Ketogenesis Jenis badan, sintesis dan degradasi

The Ketogenesis Ini adalah proses yang mana acetoacetate, β-hydroxybutirate dan aseton diperolehi, yang bersama-sama dipanggil badan keton. Mekanisme yang rumit dan halus ini dijalankan dalam mitokondria, dari katabolisme asid lemak.

Mendapatkan badan keton berlaku apabila badan tertakluk kepada tempoh puasa yang lengkap. Walaupun metabolit ini kebanyakannya disintesis dalam sel -sel hati, mereka didapati sebagai sumber tenaga yang penting dalam tisu yang bervariasi, seperti otot rangka dan tisu jantung dan serebrum.

Sumber: SAV VAS [CC0]

Β-hydroxibutirate dan acetoacetate adalah metabolit yang digunakan sebagai substrat dalam otot jantung dan kulit buah pinggang. Di dalam otak, badan keton menjadi sumber tenaga penting apabila badan telah meletihkan rizab glukosa.

[TOC]

Ciri -ciri umum

Ketogenesis dianggap sebagai laluan fisiologi atau metabolik yang sangat penting. Umumnya, mekanisme ini dijalankan di hati, walaupun telah ditunjukkan bahawa ia dapat dilakukan dalam tisu lain yang mampu memetabolisme asid lemak.

Pembentukan badan keton adalah terbitan metabolik utama asetil-CoA. Metabolit ini diperoleh dari laluan metabolik yang dikenali sebagai β-pengoksidaan, yang merupakan kemerosotan asid lemak.

Ketersediaan glukosa dalam tisu di mana β-pengoksidaan berlaku menentukan destinasi metabolik asetil-CoA. Dalam keadaan tertentu asid lemak teroksida diarahkan hampir sepenuhnya kepada sintesis badan keton.

Jenis dan sifat badan keton

Badan ketonik utama adalah asetoaketat atau asid acetoacetic, yang kebanyakannya disintesis dalam sel hati. Dari acetoacetate, molekul lain yang membentuk badan keton diperolehi.

Pengurangan asid acetoacetic menimbulkan D-β-hydroxybutirate, badan ketonik kedua. Acetone adalah sebatian yang sukar untuk merendahkan dan dihasilkan oleh tindak balas decarboxylation spontan acetoacetate (jadi ia tidak memerlukan campur tangan enzim mana -mana), apabila ia hadir dalam kepekatan tinggi dalam darah.

Denominasi badan ketone telah diatur oleh konvensyen, sejak ketat β-hydroxybutirate tidak mempunyai fungsi ketone. Tiga molekul ini larut dalam air, yang memudahkan pengangkutan darah mereka. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan tenaga kepada tisu tertentu sebagai otot rangka dan jantung.

Enzim -enzim yang terlibat dalam pembentukan badan ketone adalah terutamanya di hati dan buah pinggang, yang menjelaskan bahawa kedua -dua lokasi ini adalah pengeluar utama metabolit ini. Sintesisnya hanya berlaku dan eksklusif dalam matriks mitokondria sel.

Ia boleh melayani anda: sporulasi: dalam tumbuhan, dalam kulat dan bakteria

Sebaik sahaja molekul ini telah disintesis, mereka pergi ke aliran darah yang menangani tisu yang memerlukannya, di mana mereka merendahkan sehingga asetil-CoA.

Sintesis badan keton

Keadaan untuk ketogenesis

Destinasi metabolik acetyl-CoA dari β-pengoksidaan bergantung kepada keperluan metabolik organisma. Ini dioksidakan ke Co₂ dan h₂Atau melalui kitaran asid sitrik atau sintesis asid lemak, jika metabolisme lipid dan karbohidrat stabil di dalam badan.

Apabila badan memerlukan karbohidrat, oxalacetate digunakan untuk pembuatan glukosa (gluconeogenesis) dan bukannya memulakan kitaran asid sitrik. Ini berlaku, seperti yang disebutkan, apabila badan mempunyai ketidakupayaan untuk mendapatkan glukosa, dalam kes -kes seperti puasa berpanjangan atau kehadiran diabetes.

