• Метаболизм кетоновых тел

К кетоновым телам относятся ацетоуксусная кислота (ацетоацетат), b-гидроксимасляная кислота (b-гидроксибутират) и ацетон.

Ацетон образуется в результате декарбоксилирования ацетоуксусной кислоты, в крови в норме присутствует в крайне низких концентрациях и вероятно не имеет определенного физиологического значения.

СООН СООН СН₃

½ ½ ½

СН₂ СН₂ С = О

½ ½ ½

С = О Н - С - ОН СН₃

½ ½

СН₃ СН₃

Ацетоуксусная кислота b-D- гидроксимасляная кислота ацетон

Кетоновые тела синтезируются в печени в результате функционирования так называемого b-гидрокси-b-метилглутарил-КоА пути. На первом этапе происходит взаимодействие 2-х молекул ацетил-КоА при участии фермента тиолазы. В результате образуется ацетоацетил-КоА, далее реагирующий с новой молекулой ацетил-КоА. Продуктом этой реакции (ее катализирует фермент синтетаза) является b-гидрокси-b-метилглутарил-КоА. Далее это соединение под действием b-гидрокси-b-метилглутарил-КоА-лиазы распадается на ацетил-КоА и ацетоуксусную кислоту, которая может восстанавливаться до b-гидроксимасляной кислоты при участии b-гидроксибутиратдегидрогеназы и НАДН(Н⁺). Данный фермент специфичен только по отношению к D-стереоизомеру.

О О О O

// // // // Н₂О

2 СН₃ – С ~ S – КоА ¾¾¾® СН₃ – С – СН₂ - С ~ S – КоА + СН₃ – С ~ S – КоА ¾¾¾®

ацетил-КоА - КоА-SH ацетоацетил-КоА КоА-SH

СООН СООН СООН

½ ½ ½

СН₂ О СН₂ СН₂

½ // ½ НАДН(Н⁺) ½

¾¾¾® НО - С – СН₃ ¾¾¾® СН₃ – С ~ S – КоА + С = О ¾¾¾® Н – С - ОН

½ ½ НАД ½

СН₂ O СН₃ СН₃

½ // ацетоацетат b-D-гидроксибутират

С ~ S - KoA

b-гидрокси-b-метил-глутарил-КоА

Существует также и другой путь синтеза кетоновых тел. Образовавшийся в ходе конденсации 2-х молекул активной уксусной кислоты ацетоацетил-КоА, может подвергаться ферментативным путем деацилированию с образованием свободной ацетоуксусной кислоты.

Ацетоацетил-КоА + Н₂О ® ацетоацетат + КоА-SH

Однако данный путь не имеет существенного значения, так как активность деацилазы в печени низкая.

У жвачных животных большая часть кетоновых тел образуется не в печени, а в эпителиальной ткани преджелудков из кетогенных низкомолекулярных жирных кислот, поступающих из рубца. Только образование b-гидроксимасляной кислоты происходит в печени из ацетоуксусной кислоты, поступающей с кровью из преджелудков. Схема синтеза и использования кетоновыхз тел показана на рис. 13.

Печень не использует кетоновые тела. Они являются энергетическим топливом для мышц, мозга, почек.

Рис. 13. Схема синтеза и использования кетоновых тел.

b-гидроксимасляная кислота окисляется до ацетоуксусной в присутствии фермента b-гидроксибутиратдегидрогеназы и НАД⁺. Ацетоацетат взаимодействует с сукцинил-КоА под действием трансферазы. В результате этой реакции образуются сукцинат и ацетоацетил-КоА, который в дальнейшем при участии фермента тиолазы расщепляется на 2 молекулы ацетил-КоА.

НАД

b-гидроксибутират ¾¾¾¾® ацетоацетат + сукцинил-КоА ¾¾¾¾®

НАДН(Н⁺)

КоА-SH

¾¾¾¾® сукцинат + ацетоацетил-КоА ¾¾¾¾® 2 ацетил-КоА

Окисление b-гидроксибутирата дает 27 молекул АТФ, ацетоацетата – 24 АТФ.

Кетоновые тела действуют как часть регуляторного механизма с обратной связью, предотвращая мобилизацию жирных кислот из жировых депо, так как последние в высоких концентрациях токсичны для организма.