45. Пути обмена ацетил-КоА . Обмен кетоновых тел .

Под термином «кетоновые тела» понимают ацетоуксусную кислоту ( СН3СОСН2 – СООН ), в-гидрооксибутират ( СН3 – СНОН – СН2 – СООН ) и ацетон ( СН3 – С – СН3 )

||

O

Синтез кетоновых тел происходит в печени из ацетил-КоА :

1) СН3 – СOSKoA + CH3 – COSKoA ацетилКоА-тиолаза СН3 – СО – СН2 – СО – SKoA + HSKoA

ацетоацетилтиолаза

2) СН3 – СО – СН2 – СО – SKoA + СН2 – СО – SKoA

в-гидрооксиметилглутарил-КоА

синтетаза

OH

|

HOOC – CH2 – C – CH2 – CO – S-KoA в-окси-в-метилглутарил-КоА

|

CH2

OH

| гидрооксиметилглутарил-КоАлиаза

3) HOOC – CH2 – C – CH2 – CO – S-KoA СН3 – СО – СН2 – СООН +

| ацетоуксусная кислота

CH2

+ СН3 – СО – SKoA

ацетилКоА

в-гидрооксибутиратдегидрогеназа

4) СН3 – СО – СН2 – СООН + НАД*Н2 СН3 – СН – СН2 –СООН +

|

OH

+ НАД в-гидрооксибутират

Существует и второй путь синтеза кетоновых тел :

CH3 – CO – CH2 – CO – S-KoA + H2O CH3 – CO – CH2 – COOH + HSKoA

деацилаза

Кетоновые тела играют важную роль в поддержании энергетического гомеостаза . Кетоновые тела – поставщики топлива для мышц , мозга , почек и они предотвращают чрезвычайную мобилизацию жирных кислот из жировых депо . Печень в этом смысле является исключением , она не использует кетоновые тела в качестве энергетического материала .

В период пищеварения происходит усиленный синтез жирных кислот и в цитоплазме накапливается промежуточный продукт этого процесса малонилКоА , высокая концентрация которого будет тормозить переход жирных кислот через мембрану митохондрий , следовательно , будет затормаживаться в-окисления , а значит и образование кетоновых тел . В этот период отмечается высокая концентрация инсулина и глюкозы и , следовательно , основным источником энергии является глюкоза .

В постадсорбционном периоде концентрация инсулина и глюкозы низкая , но концентрация глюкагона повышается синтез малонилКоА ( и вообще синтез жирных кислот ) резко замедляется . Тогда жирные кислоты беспрепятственно проходят в митохондрии , подвергаются в-окислению . Из образовавшегося ацетилКоА синтезируются кетоновые тела , а глюкоза в этот период сохраняется для мозга .

В периферических тканях в-гидрооксибутират окисляется до ацетоуксусной кислоты , а последняя активируется 2-мя путями до ацетоацетил-КоА :

в-гидрооксибутират

1) СН3 – СНОН – СН2 – СООН + НАД СН3 – СО – СН2 - СООН

дегидрогеназа

2) 1-й путь активации ацилКоАсинтетаза

СН3 – СО – СН2 – СООН + АТФ + HSKoA СН3 – СО – СН2 – СО – SKoA + АМФ ацетоацетилКоА

2-й путь активации ( более приемлемый ) сукцинил-КоА-ацетоацетат

СН3 – СО – СН2 – СООН + НООС – СН2 – СН2 – СО – SKoA

Ацетоацетат сукцинилКоА трансфераза

СН3 – СО – СН2 – СО – SKoA + НООС – СН2 – СН2 – СООН сукцинат

3) СН3 – СО – СН2 – СО – SKoA + HSKoA 2CH3 – CO – SKoA

ацетоацетилКоАтиолаза

ЦТК

ОБЩАЯ СХЕМА МЕТАБОЛИЗМА КЕТОНОВЫХ ТЕЛ

Печень Кровь Периферические органы

ацетилКоА СЖК ацетилКоА ЦТК

кетоновые кетоновые кетоновые тела

тела тела

моча

Методы определения ацетона и ацетоуксусной кислоты .

1) Проба Легаля на ацетон:

- 1 капля мочи + 1 капля 10% NaOH + 1 капля нитропруссида натрия . При положительной реакции наблюдается оранжево-красное окрашивание. При дополнительном добавлении 3-х капель СН3СООН наблюдается вишнёво-красное окрашивание .

2) Проба Герхарда на ацетоацетат :

- 5 капель мочи + 5% р-р FeCl3 и по каплям добавлять FePO4 , в случае наличия ацетоацетата наблюдается вишнёво-красное окрашивание .

Данные положительной реакции свидетельствуют о кетонурии , которая является следствием кетонеми .

Кетонемия наблюдается при голодании , при сахарном диабете и объясняется следующим образом :

и диабет и голодание сопровождается резким сокращением запасов гликогена . Многие ткани и органы находятся в состоянии энергетического голода ( так как при недостатке инсулина глюкоза не может поступать в клетки ) . В этой ситуации импульсы от орецепторов клеток , испытывающих энергетический голод , поступают в ЦНС и резко усиливают липолиз и мобилизацию жирных кислот из жировых депо в печень . В печени происходит интенсивное в-окисление и образование большого количества кетоновых тел . Очень большое количество кетоновых тел поступает в периферические ткани , которые не в состоянии их использовать в таком количестве , и кетоновые тела накапливаются в крови , а как только их концентрация в крови превысит почечный порог , они появляются в моче .