Se även: ketogen diet; diabetisk ketoacidos.
Allmänhet
Tidigare trodde man att ketonkroppar berodde på överdriven metabolism, orsakad av intag av för mycket fett eller diabetes.Ketonkroppar produceras däremot naturligt av vår kropp: hjärnan anpassar sig för att använda dessa metaboliter under förhållanden av långvarig fasta (hos diabetiker ersätter ketonkroppar glukosmetabolismen) Dessutom kan det bli en förargelse av ketonkropparnas väg vid dålig näring.
Vad är ketonkropparna
Ketonkroppar är derivat av lipider (de härrör från metabolism av lipider, nästan uteslutande i levern), men har egenskaper som får dem att likna sockerarter:
- Hög ingångshastighet;
- Snabb att använda.
Även vissa aminosyror, särskilt metaboliska förhållanden, kan härröra från ketonkroppar (Leucine, Lysine, Fenylalanine, Isoleucine, Tryptophan och Tyrosine).
Biologisk roll
- Ketonkroppar är små i storlek, därför transporteras de mycket snabbt (mycket mer än fettsyror som å andra sidan behöver transportproteiner som albumin);
- ketonkropparna används nästan uteslutande av muskler och perifera vävnader, men också av hjärtat (20-30% av den energi den använder kommer från ketonkropparna) och av hjärnan (vid långvarig fasta).
Syntes
Ketonkroppar syntetiseras av acetylkoenzym A, som härrör från metabolismen av fettsyror.
Enzymet som katalyserar det första steget är Β-ketotiolas, som utnyttjar svavel av acetylkoenzym A för att producera ett Β-ketoacyl-koenzym A (det är den motsatta reaktionen mot den som ses i Β-oxidationen av fettsyror); denna reaktion är inte spontan utan drivs av den efterföljande reaktionen , katalyserad från "hydroximetylglutarylkoenzym A -syntas och som innefattar fastsättning av ett andra acetylkoenzym A, erhållande av 3-hydroxi-3-metylglutaryl-koenzym A.
Därefter intervenerar ett lytiskt enzym som omvandlar 3-hydroxi-3-metylglutarylkoenzym A till ättikaacetat som är en ketonkropp. Vinägeracetatet kan skickas till de perifera vävnaderna eller genom enzymets verkan hydroxibutyratdehydrogenas, omvandlad till 3-Β-hydroxibutyrat. Om ättikaacetatet är i mycket hög koncentration kan det också spontant dekarboxylera till aceton.
Aceton, ättikaacetat och 3-Β-hydroxibutyrat är de tre ketonkroppar som vi överväger; aceton är en avfallsprodukt, som produceras slumpmässigt i ketonkropparnas väg och utvisas genom utandning och transpiration.
Användning i perifera vävnader
Ketonkroppar, producerade i levern, skickas till perifera vävnader.
Låt oss se vad som händer när ättikaacetat och 3-Β-hydroxibutyrat når de perifera vävnaderna. Vinägeracetatet är en Β-ketosyra, så om det aktiveras kan det användas i Β-oxidationsprocessen för att producera acetylkoenzym A: därför är det nödvändigt att omvandla en Β-ketosyra till ett Β-ketoacylkoenzym A.
När ättikaacetatet anländer till mitokondrionen i en cell i en perifer vävnad utsätts det för enzymets verkan succinylkoenzym A -transferas: genom detta enzym reagerar ättikaacetat med succinylkoenzym A (kommer från krebscykeln) och succinat och ättika acetylkoenzym A erhålls.
Genom att utnyttja succinylkoenzym A, för att aktivera ättikaacetatet, hoppar vi in i krebscykeln, steget som producerar en GTP: detta är processen, när det gäller energi, som cellen är villig att betala för att få acetylvinäger -koenzym A ; den senare går sedan under åtgärd av Β-ketotiolas (Β-oxidationsenzym) för att producera två molekyler acetylkoenzym A som skickas till krebscykeln.
Om 3-Β-hydroxibutyrat skickas till perifera vävnader, omvandlas det senare, inuti mitokondrionen, till ättika-aceton genom verkan av Β-hydroxibutyrat-dehydrogenasenzymet, med produktion av ett NADH som motsvarar cirka 2,5 ATP; det producerade ättikaacetatet följer den väg som tidigare beskrivits.
Cellen i en perifer vävnad drar mer energi från 3-Β-hydroxibutyrat snarare än från vinägeracetat, men leveransen av det ena eller det andra till de perifera vävnaderna beror på leverens energitillgänglighet.
C "är en icke försumbar mängd metaboliserade fettsyror, som finns i peroxisomer och inte i mitokondrier; peroxisomer är organeller mindre än mitokondrier och rika på metalljoner och peroxidasenzymer. Peroxidasenzymer använder väteperoxid för att främja redoxprocesser, därför finns det i peroxisomer där är ett enzymatiskt system som kan producera väteperoxid.
I Β-oxidationen i peroxisomer erhålls "acylkoenzym A, genom verkan av"acylkoenzym A -oxidas (I mitokondrierna verkade å andra sidan enzymet acylkoenzym A -dehydrogenas.) Även i detta fall bildas trans 2,3 -enoylkoenzym A, som genomgår ett bifunktionellt enzym (det utför samma funktion som i mitokondrier av "enoylkoenzym A-hydratas och L-Β-hydroxiacylkoenzym A-dehydrogenas) och omvandlas därmed till Β-ketocylkoenzym A. Detta sista, liksom i mitokondrier, genomgår of-ketotiolas och acetylkoenzym A och ett acylkoenzym A erhålls med ett kolhaltigt skelett reducerat med två enheter jämfört med den första, som återgår till cirkulationen.
