm.

(वसीय अम्लों का निर्माण कोशिकाद्रव्य में होता है।)

•    84% energy of our body is stored as fat, 15% as protein and less than 1% is stored as carbohydrates.

(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।)

•    Fatty acids are formed in cells of many tissues such as -

(वसीय अम्लों का निर्माण अनेक ऊतकों की कोशिकाओं में होता है जैसे - )

i. Liver (यकृत)

ii. Kidney (वृक्क)

iii. Brain (मस्तिष्क)

iv. Lungs (फेफड़े)

v. Mammary Glands (स्तन ग्रंथियां)

vi. Adipose Tissue (एडिपोज उतक)

•   Required Co-factors (आवश्यक सहकारक):-

i. NADPH2

ii. HCO3- (Source of CO2)

iii. Biotin

iv. ATP

v. Mn2+

vi. Mg2+

•      It has 2 main steps (इसके 2 मुख्य चरण हैं):-

a. Transport of Acetyl CoA (Acetyl CoA का परिवहन)

b. Synthesis of Fatty Acids (वसीय अम्ल का संश्लेषण)

a. Transport of Acetyl CoA (Acetyl CoA का परिवहन):-

•      Acetyl CoA is formed in the matrix of mitochondria. While fatty acids are formed in cytoplasm.

(Acetyl CoA माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में बनता है। जबकि वसीय अम्ल का निर्माण कोशिकाद्रव्य में होता है।)

•     The inner membrane of mitochondria is impermeable for acetyl CoA.

(माइटोकोंड्रिया की आंतरिक झिल्ली Acetyl CoA के लिए अपारगम्य होती है।)

•     Therefore, acetyl CoA is converted to citrate and enters the cytoplasm from the matrix.

(इसलिए Acetyl CoA, Citrate में परिवर्तित होकर मैट्रिक्स से कोशिकाद्रव्य में आता है।)

b. Synthesis of Fatty Acids (वसीय अम्ल का संश्लेषण):-

•      8 Acetyl CoA molecules are required for the formation of one molecule of palmitic acid.

(पामिटिक अम्ल के एक अणु के निर्माण के लिए 8 Acetyl CoA अणुओं की आवश्यकता होती है।)

•      First of all carboxylation of the 7 acetyl CoA molecules occurs.

(पहले 7 Acetyl CoA अणुओं का कार्बोक्सिलीकरण होता है।)

•     Then condensation and reduction take place in which one another molecule of Acetyl CoA is added.

(फिर संघनन व अपचयन होता है जिसमें Acetyl CoA का एक और अणु जुड़ता है।)

Degradation of fats (वसा का विघटन):- It is also called as β – oxidation.

(इसे β – ऑक्सीकरण भी कहते हैं।)

•     Definition (परिभाषा):- The process of formation of acetyl CoA by the decomposition of fatty acids is called β-oxidation.

(वसीय अम्लों के अपघटन से Acetyl CoA के निर्माण की प्रक्रिया को β – ऑक्सीकरण कहते हैं।)

•      It occurs in the matrix of mitochondria.

(यह माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में सम्पन्न होता है।)

•   It is a completely aerobic process.

(यह पूर्णत: वायवीय प्रक्रिया है।)

•   It occurs in many tissues like Liver, Heart, Kidney etc. But it does not occur in the brain.

(यह अनेक ऊतकों जैसे Liver, Heart, Kidney आदि में होता है। परन्तु यह Brain में नहीं होता है।)

•   Acetyl CoA enters the Krebs cycle and produces ATP via ETS.

(Acetyl CoA  क्रेब्स चक्र में प्रवेश कर जाता है और ETS के माध्यम से ATP का निर्माण करता है।)

•   One Acetyl CoA molecule produce 12 ATPs.

(एक Acetyl CoA के अणु से 12 ATP प्राप्त होते हैं।)

•   One NADH2 molecule produce 3 ATPs.

(एक NADH2 के अणु से 3 ATP प्राप्त होते हैं।)

•   One FADH2 molecule produce 2 ATPs.

(एक FADH2 के अणु से 2 ATP प्राप्त होते हैं।)

•   There are 3 main steps (3 मुख्य चरण हैं):-

a. Cytoplasmic Activation (कोशिकाद्र्व्यी सक्रियण)

b. Carnitine Shuttle (कार्निटीन शटल)

c. β – Oxidation (β – ऑक्सीकरण)

a. Cytoplasmic Activation (कोशिकाद्र्व्यी सक्रियण):-

•      Fatty acids are present in cytoplasm which are found in the inactive state.

(वसीय अम्ल कोशिकाद्रव्य में उपस्थित होते हैं जो निष्क्रिय अवस्था में पाये जाते हैं।)

•      CoA is added to fatty acid for its activation.

(सक्रिय करने के लिए वसीय अम्ल को CoA से जोड़ा जाता है।)

•     One ATP molecule is utilized in this process.

(इस प्रक्रिया में एक ATP खर्च होता है।)

b. Carnitine Shuttle (कार्निटीन शटल):-

•      Fatty acid is found in cytoplasm while its β-oxidation occurs in the matrix of mitochondria.

(वसीय अम्ल कोशिकाद्रव्य में होता है जबकि उसका β – ऑक्सीकरण माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में होता है।)

•      The inner membrane of mitochondria is impermeable for fatty acids.

(माइटोकोंड्रिया की आंतरिक झिल्ली वसीय अम्ल के लिए अपारगम्य होती है।)

•      Therefore the carnitine shuttle on the inner membrane acts to transport fatty acids from the cytoplasm into the matrix of mitochondria.

(इसलिए आंतरिक झिल्ली पर उपस्थित कार्निटीन शटल वसीय अम्ल को कोशिकाद्रव्य से माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में पहुंचाने का कार्य करता है।)

c. β - Oxidation (β – ऑक्सीकरण):-

•      It occurs in the matrix of mitochondria.

(यह माइटोकोंड्रिया की मैट्रिक्स में होता है।)

•      It consists of 4 main sub-steps:-

(इसमें 4 मुख्य उपचरण होते हैं:-)