Se også: ketogen diett; diabetisk ketoacidose.
Generellitet
Tidligere ble det antatt at ketonlegemer skyldtes overdreven metabolisme, forårsaket av inntak av for mye fett eller diabetes.Ketonkropper, derimot, produseres naturlig av kroppen vår: hjernen tilpasser seg for å bruke disse metabolittene under forhold av langvarig faste (hos diabetikere erstatter ketonkropper glukosemetabolismen) Videre kan det være en forargelse av ketonlegemets vei ved dårlig ernæring.
Hva er ketonlegemene
Ketonlegemer er derivater av lipider (de stammer fra metabolismen av lipider, nesten utelukkende i leveren), men har egenskaper som får dem til å ligne sukker:
- Høy inngangshastighet;
- Rask å bruke.
Selv noen aminosyrer, spesielt metabolske tilstander, kan stamme fra ketonlegemer (leucin, lysin, fenylalanin, isoleucin, tryptofan og tyrosin).
Biologisk rolle
- Ketonlegemer er små i størrelse, derfor transporteres de veldig raskt (mye mer enn fettsyrer som derimot trenger transportproteiner som albumin);
- ketonlegemene brukes nesten utelukkende av muskler og perifert vev, men også av hjertet (20-30% av energien den bruker kommer fra ketonlegemene) og av hjernen (ved langvarig faste).
Syntese
Ketonlegemer syntetiseres av acetylkoenzym A, som stammer fra metabolismen av fettsyrer.
Enzymet som katalyserer det første trinnet er Β-ketotiolase, som utnytter svovel av acetylkoenzym A til å produsere et Β-ketoacyl-koenzym A (det er den motsatte reaksjonen til den som ses ved Β-oksidasjon av fettsyrer); denne reaksjonen er ikke spontan, men drives av den påfølgende reaksjonen , katalysert fra "hydroksymetylglutaryl -koenzym A -syntase og som innebærer festing av et andre acetylkoenzym A, oppnåelse av 3-hydroksy-3-metylglutaryl-koenzym A.
Deretter intervenerer et lytisk enzym som omdanner 3-hydroksy 3-metylglutaryl-koenzym A til eddikacetat som er et ketonlegeme. Eddikacetatet kan sendes til det perifere vevet eller ved virkningen av enzymet hydroksybutyrat dehydrogenase, omdannet til 3-Β-hydroksybutyrat. Hvis eddikacetatet er i svært høy konsentrasjon, kan det også spontant dekarboksylere til aceton.
Aceton, eddikacetat og 3-Β-hydroksybutyrat er de tre ketonlegemene som vi vurderer; aceton er et avfallsprodukt, som produseres tilfeldig i ketonlegemets bane og blir utvist ved utånding og transpirasjon.
Bruk i perifert vev
Ketonlegemer, produsert i leveren, sendes til perifert vev.
La oss se hva som skjer når eddikacetat og 3-Β-hydroksy-butyrat når det perifere vevet. Eddikacetatet er en Β-ketosyre, derfor kan det, hvis det aktiveres, brukes i Β-oksidasjonsprosessen for å produsere acetylkoenzym A: Derfor er det nødvendig å transformere en Β-ketosyre til et Β-ketoacyl-koenzym A.
Når eddikacetatet ankommer mitokondrien i en celle i et perifert vev, utsettes det for virkningen av enzymet succinylkoenzym A -transferase: Gjennom dette enzymet reagerer eddikacetat med succinyl -koenzym A (kommer fra krebs -syklusen) og succinat og eddik -acetyl -koenzym A oppnås.
Ved å utnytte succinylkoenzym A, for å aktivere eddikacetatet, hopper vi inn i krebs -syklusen, stadiet som produserer en GTP: dette er prosessen, når det gjelder energi, som cellen er villig til å betale for å få acetyleddik -koenzym A ; sistnevnte går deretter under handlingen av Β-keto tiolase (Β-oksidasjonsenzym) for å produsere to molekyler acetylkoenzym A som sendes til krebs-syklusen.
Hvis 3-Β-hydroksybutyrat sendes til perifert vev, blir sistnevnte, inne i mitokondrion, omdannet til eddikaceton ved virkningen av Β-hydroksybutyrat dehydrogenaseenzymet, med produksjon av et NADH som tilsvarer omtrent 2,5 ATP; eddikacetat produsert følger stien som tidligere er beskrevet.
Cellen i et perifert vev henter mer energi fra 3-Β-hydroksybutyrat i stedet for fra eddikacetat, men levering av det ene eller det andre til det perifere vevet avhenger av leverens energitilgjengelighet.
C "er en ubetydelig mengde metaboliserte fettsyrer, som finnes i peroksisomer og ikke i mitokondrier; peroksisomer er organeller mindre enn mitokondrier og rike på metallioner og peroksidasenzymer. Peroksidasenzymer bruker hydrogenperoksid for å fremme redoksprosesser, derfor i peroksisomer der er et enzymatisk system som er i stand til å produsere hydrogenperoksid.
I Β-oksidasjonen i peroksisomer oppnås "acylkoenzym A, ved virkningen av"acylkoenzym A oksidase (I mitokondriene, derimot, virket enzymet acylkoenzym A dehydrogenase.) Også i dette tilfellet dannes trans 2,3 enoylkoenzym A, som gjennomgår virkningen av et bifunksjonelt enzym (det utfører samme funksjon som i mitokondrier av "enoyl-koenzym A-hydratase og L-hydro-hydroksyacyl-koenzym A-dehydrogenase) og blir dermed omdannet til Β-ketoacyl-koenzym A. Dette siste, som i mitokondrier, gjennomgår virkningen av Β-ketotiolase og acetyl-koenzym A og et acylkoenzym A oppnås med et karbonholdig skjelett redusert med to enheter sammenlignet med den første, som går tilbake til sirkulasjonen.
.jpg)
.jpg)
