Könyvespolc

NCBI könyvespolc. A Nemzeti Orvostudományi Könyvtár, az Országos Egészségügyi Intézetek szolgáltatása.

biokémia

StatPearls [Internet]. Kincses Sziget (FL): StatPearls Publishing; 2020 jan-.

StatPearls [Internet].

Kiranjit K. Dhillon; Sonu Gupta .

Szerzői

Hovatartozások

Utolsó frissítés: 2020. április 6 .

Bevezetés

A ketogenezis egy metabolikus út, amely ketontesteket termel, amelyek alternatív energiaformát biztosítanak a test számára. A szervezet folyamatosan kis mennyiségben termel ketontesteket, amelyek normál körülmények között 22 ATP-t képesek előállítani, és főleg az inzulin szabályozza. A ketózis állapotában a ketontest-termelés fokozódik, ha csökken a szénhidrát vagy a zsírsavak száma. A ketoacidózis azonban akkor fordulhat elő, ha túl sok ketontest halmozódik fel, például kontrollálatlan cukorbetegség esetén. [1] [2] [3]

Molekuláris

A ketogenezis során zsírsavak lebontásával aceton, acetoacetát és béta-hidroxi-butirát molekula képződik. Ezek a ketonok vízoldható lipidmolekulák, amelyek két R-csoportból állnak, amelyek egy karbonilcsoporthoz kapcsolódnak (C = O). Mivel vízben oldódnak, szállításhoz nincs szükség lipoproteinekre. A három közül az acetoacetát és a béta-hidroxi-butirát savas, pKa értéke 3,6, illetve 4,7. [4] [5]

Funkció

Egészséges emberekben a test folyamatosan kis mennyiségű ketont állít elő, amelyeket a test használ fel energiához. Böjt idején, akár egy éjszakán át alvás közben is, a vérben megnő a ketontestek mennyisége. Az energia előállításának normális útjai vagy tárolt szénhidrátot, vagy nem szénhidrátot tartalmaznak. Ha elegendő szénhidrátkészlet áll rendelkezésre, a fő út a glikogenolízis. Ez magában foglalja az izomban és a májban lévő glikogénkészletek lebontását. A glükoneogenezist, a nem szénhidrátos forrásokból, például laktátból származó glükóztermelést gyakran használják, különösen testmozgással járó helyzetekben.

Amikor a szénhidrátkészletek jelentősen lecsökkennek, vagy a zsírsavkoncentráció nő, a ketogén út felülszabályozása és a ketontestek termelésének növekedése következik be. Ez olyan állapotokban tapasztalható, mint az 1-es típusú cukorbetegség, az alkoholizmus és az éhezés. A legtöbb szerv és szövet alternatív energiaforrásként használhatja a ketontesteket. Az agy fő energiaforrásként használja őket olyan időszakokban, amikor a glükóz nem áll rendelkezésre. Ennek oka, hogy a test más szerveitől eltérően az agynak abszolút minimális a glükózszükséglete. A szív általában zsírsavakat használ energiaforrásként, de használhat ketonokat is. A máj, bár az elsődleges hely, amely ketontesteket termel, nem használ ketontesteket, mert hiányzik a szükséges béta-ketoacil-CoA transzferáz enzim.

Gépezet

A ketogenezis elsősorban a májsejtek mitokondriumaiban fordul elő. A zsírsavakat karnitin-palmitoil-transzferáz (CPT-1) útján juttatják a mitokondriumba, majd béta-oxidáció útján acetil-CoA-ra bontják. Két acetil-CoA molekula átalakul acetoacetil-CoA-vá a tioláz enzim révén; ez más néven acetil-koenzim A-acetil-transzferáz (ACAT). Ezután az acetoacetil-CoA átalakul HMG-CoA-val a HMG-CoA szintáz enzim útján. A HMG-CoA liáz ezután átalakítja a HMG-CoA-t acetoacetáttá. Az acetoacetát nem enzimatikus dekarboxilezéssel akár acetonná, akár béta-hidroxi-butiráttá alakítható át béta-hidroxi-butirát-dehidrogenáz révén.

Az acetoacetát és a béta-hidroxi-butirát a két ketontest, amelyet a test használ energiához. Amint eljutnak az extrahepatikus szövetekbe, a béta-hidroxi-butirát átalakul acetoacetáttá a béta-hidroxi-butirát-dehidrogenáz enzim révén, az acetoacetát pedig a béta-ketoacil-CoA transzferáz enzim révén vissza acetil-CoA-vá. Az acetil-CoA megy keresztül a citromsav cikluson, és az oxidatív foszforilezés után molekulánként 22 ATP keletkezik. Az aceton nem alakul vissza acetil-CoA-vá, ezért vagy vizelettel ürül, vagy kilélegzik.

A ketogenezis szabályozása

A ketogenezist hormonok, például glükagon, kortizol, pajzsmirigyhormonok és katekolaminok szabályozhatják a szabad zsírsavak nagyobb lebomlásának előidézésével, ezáltal növelve a ketogén útban felhasználható mennyiséget. Ennek a folyamatnak azonban az inzulin a fő hormonális szabályozója.

Az inzulin a ketogén útban számos kulcsfontosságú enzimet szabályoz, és az alacsony inzulinállapot kiváltja a folyamatot. A alacsony inzulinszint állapot vezet: