Kurzkettige und mittelkettige Fettsäuren im Energiestoffwechsel: die zelluläre Perspektive

Kurzkettige und mittelkettige Fettsäuren (SCFAs und MCFAs) sind unabhängig von ihren zellulären Signalfunktionen wichtige Substrate des Energiestoffwechsels und anabolen Prozesse bei Säugetieren. SCFAs entstehen hauptsächlich durch kolonic Bakterien und werden überwiegend von Enterozyten und der Leber metabolisiert, während MCFAs größtenteils aus diätetischen Triglyceriden, darunter Milch und Milchprodukte, resultieren. Ein gemeinsames Merkmal von SCFAs und MCFAs ist ihre carnitinunabhängige Aufnahme und intramitochondriale Aktivierung zu Acyl-CoA-Thioestern. Im Gegensatz zu langkettigen Fettsäuren hängt der zelluläre Stoffwechsel von SCFAs und MCFAs in geringerem Maße von Fettsäure-bindenden Proteinen ab. SCFAs und MCFAs modulieren den Gewebe-Stoffwechsel von Kohlenhydraten und Lipiden, was sich in einer meist hemmenden Wirkung auf die Glykolyse und einer Stimulation der Lipogenese oder Glukoneogenese äußert. SCFAs und MCFAs zeigen keine oder nur geringe protonophorische und lyseaktive Aktivitäten in Mitochondrien und beeinträchtigen den Elektronentransport in der Atmungskette nicht signifikant. SCFAs und MCFAs modulieren die mitochondriale Energieproduktion durch zwei Mechanismen: sie liefern Reduktionsäquivalente zur Atmungskette und verringern teilweise die Effizienz der oxidativen ATP-Synthese.