2.3.1.6 Регуляция митохондриального β-окисления

Скорость β-окисления в митохондриях строго контролируется, чтобы соответствовать энергетическим потребностям клетки. Основные регуляторные механизмы:

  1. Доступность субстратов (главный механизм):

    • Основной фактор: Скорость окисления напрямую зависит от концентрации свободных жирных кислот (СЖК) в плазме крови.
    • Источник СЖК: Уровень СЖК контролируется гормонами (например, адреналином, глюкагоном), которые стимулируют липолиз (расщепление) запасенных триацилглицеролов в жировой ткани.
    • Транспорт в митохондрии: Как уже обсуждалось, транспорт жирных кислот в митохондрии через карнитиновый челнок (CPT I) является ключевой точкой контроля, которая ингибируется малонил-КоА.

  2. Соотношение НАД⁺/НАДН и ФАД/ФАДН₂:

    • Принцип обратной связи: Два фермента β-окисления (дегидрогеназы) производят НАДН и ФАДН₂.
    • Ингибирование продуктом: Высокие концентрации восстановленных коферментов (НАДН и ФАДН₂) и низкие концентрации окисленных (НАД⁺ и ФАД) ингибируют эти дегидрогеназы.
    • Связь с дыхательной цепью: Когда клетка имеет много энергии (много АТФ), дыхательная цепь замедляется, НАДН и ФАДН₂ накапливаются, и β-окисление автоматически тормозится.

  3. Доступность кофермента А (CoASH):

    • Принцип: Последний шаг цикла (тиолиз) требует наличия свободного CoASH.
    • Ингибирование: Если весь CoASH в митохондриях связан в форме ацетил-КоА (например, при замедлении цикла Кребса), тиолаза останавливается, и β-окисление прекращается.

Таким образом, β-окисление тесно скоординировано с другими центральными метаболическими путями, такими как цикл Кребса и окислительное фосфорилирование.