Синтез кетоновых тел

Ацетил-КоА включается в ЦТК в условиях, когда расщепление жиров и углеводов сбалансировано. Ускоренный катаболизм жирных кислот или сниженный уровень использования углеводов (как по отдельности, так и в сочетании) могут приводить к накоплению ацетил-КоА и синтезу из него кетоновых тел.Синтез кетоновых тел протекает в печени. Ферменты локализованы в матриксе митохондрий.

1. 2 молекулы ацетил-КоА конденсируются с образованием ацетоацетил-КоА. Фермент – ацетил-КоА-ацетилтрансфераза.

2. Ацетоацетил-КоА взаимодействует с третьей молекулой ацетил-КоА. Образуется β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА (ГМГ-КоА). Фермент – ГМГ-КоА синтаза.

3.ГМГ-КоА-лиаза расщепляет ГМГ-КоА до ацетоацетата и ацетил-КоА.

4. Ацетоацетат спонтанно декарбоксилируется с образованием ацетона или восстанавливается с помощью b-гидроксибутират-дегидрогеназы до b-гидроксибутирата. Ацетоацетат, ацетон и b-гидроксибутират - кетоновые тела.

В норме образуется небольшое количество кетоновых тел.

Кетоновые тела являются водорастворимыми молекулами и транспортируются к различным органам. Ацетоацетат и β-гидроксибутират являются важными источниками энергии для скелетных мышц, сердечной мышцы и мозга. В тканях, где отсутствуют митохондрии (эритроциты) кетоновые тела не используются.

В печени ацетоацетат не может окисляться, поскольку отсутствует фермент тиофораза, необходимый для использования кетоновых тел. В периферических тканях β-гидроксибутират превращается в ацетоацетат, который активируется в ацетоацетил-КоА митохондриальным ферментом тиофоразой. Источником HS-КоА является сукцинил-КоА (промежуточный продукт ЦТК). Тиоалаза расщепляет ацетоацетил-КоА до 2-х молекул ацетил-КоА.

Кетогенез регулируется гормонами: глюкагон – активирует, инсулин – ингибирует.

При голодании и диабете образуется избыток кетоновых тел. Это приводит к их накоплению в крови и развитию метаболического ацидоза. При большом избытке кетоновых тел они выводятся почками, т. е. возникает кетонурия. В тяжелых случаях ацетон выводится через легкие и может быть обнаружен в выдыхаемом воздухе.