Lipolyse

Die im Fettgewebe ablaufende Lipolyse kann man in drei Schritte einteilen, wobei jedes mal eine Fettsäure abgespalten wird. Lange war man davon ausgegangen, dass alle Schritte von der hormonsensitiven Lipase (HSL) katalysiert werden. Im Jahre 2004 zeigten Studien, dass drei unterschiedliche Enzyme beteiligt sind:

• Adipozyten-Triglycerid-Lipase (ATGL): Spaltet Triacylglycerine in Diacylglycerine und freie Fettsäuren
• Hormonsensitive Lipase (HSL): Spaltet Diacylglycerine in Monoacylglycerine und freie Fettsäuren
• Monoacylglycerin-Lipase (MAGL): Spaltet Monoacylgycerine in Glycerine und freie Fettsäuren

Die aus der enyzmatischen Spaltung entstandenen Fettsäuren werden in das Blut abgegeben. Sie können von der Muskulatur zur β-Oxidation oder von der Leber zur Ketogenese aufgenommen und verstoffwechselt werden. Kurzkettige Fettsäuren können sich im Blut frei bewegen, während langkettige an Transportproteine gebunden werden. Das in der Lipolyse entstandene Glycerin wird ebenfalls von der Leber abgebaut und zur Gluconeogenese oder Fettsäuresynthese herangezogen.

Die Lipolyse wird maßgeblich durch Insulin und Katecholamine wie Adrenalin gesteuert. Dabei wirkt das Insulin anabol (Hemmung der Lipolyse) und das Adrenalin katabol (Steigerung der Lipolyse). Diese Effekte werden vor allem durch die direkte oder indirekte Beeinflussung der hormonsensitiven Lipase (HSL) bewerkstelligt.

Bei steigendem Energiebedarf ist es im Interesse des Organismus, seine Engergiespeicher zu mobilisieren. Adrenalin aktiviert in diesem Fall die Adenylatzyklase der Fettzellen. Dieses Enzym katalysiert die Bildung von cAMP aus ATP. Der Second Messenger cAMP dient als intrazelluläres "Hungersignal" und aktivert die Proteinkinase A (PKA), welche wiederum die hormonsensitive Lipase durch Phosphorylierung aktiviert. Indirekt sorgt PKA auch für eine Aktivierung von ATGL (s.o.). Die Regulation von MGL ist noch nicht abschließend geklärt.

Steigt das Angebot an Energieträgern im Blut an, wird Insulin sezerniert. Insulin aktiviert die Phosphodiesterase in den Fettzellen, welche den Abbau von cAMP katalysiert. Durch die abfallende Konzentration an cAMP wird auch HSL zunehmend gehemmt, was zu einer Hemmung der Lipolyse führt. Gleichzeitig sorgt Insulin für einen Aufbau an Triacylglycerinen im Fettgewebe.

Ist die Hemmung der Lipolyse aufgrund eines akuten Insulinmangels (z.B. bei Diabetes mellitus Typ 1) herabgesetzt, führt dies zu einem Anstieg der freien Fettsäuren im Blut.

Das atriale natriuretische Peptid (ANP) sorgt für eine Bildung von cGMP, was die Proteinkinase G aktiviert (PKG) und in der Folge zu einer Stimulation der hormonsensitiven Lipase führt.

Perilipin aktiviert sowohl PKG als auch PKA, was ebenfalls eine Steigerung der Lipolyse in Gang setzt.