Bibliotecă NCBI. Un serviciu al Bibliotecii Naționale de Medicină, Institutele Naționale de Sănătate.

bibliotecă

StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2020 ianuarie-.

StatPearls [Internet].

Kiranjit K. Dhillon; Sonu Gupta .

Autori

Afilieri

Ultima actualizare: 6 aprilie 2020 .

Introducere

Ketogeneza este o cale metabolică care produce corpuri cetonice, care oferă o formă alternativă de energie pentru organism. Corpul produce în mod constant cantități mici de corpuri cetonice care pot produce 22 de ATP în condiții normale și este reglementat în principal de insulină. Într-o stare de cetoză, producția corpului cetonică este crescută atunci când există scăderea carbohidraților sau creșterea acizilor grași. Cu toate acestea, cetoacidoza poate apărea dacă se acumulează prea multe corpuri cetonice, cum ar fi în cazurile de diabet necontrolat. [1] [2] [3]

Molecular

Ketogeneza produce molecule de acetonă, acetoacetat și beta-hidroxibutirat prin descompunerea acizilor grași. Aceste cetone sunt molecule lipidice solubile în apă formate din două grupe R atașate la o grupare carbonil (C = O). Deoarece sunt solubile în apă, nu necesită lipoproteine ​​pentru transport. Dintre cele trei, acetoacetatul și beta-hidroxibutiratul sunt acide, având valori pKa de 3,6 și respectiv 4,7. [4] [5]

Funcţie

La oamenii sănătoși, corpul produce continuu o cantitate mică de cetone pentru a fi folosite de organism pentru energie. În perioadele de post, chiar și peste noapte în timp ce dormi, cantitatea de corpuri cetonice din sânge crește. Căile normale de a crea energie implică fie substanțe carbohidrat stocate, fie substanțe non-glucidice. Când sunt disponibile depozite ample de carbohidrați, principala cale utilizată este glicogenoliza. Aceasta implică defalcarea depozitelor de glicogen din mușchi și ficat. Gluconeogeneza, producția de glucoză din surse non-glucidice, cum ar fi lactatul, este adesea utilizată, de asemenea, în special în situații care implică exerciții fizice.

Când depozitele de carbohidrați sunt semnificativ reduse sau concentrația de acizi grași este crescută, există o reglare ascendentă a căii ketogenice și o producție crescută de corpuri cetonice. Acest lucru poate fi văzut în condiții precum diabetul de tip 1, alcoolismul și foamea. Majoritatea organelor și țesuturilor pot folosi corpurile cetonice ca sursă alternativă de energie. Creierul le folosește ca sursă majoră de energie în perioadele în care glucoza nu este ușor disponibilă. Acest lucru se datorează faptului că, spre deosebire de alte organe din corp, creierul are o cerință minimă absolută de glucoză. Inima folosește de obicei acizii grași ca sursă de energie, dar poate folosi și cetone. Ficatul, deși site-ul principal care produce corpuri cetonice, nu folosește corpuri cetonice, deoarece nu are enzima necesară beta-cetoacil-CoA transferază.

Mecanism

Ketogeneza apare în primul rând în mitocondriile celulelor hepatice. Acizii grași sunt aduși în mitocondrii prin intermediul carnitinei palmitoiltransferazei (CPT-1) și apoi descompuși în acetil CoA prin beta-oxidare. Două molecule de acetil-CoA sunt transformate în acetoacetil-CoA prin intermediul enzimei tiolază; aceasta este, de asemenea, cunoscută sub numele de acetil coenzima A acetiltransferază (ACAT). Ulterior, acetoacetil-CoA este transformat în HMG-CoA prin enzima HMG-CoA sintază. HMG-CoA liasă convertește apoi HMG-CoA în acetoacetat. Acetoacetatul poate fi transformat fie în acetonă prin decarboxilare non-enzimatică, fie în beta-hidroxibutirat prin beta-hidroxibutirat dehidrogenază.

Acetoacetatul și beta-hidroxibutiratul sunt cele două corpuri cetonice utilizate de organism pentru energie. Odată ce ajung la țesuturile extrahepatice, beta-hidroxibutiratul este transformat în acetoacetat prin enzima beta-hidroxibutirat dehidrogenază, iar acetoacetatul este transformat înapoi în acetil-CoA prin intermediul enzimei beta-cetoacil-CoA transferază. Acetil-CoA trece prin ciclul acidului citric și, după fosforilarea oxidativă, produce 22 ATP pe moleculă. Acetona nu se transformă înapoi în acetil-CoA, deci este fie excretată prin urină, fie expirată.

Reglarea cetogenezei

Ketogeneza poate fi reglată în sus de hormoni precum glucagon, cortizol, hormoni tiroidieni și catecolamine, provocând o descompunere mai mare a acizilor grași liberi, crescând astfel cantitatea disponibilă pentru a fi utilizată pe calea ketogenică. Cu toate acestea, insulina este principalul regulator hormonal al acestui proces.

Insulina reglează multe enzime cheie în calea ketogenică și o stare de insulină scăzută declanșează procesul. A insulină scăzută starea duce la: