Метаболізм кетонових тіл

Відео: Причини виникнення цукрового діабету першого і другого типу

МЕТАБОЛІЗМ кетонових тіл

Під терміном «кетонові (ацетонові) тіла» мають на увазі ацетоук-Сусне кислоту (ацетоацетат) СН₃ СОСН₂ СООН,? -оксімасляную кислоту (? -оксібутірат, або D-3-гидроксибутират) СН₃ СНОНСН₂ СООН і ацетон СН₃ СОСН₃ .

В здоровому організмі ацетон в крові присутній в вкрай низьких концентраціях. утворюється в результаті спонтанного декарбоксилювання ацетоацетата і, мабуть, не має певного фізіологічного значення.

Кетонові тіла утворюються в печінці. Колишні уявлення про те, що кетонові тіла є проміжними продуктами? -Окислення жирних кислот. виявилися помилковими.

По-перше, в звичайних умовах проміжними продуктами? -окіс-лення жирних кислот є КоА-ефіри цих кислот. наприклад? -оксі-бутіріл-КоА, ацетоацетил-КоА.

По-друге,? -оксібутіріл-КоА, що утворюється в печінці при? -окісле-ванні жирних кислот. має L-конфігурацію, в той час як? -оксібутірат, виявляється в крові. являє собою D-ізомер. Саме? -оксі-бутират D-конфігурації утворюється в ході метаболічного шляху синтезу? -оксі -? - метилглутарил-КоА (3-гідрокси-3-метилглутарил-КоА):

На першому етапі з 2 молекул ацетил-КоА утворюється ацетоацетил-КоА. Реакція каталізується ферментом ацетил-КоА-ацетилтрансферазою (3-ке-тотіолазой). Потім ацетоацетил-КоА взаємодіє ще з однією молекулою ацетил-КоА. Реакція протікає під впливом ферменту гідро-ксіметілглутаріл-КоА-синтетази. Утворився? -оксі -? - метілглута-рил-КоА здатний під дією гідроксіметілглутаріл-КоА-ліази розщеплюватися на ацетоацетат і ацетил-КоА.

Ацетоацетат відновлюється за участю НАД-залежної D-3-гід-роксібутіратдегідрогенази, при цьому утворюється D -? - оксимасляная кислота (D-3-гидроксибутират). Слід підкреслити, що фермент специфічний по відношенню до D-стереоізомерів і не діє на коа-ефіри.

Існує другий шлях синтезу кетонових тіл. Утворився шляхом конденсації 2 молекул ацетил-КоА ацетоацетил-КоА здатний отщеплять коензим А і перетворюватися в ацетоацетат. Цей процес каталізується ферментом ацетоацетил-КоА-гідролазою (деацілазой):

Однак другий шлях освіти ацетоуксусной кислоти (ацетоацетата) не має істотного значення, так як активність деацілази в печінці низька.

В даний час ясна молекулярна основа вислови, що «жири згоряють в полум`ї вуглеводів». Відомо, що ацетил-КоА, що утворився при окисленні жирних кислот. включається в цикл трикарбонових кислот в умовах, коли розщеплення жирів і вуглеводів відповідним чином збалансовано. Включення ацетил-КоА в цикл Кребса залежить від доступності оксалоацетата для освіти цитрату. Однак якщо розщеплення жирів переважає, доля ацетил-КоА змінюється. Пояснюється це тим, що під час відсутності вуглеводів або при порушенні їх використання концентрація оксалоацетата знижується. При голодуванні або діабеті окса-лоацетат витрачається на освіту глюкози і тому не може конденсуватися з ацетил-КоА. В таких умовах шлях метаболізму ацетил-тил-КоА відхиляється в бік утворення ацетоацетата і D-3-гідрокси-бутирата, тобто кетонових тіл.

Відео: ОБМІН ЛІПІДІВ - частина 5

У крові здорової людини кетонові тіла містяться лише в дуже невеликих концентраціях (в сироватці крові 0,03-0,2 ммоль / л). При патологічних станах (у осіб з важкою формою цукрового діабету. При голодуванні, а також у тварин з експериментальним гострим стрептозотоцинового або аллоксановим діабет) концентрація кетонових тіл у сироватці крові збільшується і може досягати 16-20 ммоль / л.

Слід підкреслити важливу роль кетонових тіл в підтримці енергетичного балансу. Кетонові тіла - поставщики «палива» для м`язів, нирок і діють, можливо, як частина регуляторного механізму зі зворотним зв`язком, запобігаючи надзвичайну мобілізацію жирних кислот з жирових депо. Печінка в цьому сенсі є винятком, вона не використовує кетонові тіла в якості енергетичного матеріалу.

Як зазначалося, основним місцем освіти ацетоацетата і 3-гід-роксібутірата служить печінку. З мітохондрій печінки ці сполуки дифундують в кров і переносяться до периферичних тканин.

Дійсно, серцевий м`яз і корковий шар нирок переважно використовують в якості «палива» ацетоацетат, а не глюкозу.

На противагу цьому глюкоза є головним «паливом» для мозку у осіб, які отримують збалансовану їжу. При голодуванні і діабеті мозок адаптується до використання ацетоацетата. Встановлено, що в умовах тривалого голодування 75% потреби мозку в «паливі» задовольняється за рахунок ацетоацетата.

Відомо, що в периферичних тканинах 3-гидроксибутират (? -оксімас-ляная кислота) здатний окислюватися до ацетоацетата, а останній активується з утворенням відповідного КоА-ефіру (ацетоацетил-КоА). Ацетоацетат може бути активований шляхом перенесення КоА з сукцинил-КоА в реакції. катализируемой специфічної КоА-трансферази. Утворився ацетоацетил-КоА далі розщеплюється тіолазу з утворенням 2 молекул ацетил-КоА, які потім включаються в цикл Кребса: