background image

Fatty Acid Metabolism

1.  Fatty acid synthesis


background image

Insulin Effects

figure 1

Liver

– increased fatty acid 

synthesis

• glycolysis, PDH, FA 

synthesis

– increased TG 

synthesis and 
transport as VLDL

Adipose

– increased VLDL 

metabolism

• lipoprotein lipase

– increased storage of 

lipid

• glycolysis


background image

Overview of Fatty Acid Metabolism: 
Glucagon/Epinephrine Effects

figure 2

Adipose

– increased TG 

mobilization

• hormone-

sensitive 
lipase

Increased FA 
oxidation

– all tissues 

except CNS 
and RBC


background image

Fatty Acid Synthesis

figure 3

Glycolysis

– cytoplasmic

PDH

– mitochondrial

FA synthesis

– cytoplasmic

– Citrate Shuttle

• moves AcCoA to 

cytoplasm

• produces 50% 

NADPH via malic 
enzyme

• Pyruvate 

malate cycle


background image

Fatty Acid Synthesis Pathway

Acetyl CoA Carboxylase

first reaction’ of fatty acid synthesis

AcCoA + ATP + CO

2

malonyl-CoA + ADP + Pi

malonyl-CoA serves as activated 
donor of acetyl groups in FA 
synthesis


background image

Fatty Acid Synthesis Pathway

FA Synthase Complex

figure 4

Priming reactions

– transacetylases

(1) condensation

(2) reduction 

(3) dehydration 

(4) reduction 


background image

Regulation of FA synthesis:

Acetyl CoA Carboxylase

Allosteric regulation

stimulated by citrate

– feed forward activation

inhibited by palmitoyl CoA

– hi B-oxidation (fasted state)
– or esterification to TG limiting

Inducible enzyme

– Induced by insulin
– Repressed by glucagon


background image

Regulation of FA synthesis:

Acetyl CoA Carboxylase

figure 5

Covalent 
Regulation

Activation (fed state)

– insulin induces 

protein phosphatase

– activates ACC

Inactivation (starved 
state)

– glucagon increases 

cAMP

– activates protein 

kinase A

– inactivates ACC


background image

Lipid Metabolism in Fat Cells:

Fed State

figure 6

Insulin

stimulates LPL

– increased uptake of FA 

from chylomicrons and 
VLDL

stimulates glycolysis

– increased glycerol 

phosphate synthesis

– increases esterification

induces HSL-
phosphatase

– inactivates HSL

net effect: TG storage


background image

Lipid Metabolism in Fat Cells:

Starved or Exercising State

figure 7

Glucagon, 
epinephrine

activates adenylate 
cyclase

– increases cAMP
– activates protein 

kinase A

– activates HSL

net effect: TG 
mobilization and 
increased FFA


background image

Oxidation of Fatty Acids

The Carnitine Shuttle

figure 8

B-oxidation in mitochondria

IMM impermeable to FA-CoA

transport of FA across IMM requires the 
carnitine shuttle


background image

B-Oxidation

figure 9

FAD-dependent 
dehydrogenation

hydration

NAD-dependent 
dehydrogenation

cleavage


background image

Coordinate Regulation of Fatty Acid Oxidation 
and Fatty Acid Synthesis by Allosteric Effectors

figure 10

Feeding

– CAT-1 allosterically 

inhibited by malonyl-
CoA

– ACC allosterically 

activated by citrate

– net effect: FA synthesis

Starvation

– ACC inhibited by FA-

CoA

– no malonyl-CoA to 

inhibit CAT-1

– net effect: FA oxidation


background image

Hepatic Ketone Body Synthesis

figure11

Occurs during 
starvation or 
prolonged exercise

– result of elevated FFA 

• high HSL activity

– High FFA exceeds 

liver energy needs

– KB are partially 

oxidized FA 

• 7 kcal/g


background image

Utilization of Ketone Bodies by 
Extrahepatic Tissues

figure  12

When [KB] = 1-3mM, then 
KB oxidation takes place

– 3 days starvation 

[KB]=3mM

– 3 weeks starvation 

[KB]=7mM

– brain succ-CoA-AcAc-

CoA transferase induced 
when [KB]=2-3mM

• Allows 

the brain to 

utilize KB as energy 
source

• Markedly reduces

– glucose needs  
– protein catabolism 

for 
gluconeogenesis


background image

Clinical significances of 
impairment of β-oxidation:
1. acquired and genetic 
deficiency of carnitine substance.
2.genetic deficiency of one or 
more of enzymes of pathway.
Hypoglycemia, muscle weakness 
, cardiomyopathway, coma and 
death 


background image

Ketosis: Increased production of 
ketone bodies(K.Bs) with 
ketonemia and ketonuria. This 
may occurs in physiologic 
conditions; prolonged fasting and 
starvation, and in pathological 
condition; uncontrolled D M. 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 3 أعضاء و 90 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل