Скорость переноса жирных кислот внутрь митохондрий, а следовательно и скорость процесса β-окисления, зависит от доступности карнитина и скорости работы фермента карнитинацилтрансферазы I. β-Окисление могут нарушать следующие факторы:
длительный гемодиализ, в ходе которого организм теряет карнитин;
длительная ацидурия, при которой карнитин выводится как основание с органическими кислотами;
лечение больных сахарным диабетом препаратами сульфонилмочевины, ингибирующими карнитинацилтрансферазу I;
наследственные дефекты карнитинацил-трансферазы I.
У людей с наследственными дефектами кар-нитинацилтрансферазы I или ферментов синтеза карнитина в скелетных мышцах снижается скорость поступления жирных кислот в матрикс митохондрий и, соответственно, скорость р-окисления. В этих случаях жирные кислоты с длинной цепью не используются как источники энергии. У таких людей снижена способность к физической активности; в мышечных клетках могут накапливаться жиры, образуя вакуоли.
Генетический дефект дегидрогеназы жирных кислот со средней длиной углеводородной цепи
В митохондриях имеется 3 вида ацил-КоА-дегидрогеназ, окисляющих жирные кислоты с длинной, средней или короткой цепью радикала. Жирные кислоты по мере укорочения радикала в процессе р-окисления могут последовательно окисляться этими ферментами. Генетический дефект дегидрогеназы жирных кислот со средней длиной радикала наиболее распространён по сравнению с другими наследственными заболеваниями — 1:15 000. Частота дефектного гена среди европейской популяции — 1:40. Это аутосомно-рецессивное заболевание, возникающее в результате замены Т на А в 985-й позиции гена. Активность этой дегидрогеназы особенно важна для грудных детей, у которых жиры молока служат основным источником энергии, а в триацилгли-церолах молока преобладают жирные кислоты со средней длиной цепи. Невозможность использовать жирные кислоты как источники энергии приводит к увеличению скорости окисления глюкозы. В результате у детей развивается гипогликемия — причина внезапной детской смертности (10% от общего числа умерших новорождённых).
Если такие дети выживают, то после голодания в течение 6—8 ч у них развиваются гипогликеми-ческие приступы (слабость, головокружение, рвота, потеря сознания). Введение глюкозы приводит к исчезновению симптомов.
Во всех случаях, когда нарушается β-окисление, жирные кислоты накапливаются в клетках и распадаются по пути ω-окисления, которое в норме идёт с очень низкой скоростью. Окисление происходит по метальному ω-атому углерода (рис. 8-31), и в результате образуются дикарбоновые кислоты, выделяющиеся с мочой. Определение этих кислот в моче может служить диагностическим признаком нарушения β-окисления.
Рис. 8-31. ω-Окисление жирных кислот. ω-Окисление жирных кислот активируется в тех случаях, когда активность р-окисления жирных кислот снижена. 1 — адипиновая кислота; 2 — субериновая кислота
Нарушение окисления фитановой кислоты
При редком наследственном заболевании — болезни Рефсума, развивающейся вследствие генетического дефекта одного из ферментов, участвующих в α-окислении, фитановая кислота, поступающая с пищей, не окисляется и накапливается в организме, в основном в нервной ткани. Это приводит к нарушению структуры нервной ткани и развитию многих неврологических симптомов.
