2.5.2. Кетогенез и его использование клетками

Каждый цикл β-окисления ВЖК, протекающий в митохондриях, требует для своего окончания свободного НSКоА. Такая форма кофермента обычно получается при альдольной конденсации ацетил-КоА и ОА (в начале ЦТК). Последняя структура образуется из ПВК – основного продукта гликолиза. Снижение его скорости (при голодании, сахарном диабете) замедляет образование ОА, и естественно высвобождение НSКоА, что грозит угнетением β-окисления. Для предотвращения неблагоприятных последствий ацетил-КоА начинает конденсироваться друг с другом, отрывая свободную форму кофермента ацилирования. Результатом подобного генеза являются β-гидроксибутират, ацетоацетат (кетоновые тела). Их соотношение определяется сочетанием НАДН И НАД⁺ (рис. 24).

СО₂

АцетилКоА

АцетилКоА

НОН НSКоА

ГидроксиметилглутарилКоА-синтаза*

ОН

СН₃-С-СН₂-С~SКоА

Ацетоацетил-КоА

О

О

НSКоА

Тиолаза

СН₃

ГМГ-КоА-лиаза

Ацетил-КоА

О

НООС-СН₂-С-СН₂-С~SКоА

β-гидрокси-β-метилглутарилКоА

О

СН₃-С-СН₂-С-ОН

Ацетоацетат

О

О

НАДН+Н⁺ НАД⁺

β-гидрокси-бутират-ДГ

СН₃-СН-СН₂-С-ОН

О

ОН

β-гидроксибутират

СН₃-С-СН₃

Ацетон

О

Рис. 24. Последовательность реакций кетогенеза

Обе кислоты легко выходят в плазму крови (в норме их величины не превышают 30 мг/л) и достигают периферических органов и тканей, где могут использоваться по следующим направлениям:

• в качестве энергосубстрата с регенерацией ацетил-КоА, который сгорает в цикле Кребса (рис. 25):

НSКоА

СукцинилКоА Сукцинат

СукцинилКоА-ацетоацетилКоА-трансфераза

СН₃-С-СН₂-С~SКоА

Ацетоацетил-КоА

О

О

Тиолаза

2

Н₃С-С~SКоА

Ацетил-КоА

О

СН₃-С-СН₂-С-ОН

Ацетоацетат

О

О

β-гидрокси-бутират-ДГ

СН₃-СН-СН₂-С-ОН

О

ОН

β-гидроксибутират

Рис. 25. Распад кетоновых тел

• б) как предшественники липогенеза – кетоновые тела принимают участие в реакциях синтеза ЖК, ХС и их производных.

Голодание, сахарный диабет провоцируют развитие гиперкетонемии, ацидоза. Для предотвращения этого явления включаются буферные системы, а также при подкислении среды молекула ацетоацетата разрушается до ацетона и СО₂ (рис. 24), которые выделяются через дыхательную систему, а сами кетоновые тела при превышении почечного порога секретируются в мочу (кетонурия).

2.5.3. Биосинтез триацилглицеролов

Данный процесс протекает в печени, жировой ткани и лактирующей молочной железе.

Синтез ТАГов начинается с глицерол-1-фосфата, который может образовываться двумя путями (рис. 26).

Для жировой ткани характерна низкая активность фермента глицеролкиназы, поэтому в липоцитах накопление ТАГ определяется достаточным количеством моносахаридов. Из этих углеводов в гликолизе образуется метаболит – диацилгидроксиацетонфрсфат (ДГАФ), который под действием глицеролфосфатдегидрогеназы с участием НАДН + Н⁺ преобразуется в глицерол-1-фосфат.

Рис. 26. Этапы синтеза триацилглицеролов

Оба компонента нейтрального жира: и ацилВЖК, и глицерол-1-фосфат получаются из фосфорилированной глюкозы (рис. 27). Если в адипоцит и попадёт глицерол, он не способен участвовать в синтезе ТАГ-ов, так как в этих клетках отсутствует глицеролкиназа – фермент, активирующий данный спирт, без чего последний не может вступать в реакции.

Рис. 27. Схема синтеза нейтральных жиров в адипоцитах