Ketonkroppar

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 5 september 2016; kontroller kräver 17 redigeringar .

Ketonkroppar (synonym: acetonkroppar , aceton [vanlig medicinsk jargong]) är en grupp metaboliska produkter som bildas i levern från acetyl- CoA [2] :

Historisk bakgrund

Tidigare idéer om att ketonkroppar är mellanprodukter av beta-oxidation av fettsyror visade sig vara felaktiga [2] :

Metabolism av ketonkroppar

Aceton i blodplasma finns normalt i extremt låga koncentrationer, bildas som ett resultat av spontan dekarboxylering av acetoättiksyra och har ingen bestämd fysiologisk betydelse [2] Omvandlingen till aceton sker också på grund av acetoacetatdekarboxylasets arbete. (Se Fundamentals of Biochemistry. Nelson, Cox, 2014, v.2, s.252)

Det normala innehållet av ketonkroppar i blodplasma hos människor och de flesta däggdjur (med undantag för idisslare) är 1...2 mg% (enligt aceton). Med en ökning av deras koncentration över 10 ... 15 mg% övervinner de njurtröskeln och bestäms i urinen . Närvaron av ketonkroppar i urinen indikerar alltid utvecklingen av ett patologiskt tillstånd.

Ketonkroppar syntetiseras i levern från acetyl-CoA: [2]

I det första steget syntetiseras acetoacetyl-CoA från två molekyler av acetyl-CoA. Denna reaktion katalyseras av enzymet acetoacetyl-CoA tiolas: Ac-CoA + Ac-CoA → H3C -CO- CH2 - CO-S-CoA . Sedan, under påverkan av enzymet hydroximetylglutaryl-CoA-syntas , ansluter en annan acetyl-CoA-molekyl: H 3 C–CO–CH 2 –CO–S–CoA + Ac–CoA → HOOC–CH 2 –COH(CH 3 )–CH 2 –CO–S–CoA . Den resulterande β-hydroxi-β-metylglutaryl-CoA (HMG-KoA) kan delas upp i acetoättiksyra (acetoacetat) och acetyl-CoA under verkan av enzymet hydroximetylglutaryl-CoA-lyas :HOOC−CH2− COH (CH3 ) −CH2 −CO −S−CoA → H3C −CO −CH2 − COOH + Ac — CoA . Acetoättiksyra kan reduceras med deltagande av NAD-beroende D-p-hydroxibutyratdehydrogenas ; detta bildar D-β-hydroxismörsyra (D-β-hydroxibutyrat). Enzymet är specifikt för D-stereoisomeren och verkar inte på CoA-estrar. [2] H3C -CO- CH2 - COOH + NADH → H3C - CHOH -CH2 - COOH . Acetoättiksyra i ämnesomsättningsprocessen kan oxideras till aceton med frisättning av en koldioxidmolekyl: [1] H3C −CO− CH2 − COOH → CO2 + H3C − CO − CH3 .

Alternativ sökväg

Det finns en andra väg för syntesen av ketonkroppar:

Acetoacetyl-CoA bildas genom kondensation av två molekyler av acetyl-CoA och kan klyva coenzym A med bildandet av fri acetoättiksyra [3] . Processen katalyseras av enzymet acetoacetyl-CoA hydrolas (deacylas), men denna väg är inte väsentlig vid syntesen av acetoättiksyra, eftersom deacylasaktiviteten i levern är låg. [2] H3C -CO- CH2 -CO-S-CoA + H2O → H3C - CO -CH2 - COOH + CoA - SH .

Ketonkropparnas biologiska roll

I en frisk persons blodplasma finns ketonkroppar i mycket små koncentrationer. Men under patologiska tillstånd (långvarig fasta, tung fysisk ansträngning, svår diabetes mellitus ) kan koncentrationen av ketonkroppar öka avsevärt och nå 20 mmol/l (ketonemi). Ketonemi , acetonemi (en ökning av koncentrationen av ketonkroppar i blodet) uppstår när balansen störs - hastigheten för syntes av ketonkroppar överstiger hastigheten för deras användning av perifera vävnader i kroppen. [2]

Under de senaste decennierna har bevis ackumulerats som indikerar vikten av ketonkroppar för att upprätthålla energibalansen. Ketonkroppar är bränsle för muskelvävnad, njurar och fungerar troligen som en del av en återkopplingsreglerande mekanism för att förhindra överdriven mobilisering av fettsyror från fettdepåer. [2] Under fasta är ketonkroppar en av de viktigaste energikällorna för hjärnan . [4] [5] Levern , som syntetiserar ketonkroppar, kan inte använda dem som energimaterial (har inte de lämpliga enzymerna).

I perifera vävnader oxideras β-hydroxismörsyra till acetoättiksyra, som aktiveras för att bilda motsvarande CoA-ester (acetoacetyl-CoA). Det finns två enzymatiska aktiveringsmekanismer: [2]

H 3 C—CO—CH 2 —COOH  ( Acetoättiksyra )

|

+  ATP  +  HS-CoA  Acyl-CoA-syntetas  →  AMP  +  FF n

↓

H 3 C-CO-CH 2 -CO-S-CoA  ( Acetoacetyl-CoA )

HOOC-CH 2 -CH 2 -CO-S-CoA  ( Succinyl-CoA )  +  H 3 C-CO-CH 2 -COOH  ( Acetoättiksyra )

↓↑

HOOC-CH 2 -CH 2 -COOH  ( succinat )  +  H 3 C-CO-CH 2 -CO-S-CoA  ( Acetoacetyl-CoA )

Acetoacetyl-CoA som bildas under dessa reaktioner utsätts vidare för tiolitisk klyvning i mitokondrier med bildning av två acetyl-CoA-molekyler, som i sin tur är råmaterialet för Krebs -cykeln (trikarboxylsyracykeln ), där de oxideras till CO 2 och H 2 O.

H 3 C-CO-CH 2 -CO-S-CoA  ( Acetoacetyl-CoA )

|

+ HS-CoA  →  H3C — CO —S-CoA

↓

H 3 C-CO-S-CoA  (  Acetyl-CoA )

En ökning av innehållet av ketonkroppar i kroppen kan vara förknippad med en brist på kolhydrater när det gäller att förse kroppen med energi, och inträffar även när synteshastigheten av ketonkroppar överstiger hastigheten för deras användning.

Laboratoriediagnostik

För kvalitativ bestämning av innehållet av ketonkroppar i urin i laboratoriet används färgprover av Lange, Legal, Lestrade och Gerhard.

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 Tyukavkina N. A., Baukov Yu. I. Bioorganisk kemi. - M .: Medicin, 1985. - 480 sid.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Berezov T. T., Korovkin B. F. Biologisk kemi: Lärobok / Pod. ed. acad. USSR Academy of Medical Sciences S. S. Debova. - 2:a upplagan, reviderad. och tillägg - M .: Medicin, - 1990. - 528 sid. ISBN 5-225-01515-8 .
  3. ↑ Acetoättiksyra // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus och Efron  : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.
  4. ↑ Mary K. Campbell, Shawn O. Farrell. Biokemi  (neopr.) . — 5:a. — Cengage Learning, 2006. - S.  579 . — ISBN 0534405215 .
  5. ↑ Cahill, George F. Bränslemetabolism i svält   // Annual Review of Nutrition : journal. - 2006. - Vol. 26 . — S. 1 . - doi : 10.1146/annurev.nutr.26.061505.111258 . Arkiverad från originalet den 2 december 2011. Arkiverad kopia (inte tillgänglig länk) . Hämtad 22 januari 2011. Arkiverad från originalet 2 december 2011. 

Se även