Disebabkan ini, asetil-CoA yang disebabkan oleh pengoksidaan asid lemak digunakan untuk pengeluaran badan keton.

Mekanisme

Proses ketogenesis bermula dari produk β-pengoksidaan: acetacetyl-CoA atau acetyl-CoA. Apabila substrat adalah acetyl-CoA, langkah pertama terdiri daripada pemeluwapan dua molekul, reaksi transferase asetil-CoA, untuk menghasilkan acetacetyl-CoA.

Acetacetyl-CoA dipamerkan dengan acetyl-CoA ketiga dengan tindakan synthase HMG-CoA, untuk menghasilkan HMG-CoA (β-hydroxy- β-methylglutaril-CoA). HMG-CoA terdegrad. Dengan cara ini badan ketonik pertama diperolehi.

Acetoacetate dikurangkan kepada β-hydroxybutirate dengan campur tangan β-hydroxybutirate dehydrogenase. Tindak balas ini bergantung pada nadh.

Badan acetoacetate ketonik utama adalah β-cethoacid, yang mengalami decarboxylation bukan enzimatik. Proses ini mudah dan menghasilkan aseton dan co_2.

Siri tindak balas ini menghasilkan badan keton. Ini larut dalam air dapat diangkut dengan cara yang mudah melalui peredaran darah, tanpa perlu menambat ke struktur albumin, seperti halnya asid lemak yang tidak larut dalam medium berair.

Β-pengoksidaan dan ketogenesis berkaitan

Metabolisme asid lemak menghasilkan substrat untuk ketogenesis, jadi kedua -dua cara ini berkaitan dengan fungsi.

Acetoacethyl-CoA adalah perencat metabolisme asid lemak, kerana ia menghentikan aktiviti dehidrogenase acyl-CoA yang merupakan enzim pertama β-pengoksidaan. Di samping.

Enzim sintetik HMG-CoA, tertakluk kepada CPT-I (enzim yang terlibat dalam pengeluaran karnitin acyl dalam β-pengoksidaan), merupakan peranan pengawalseliaan yang penting dalam pembentukan asid lemak.

Ia boleh melayani anda: Flora dan Fauna Zacatecas: Spesies Lebih Banyak

Peraturan β-pengoksidaan dan kesannya terhadap ketogenesis

Makan organisma mengawal set isyarat hormon yang kompleks. Karbohidrat, asid amino dan lipid yang digunakan dalam diet disimpan dalam bentuk triacylglyceroles dalam tisu adipose. Insulin, hormon anabolik, campur tangan dalam sintesis lipid dan pembentukan triacylglyceroles.

Di peringkat mitokondria, β-pengoksidaan dikawal oleh kemasukan dan penyertaan beberapa substrat dalam mitokondria. Enzim cpt i mensintesis acil karnitin dari acil acil acil.

Apabila badan diberi makan, karboksilase dan sitrat asetil-CoA meningkatkan tahap CPT I, sementara mengurangkan fosforilasinya (tindak balas bergantung kitaran amp).

Ini menyebabkan pengumpulan CoA malonil, yang merangsang sintesis asid lemak dan menghalang pengoksidaannya, mencegah kitaran sia -sia daripada dihasilkan.

Dalam kes puasa, aktiviti karboksilase sangat rendah kerana tahap enzim CPT saya telah dikurangkan dan juga telah memfosforasikan, mengaktifkan dan mempromosikan pengoksidaan lipid, yang kemudiannya akan membolehkan pembentukan badan keton melalui asetil -Coa.

Degradasi

Badan keton tersebar di luar sel -sel di mana ia disintesis dan diangkut ke tisu periferal oleh aliran darah. Dalam tisu -tisu ini, mereka boleh dioksidakan melalui kitaran asid tricarboxylic.

Dalam tisu periferal β-hydroxybutirate dioksidakan ke acetoacetate. Selanjutnya acetoacetate sekarang diaktifkan oleh tindakan enzim transferase 3-zoa.

Succinil-coa bertindak sebagai penderma CoA menjadi succinate. Pengaktifan acetoacetate berlaku untuk mengelakkan succinyl-CoA.

