Δείτε επίσης: κετογονική δίαιτα. διαβητική κετοξέωση.
Γενικότητα
Στο παρελθόν θεωρούνταν ότι τα κετονικά σώματα οφείλονταν στον υπερβολικό μεταβολισμό, που προκλήθηκε από την κατάποση πολύ λίπους ή διαβήτη. Τα κετονικά σώματα, από την άλλη πλευρά, παράγονται φυσικά από το σώμα μας: ο εγκέφαλος προσαρμόζεται να χρησιμοποιεί αυτούς τους μεταβολίτες σε συνθήκες της παρατεταμένης νηστείας (σε διαβητικούς, τα κετονικά σώματα αντικαθιστούν το μεταβολισμό της γλυκόζης) Επιπλέον, μπορεί να υπάρξει εκνευρισμός της πορείας των κετονικών σωμάτων σε περίπτωση κακής διατροφής.
Τι είναι τα κετονικά σώματα
Τα κετονικά σώματα είναι παράγωγα λιπιδίων (προέρχονται από το μεταβολισμό των λιπιδίων, σχεδόν αποκλειστικά ηπατικά), αλλά έχουν χαρακτηριστικά που τα κάνουν να μοιάζουν με σάκχαρα:
- Υψηλή ταχύτητα εισόδου.
- Γρήγορο στη χρήση.
Ακόμη και ορισμένα αμινοξέα, σε συγκεκριμένες μεταβολικές συνθήκες, μπορούν να προέλθουν από κετονικά σώματα (λευκίνη, λυσίνη, φαινυλαλανίνη, ισολευκίνη, τρυπτοφάνη και τυροσίνη).
Βιολογικός ρόλος
- Τα κετονικά σώματα είναι μικρά σε μέγεθος, επομένως μεταφέρονται πολύ γρήγορα (πολύ περισσότερο από τα λιπαρά οξέα τα οποία, από την άλλη πλευρά, χρειάζονται πρωτεΐνες μεταφοράς όπως η λευκωματίνη).
- τα κετονικά σώματα χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά από τους μυς και τους περιφερειακούς ιστούς, αλλά και από την καρδιά (το 20-30% της ενέργειας που χρησιμοποιεί προέρχεται από τα κετονικά σώματα) και από τον εγκέφαλο (σε περίπτωση παρατεταμένης νηστείας).
Σύνθεση
Τα κετονικά σώματα συντίθενται από το ακετυλοσυνένζυμο Α, το οποίο προέρχεται από το μεταβολισμό των λιπαρών οξέων.
Το ένζυμο που καταλύει το πρώτο στάδιο είναι το Β-κετοθειολάση, το οποίο εκμεταλλεύεται το θείο του ακετυλοσυνενζύμου Α για να παράγει ένα Β-κετο ακυλο-συνένζυμο Α (είναι η αντίθετη αντίδραση με εκείνη που παρατηρείται στη Β-οξείδωση των λιπαρών οξέων) · αυτή η αντίδραση δεν είναι αυθόρμητη αλλά οδηγείται από την επακόλουθη αντίδραση , καταλύθηκε από "υδροξυμεθυλ γλουταρυλ συνένζυμο Α συνθάση και η οποία περιλαμβάνει τη σύνδεση ενός δεύτερου ακετυλοσυνενζύμου Α, που λαμβάνει συνένζυμο 3-υδροξυ 3-μεθυλογλουταρυλίου Α.
Στη συνέχεια, παρεμβαίνει ένα λυτικό ένζυμο το οποίο μετατρέπει το 3-υδροξυ 3-μεθυλογλουταρυλικό συνένζυμο Α σε οξικό ξίδι που είναι κετονικό σώμα. Το οξικό ξύδι μπορεί να σταλεί στους περιφερειακούς ιστούς ή, με τη δράση του ενζύμου υδροξυ βουτυρική αφυδρογονάση, μετατρέπεται σε βουτυρικό 3-Β-υδροξυ. Εάν το οξικό ξύδι είναι σε πολύ υψηλή συγκέντρωση, μπορεί επίσης να αποαπορροξυλοποιηθεί αυθόρμητα σε ακετόνη.
Η ακετόνη, το οξικό ξύδι και το 3-Β-υδροξυ βουτυρικό είναι τα τρία κετονικά σώματα που εξετάζουμε. Η ακετόνη είναι ένα απόβλητο προϊόν, το οποίο παράγεται τυχαία στη διαδρομή των κετονικών σωμάτων και αποβάλλεται με εκπνοή και διαπνοή.
Χρήση σε περιφερικούς ιστούς
Τα κετονικά σώματα, που παράγονται στο ήπαρ, αποστέλλονται στους περιφερειακούς ιστούς.
