Энергетика процессов катаболизма жиров

В каждом цикле реакций ацил-КоА укорачивается на два углеродных атома и образуется по одной молекуле ФАДН₂, НАДН+Н⁺ и ацетил-КоА. Жирная кислота, содержащая n-число углеродных атомов претерпевает (n/2 -1) циклов. При окислении одной молекулы НАДН+Н⁺ через дыхательную цепь образуется 3 АТФ, а при окислении одной молекулы ФАДН₂ – 2 АТФ. Окисление ацетил-КоА (n/2) в цикле Кребса и дыхательной цепи дает 12 АТФ.

Отсюда энергетический баланс окисления высшей жирной кислоты рассчитывается по следующей формуле:

[(n/2-1) x 5 + n/2 x 12 – 1],

где n – число углеродных атомов в составе высшей жирной кислоты;

n/2 – число молекул ацетил-КоА, образовавшихся при β-окислении высшей жирной кислоты;

(n/2 -1) – число циклов β-окисления, которое претерпевает данная высшая жирная кислота;

5 – число молекул АТФ, синтезирующихся за 1 цикл β-окисления высшей жирной кислоты;

12 - число молекул АТФ, синтезирующихся из 1-ой молекулы ацетил-КоА в цикле Кребса и окислительном фосфорилировании;

(-1) – молекула АТФ, которая затрачивается на активацию высшей жирной кислоты

Так, например, при β-окислении 1 моль пальмитиновой кислоты синтезируется 130 молекул АТФ, что видно по результатам вычисления по данной формуле: (16 / 2-1)x 5 + 16/2 x 12 – 1 = 130).

Для расчета энергетического баланса окисления триацилглицерола (простого жира) можно вывести формулу:

[(n/2 - 1) x 5 + n/2 x 12 – 1] x 3 +22,

где n – число углеродных атомов в составе высшей жирной кислоты;

n/2 – число молекул ацетил-КоА, образовавшихся при β-окислении высшей жирной кислоты;

(n/2 -1) – число циклов β-окисления, которое претерпевает данная высшая жирная кислота;

5 – число молекул АТФ, синтезирующихся за 1 цикл β-окисления высшей жирной кислоты;

12 - число молекул АТФ, синтезирующихся из 1-ой молекулы ацетил-КоА в цикле Кребса и окислительном фосфорилировании;

(-1) – молекула АТФ, которая затрачивается на активацию высшей жирной кислоты;

3 – число ацильных радикалов в составе любого жира;

22 – число молекул АТФ, синтезирующихся при катаболизме 1 моль глицерола.

Например, энергетический баланс трипальмитилглицерола составляет 412 молекул АТФ, что видно из результатов вычисления по данной формуле: (16 / 2-1)x 5 + 16/2 x 12 – 1) x 3 +22 = 412).

Эффективность накопления энергии в результате окисления жирных кислот при стандартных условиях составляет около 40%, что близко к этой величине для гликолиза, ЦТК, окислительного фосфорилирования.