Aceoacetyl-CoA yang dihasilkan mengalami pecah thiolithic yang menghasilkan dua molekul asetil-CoA yang dimasukkan ke dalam kitaran asid trikarboksilat, lebih dikenali sebagai kitaran Krebs.

Sel-sel hepatik tidak mempunyai pemindahan 3-cotoacil-CoA, menghalang metabolit ini daripada diaktifkan dalam sel-sel ini. Dengan cara ini dijamin bahawa badan keton tidak mengoksida dalam sel -sel di mana ia dihasilkan, tetapi mereka boleh dipindahkan ke tisu di mana aktiviti mereka diperlukan.

Kaitan perubatan badan ketone

Di dalam tubuh manusia, kepekatan badan keton yang tinggi dalam darah boleh menyebabkan keadaan khas yang disebut asidosis dan ketonemia.

Boleh melayani anda: sphingomyeline: apakah, struktur, fungsi, sintesis

Pembuatan metabolit ini sepadan dengan katabolisme asid lemak dan karbohidrat. Salah satu punca yang paling biasa dalam keadaan ketogenesis patologi adalah kepekatan tinggi serpihan dicarbonat asetik yang tidak merendahkan laluan pengoksidaan asid trikarboksilat.

Akibatnya, terdapat peningkatan tahap badan keton darah melebihi 2 hingga 4 mg/100 n dan kehadiran mereka dalam air kencing. Ini diterjemahkan ke dalam gangguan metabolisme perantara metabolit ini.

Kecacatan tertentu dalam faktor neuroglandular pituitari yang mengawal degradasi dan sintesis badan keton, bersama -sama dengan gangguan dalam metabolisme hidrokarbon, adalah punca keadaan hiperketonemia.

Diabetes mellitus dan pengumpulan badan ketonik

Diabetes mellitus (jenis 1) adalah penyakit endokrin yang menyebabkan peningkatan dalam pengeluaran badan keton. Insulin Pengeluaran yang tidak mencukupi melumpuhkan glukosa kepada otot, hati dan tisu adiposa, sehingga terkumpul darah.

Sel -sel tanpa glukosa memulakan proses glukoneogenesis dan kemerosotan lemak dan protein untuk memulihkan metabolisme mereka. Akibatnya, kepekatan oxalacetate menurun dan meningkatkan pengoksidaan lipid.

Pengumpulan acetyl-CoA berlaku, yang tanpa ketiadaan oxalacetate tidak dapat mengikuti jalan asid sitrik, kemudian menyebabkan pengeluaran tinggi badan keton, ciri penyakit ini.

Pengumpulan aseton dikesan oleh kehadirannya dalam air kencing dan dalam nafas orang yang membentangkan keadaan ini, dan sebenarnya salah satu gejala yang menunjukkan manifestasi penyakit ini.

Rujukan

1. Blázquez Ortiz, C. (2004). Ketogenesis dalam Astrocytes: Pencirian, Peraturan dan Kemungkinan Kertas Cytoprotective (Doktor disertasi, melengkapkan Universiti Madrid, Perkhidmatan Penerbitan).
2. Devlin, t. M. (1992). Buku Teks Biokimia: Dengan Korelasi Klinikal.
3. Garrett, r. H., & Grisham, c. M. (2008). Biokimia. Thomson Brooks/Cole.
4. McGar, j. D., Mannaerts, g. P., & Foster, D. W. (1977). Peranan yang mungkin untuk Malonyl-CoA dalam peraturan pengoksidaan asid lemak hepatik dan ketogenesis. Jurnal Penyiasatan Klinikal, 60(1), 265-270.
5. Melo, v., Ruiz, v. M., & Cuamatzi, atau. (2007). Biokimia proses metabolik. Reverte.
6. Nelson, d. L., Lehninger, a. L., & Cox, m. M. (2008). Prinsip Biokimia Lehninger. Macmillan.
7. Pertierra, a. G., Gutiérrez, c. V., & Yang lain, c. M. (2000). Asas Biokimia Metabolik. Editorial Tébar.
8. Voet, d., & Voet, j. G. (2006). Biokimia. Ed. Pan -American Medical.