Ketones



Ketone bodies are the product of the oxidation of fatty acids. Acetyl-CoA molecules are either passed directly to the citrate cycle, where they are oxidized to carbon dioxide and water to release energy , or they are the building blocks for the synthesis of fatty acids and cholesterol in the physiological state. During starvation or dietary regimens with strict carbohydrate restrictions or in pathological conditions such as diabetes, excess acetyl-CoA is converted to ketone bodies - acetoacetate, acetone and β-hydroxybutyrate. When there is a lack of glucose in the bloodstream, the body uses fat stores as a source of energy. In order for this energy to be released, the fats must first be converted to ketone bodies.



Ketolátky
Ketolátky jsou produkovány játry a odtud přechází do krve. Dále jsou zpracovávány extrahepatálními tkáněmi. Jejich hladina se zvyšuje při hladovění a diabetu. Podstatou vzniku ketolátek je zvýšená mobilizace mastných kyselin z tukové tkáně → transport do jater. To se odrazí zvýšenou produkcí acetyl-CoA mechanismem β-oxidace mastných kyselin. Následně dojde k převýšení kapacity citrátového cyklu (chybí oxalacetát) → syntéza ketolátek.
 * Kyselina acetooctová;
 * kyselina β-hydroxymáselná;
 * aceton.

Syntéza ketolátek


Syntéza ketolátek (= ketogeneze) probíhá výhradně v játrech v matrix mitochondrie z molekul acetylkoenzymu A.
 * 1) Acetoacetyl-CoA je meziprodukt odbourávání tuků. Acetoacetyl-CoA může vznikat kondenzací dvou acetyl-CoA.
 * 2) Kondenzací acetoacetyl-CoA s molekulou acetyl-CoA vznikne β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA = HMG-CoA. Ten se za fyziologického stavu využívá k tvorbě steroidních látek, jako je cholesterol. U rostlin slouží k syntéze terpenů a karotenů.
 * 3) HMG-CoA může být dále štěpen pomocí lyázy na acetoacetát a acetyl-CoA.
 * 4) Z acetoacetátu neenzymovou (spontánní) dekarboxylací vzniká aceton.
 * 5) Další možností je redukce acetoacetátu jaterní dehydrogenázou na kyselinu β-hydroxymáselnou (β-hydroxybutyrát).

Přeměna ketolátek na acetyl-CoA


Za běžných okolností slouží ketolátky jako metabolické palivo pro některé periferní tkáně − srdce, kosterní sval, ledviny, při delším hladověním i pro tkáň mozku (60–70 %). Jsou to ve vodě rozpustné ekvivalenty mastných kyselin, proto jejich utilizace probíhá vždy na periferii. Neváží se na bílkoviny.

Lidské tělo využívá jako zdroj energie pouze acetoacetát a β-hydroxybutyrát. Aceton je vydechován s vydechovaným vzduchem nebo vylučován močí. β-hydroxybutyrát je oxidován na acetoacetát. Acetoacetát musí být nejprve aktivován na aktivní formu acetoacetyl-CoA. Donorem koenzymu A je sukcinyl-CoA, ze kterého je koenzym A enzymaticky přenesen na acetoacetát. Enzym zodpovědný za tuto reakci se nachází ve všech tkáních s výjimkou jater a z tohoto důvodu jsou ketolátky využívány extrahepatálními tkáněmi, ale ne játry. Acetoacetyl-CoA může být rozložen na 2 molekuly acetyl-CoA, které jsou oxidovány v citrátovém cyklu.

Ketóza
Vzniká při vysoké tvorbě (koncentraci) ketolátek. Acetoacetát přechází z mitochondrie do krve. Metabolismus acetoacetátu je pomalejší, než jeho tvorba.
 * Normální ketonémie, hladina ketolátek v krvi: < 0,2 mmol/l ;
 * ketóza − fyziologický stav při hladovění a nízkosacharidových dietách, kdy je glykogen vyčerpán a zdrojem energie se stal tělesný tuk, ketonémie 1–3 mmol/l;
 * ketoacidóza − patologický stav u diabetu, charakterizovaný acidózou, vysokou ketózou > 3 mmol/l, ketonurií, projevuje se nevolností a zvracením.

Související články

 * Redukční dieta
 * β-oxidace
 * Diabetes mellitus
 * Acetyl-CoA

Zdroj