Кетоновые тела

К кетоновым телам относятся ацетоацетат, 3-гидроксибутират и ацетон. Ацетоацетат и 3-гидроксибутират являются соединениями, в которых заключено значительное количество потенциальной химической энергии. Эти субстраты можно рассматривать как транспортную форму ацетильных остатков, поскольку превращения в ацетил-КоА является необходимым этапом их утилизации. Ацетон является конечным продуктом обмена и поэтому с энергетической точки зрения для каждого животного организма интереса не представляет.

Синтез кетоновых тел происходит в митохондриях гепатоцитов. Возможны два пути кетогенеза. Наиболее активный из них это гидроксиметилглутаратный цикл. Другой - малоактивный деацилазный.

Гидроксиметилглутаратный цикл

Конденсация двух ацетил-КоА приводит к образованию ацетоацетил-КоА. Последний конденсируясь с ацетил-КоА превращается в 3-гидрокси-3 метилглутарил-КоА (ГМГ-КоА). Затем ГМГ-КоА расщепляется на ацетил-КоА и ацетоацетат. Образование 3 гидроксибутирата осуществляется в результате восстановления ацетоацетата.

Ацетон является продуктом спонтанного декарбоксилирования ацетоацетата. Этот процесс происходит в ограниченных масштабах лишь при накоплении в организме ацетоацетата и 3 гидроксибутирата.

Деацилазный путь кетогенеза возможен после образования ацетоацетил-КоА, который в печени с участием ацетоацетил-КоА-гидролазы, гидролизуется до ацетоацетата.

Утилизация кетоновых тел. Как легко окисляемый энергетический материал ацетоацетат и 3 гидроксибутират широко используется экстрагепатическими тканями. Особенно велика их роль в поддержании энергетического гомеостаза при голодании. В этих условиях они служат основным видом метаболического топлива для мозга и более предпочтительным метаболическим источником энергии, чем жирные кислоты для почек, сердечной и скелетных мышц.

Их распад осуществляется в митохондриях внепеченочных клеток. Начальным этапом катаболизма 3 гидроксибутирата является его окисление до ацетоацетата, который затем подвергается ацилированию.

Образовавшийся ацетоацетил-КоА подвергается расщеплению на 2 ацетил-КоА, которые включаются в ЦТК.

Содержание кетоновых тел в организме определяется соотношением уровня кетогенеза, а печени и возможностью их утилизации в зкстрагепатических тканях. Оба эти процесса находятся в тесной зависимости от функциональной активности ЦТК. Блокирование ЦТК вследствие дефицита оксалоацетата, определяющего функциональную активность ЦТК, приводит к накоплению больших количеств ацетил-КоА и, как следствие, к избыточному образованию кетоновых тел. С другой стороны, блокирование ЦТК делает невозможным утилизацию кетоновых тел. Т.о. замыкается этот порочный круг.

Накопление кетоновых тел в организме приводит к кетоацидозу.