Ας δούμε, τώρα τι συμβαίνει όταν το οξικό ξύδι και το βουτυρικό 3-Β-υδροξυ φτάνουν στους περιφερειακούς ιστούς. Το οξικό ξίδι είναι ένα Β-κετοξύ, επομένως, εάν ενεργοποιηθεί, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη διαδικασία οξείδωσης Β για παραγωγή ακετυλ συνένζυμο Α: ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να μετατραπεί ένα Β-κετοξύ σε ένα Β-κετο ακυλοσυνένζυμο Α.
Όταν το οξικό ξίδι φτάνει στο μιτοχόνδριο ενός κυττάρου ενός περιφερικού ιστού, υποβάλλεται στη δράση του ενζύμου ηλεκτρυλο συνένζυμο Α τρανσφεράση: μέσω αυτού του ενζύμου, το οξικό ξίδι αντιδρά με το ηλεκτρύλιο συνένζυμο Α (που προέρχεται από τον κύκλο krebs) και λαμβάνεται το ηλεκτρικό και το ξίδι ακετυλοσυνένζυμο Α.
Εκμεταλλευόμενοι το ηλεκτρικό συνένζυμο Α, για να ενεργοποιήσουμε το οξικό ξύδι, πηγαίνουμε στον κύκλο krebs, το στάδιο που παράγει ένα GTP: αυτή είναι η διαδικασία, από την άποψη της ενέργειας, που το κύτταρο είναι διατεθειμένο να πληρώσει για να αποκτήσει το συνένζυμο Ακετυλοξιδίου Α ? το τελευταίο περνά στη συνέχεια στη δράση του Β-κετο θειολάση (Ένζυμο Β-οξείδωσης) για την παραγωγή δύο μορίων ακετυλ συνενζύμου Α τα οποία αποστέλλονται στον κύκλο του krebs.
Εάν ο 3-Β-υδροξυ βουτυρικός σταλεί σε περιφερειακούς ιστούς, ο τελευταίος, μέσα στο μιτοχόνδριο, μετατρέπεται σε ακετόνη ξιδιού με τη δράση του ενζύμου Β-υδροξυ βουτυρική αφυδρογονάση, με την παραγωγή ενός NADH που αντιστοιχεί σε περίπου 2,5 ATP. το οξικό ξίδι που παράγεται ακολουθεί την πορεία που περιγράφηκε προηγουμένως.
Το κύτταρο ενός περιφερειακού ιστού αντλεί περισσότερη ενέργεια από 3-Β-υδροξυ βουτυρικό παρά από οξικό ξύδι, αλλά η παράδοση του ενός ή του άλλου στους περιφερειακούς ιστούς εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα ενέργειας του ήπατος.
Το C "είναι μια μη αμελητέα ποσότητα μεταβολισμένων λιπαρών οξέων, που περιέχεται στα υπεροξώματα και όχι στα μιτοχόνδρια. Τα υπεροξείδια είναι οργανίδια μικρότερα από τα μιτοχόνδρια και πλούσια σε ιόντα μετάλλων και ένζυμα υπεροξειδάσης. Τα ένζυμα υπεροξειδάσης χρησιμοποιούν υπεροξείδιο του υδρογόνου για την προώθηση των διαδικασιών οξειδοαναγωγής. είναι ένα ενζυματικό σύστημα ικανό να παράγει υπεροξείδιο του υδρογόνου.
Στη Β-οξείδωση στα υπεροξώματα, το "ακυλοσυνένζυμο Α, λαμβάνεται με τη δράση του"ακυλο συνένζυμο Α οξειδάση (Από την άλλη πλευρά, στα μιτοχόνδρια, το ένζυμο ακυλοσυνένζυμο Α αφυδρογονάση έδρασε). Επίσης, σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται το trans 2,3 ενοϋλικό συνένζυμο Α, το οποίο υφίσταται τη δράση ενός διλειτουργικού ενζύμου (εκτελεί την ίδια λειτουργία στα μιτοχόνδρια από "ενοϋλικό συνένζυμο Α υδρατάση και L-Β-υδροξυ ακυλο συνένζυμο Α αφυδρογονάση) και έτσι μετατρέπεται σε Β-κετο ακυλοσυνένζυμο Α. Αυτό το τελευταίο, όπως και στα μιτοχόνδρια, υφίσταται τη δράση της Β-κετο θειολάσης και του ακετυλ συνενζύμου Α και ένα ακυλοσυνένζυμο Α λαμβάνονται με ανθρακούχο σκελετό μειωμένο κατά δύο μονάδες σε σύγκριση με την αρχική, η οποία επιστρέφει στην κυκλοφορία.
