Jenis Ketogenesis Badan, Sintesis dan Degradasi

Itu Ketogenesis Ini adalah proses di mana asetoasetat, β-hydroxybutirate dan aseton diperoleh, yang bersama-sama disebut tubuh keton. Mekanisme yang kompleks dan diatur dengan halus ini dilakukan dalam mitokondria, dari katabolisme asam lemak.

Mendapatkan tubuh keton terjadi ketika tubuh tunduk pada periode puasa yang lengkap. Meskipun metabolit ini sebagian besar disintesis dalam sel hati, mereka ditemukan sebagai sumber energi penting dalam berbagai jaringan, seperti otot rangka dan di jantung dan jaringan serebral.

Sumber: SAV VAS [CC0]

Β-hydroxibutirate dan asetoasetat adalah metabolit yang digunakan sebagai substrat pada otot jantung dan kulit ginjal. Di otak, tubuh keton menjadi sumber energi yang penting ketika tubuh telah menghabiskan cadangan glukosanya.

[TOC]

Karakteristik umum

Ketogenesis dianggap sebagai rute fisiologis atau metabolisme yang sangat penting. Secara umum, mekanisme ini dilakukan di hati, meskipun telah ditunjukkan bahwa itu dapat dilakukan di jaringan lain yang mampu memetabolisme asam lemak.

Pembentukan tubuh keton adalah derivasi metabolik utama dari asetil-CoA. Metabolit ini diperoleh dari rute metabolisme yang dikenal sebagai β-oksidasi, yang merupakan degradasi asam lemak.

Ketersediaan glukosa dalam jaringan di mana β-oksidasi terjadi menentukan tujuan metabolisme asetil-CoA. Dalam situasi tertentu asam lemak teroksidasi diarahkan hampir seluruhnya ke sintesis tubuh keton.

Jenis dan sifat tubuh keton

Tubuh ketonik utama adalah asetoasetat atau asam asetoasetat, yang sebagian besar disintesis dalam sel hati. Dari asetoasetat, molekul lain yang membentuk tubuh keton diturunkan.

Pengurangan asam asetoasetat menimbulkan D-β-hydroxybutirate, tubuh keton kedua. Aseton adalah senyawa yang sulit untuk terdegradasi dan diproduksi oleh reaksi dekarboksilasi spontan asetoasetat (sehingga tidak memerlukan intervensi enzim apa pun), ketika ada dalam konsentrasi tinggi dalam darah.

Denominasi tubuh keton telah diatur oleh konvensi, karena secara ketat β-hydroxybutirate tidak memiliki fungsi keton. Ketiga molekul ini larut dalam air, yang memfasilitasi transportasi darah mereka. Fungsi utamanya adalah memberikan energi ke jaringan tertentu sebagai otot kerangka dan jantung.

Enzim yang terlibat dalam pembentukan tubuh keton terutama di hati dan ginjal, yang menjelaskan bahwa kedua lokasi ini adalah produsen utama metabolit ini. Sintesisnya hanya terjadi dan secara eksklusif dalam matriks mitokondria sel.

Itu dapat melayani Anda: sporulasi: pada tanaman, dalam jamur dan bakteri

Setelah molekul-molekul ini disintesis, mereka pergi ke aliran darah yang membahas jaringan yang membutuhkannya, di mana mereka terdegradasi sampai asetil-CoA.

Sintesis tubuh keton

Kondisi untuk ketogenesis

Tujuan metabolisme asetil-KoA dari β-oksidasi tergantung pada persyaratan metabolisme organisme. Ini teroksidasi menjadi co₂ dan H₂Atau dengan siklus asam sitrat atau sintesis asam lemak, jika metabolisme lipid dan karbohidrat stabil di dalam tubuh.

Saat tubuh membutuhkan karbohidrat, oksalasetat digunakan untuk pembuatan glukosa (glukoneogenesis) alih -alih memulai siklus asam sitrat. Ini terjadi, seperti yang disebutkan, ketika tubuh memiliki beberapa ketidakmampuan untuk mendapatkan glukosa, dalam kasus seperti puasa yang berkepanjangan atau adanya diabetes.

Karena ini, asetil-KoA yang dihasilkan dari oksidasi asam lemak digunakan untuk produksi tubuh keton.

Mekanisme

Proses ketogenesis dimulai dari produk β-oksidasi: asetasetil-koA atau asetil-CoA. Ketika substrat adalah asetil-CoA, langkah pertama terdiri dari kondensasi dua molekul, reaksi transferase asetil-CoA, untuk menghasilkan asetasetil-KoA.

Acetasetyl-CoA dikondensasi dengan asetil-KOA ketiga oleh aksi HMG-CoA sintase, untuk menghasilkan HMG-CoA (β-hydroxy-β-methylglutaril-CoA). HMG-CoA terdegradasi menjadi asetoasetat dan asetil-CoA oleh aksi HMG-CoA liasa. Dengan cara ini, tubuh ketonik pertama diperoleh.

Asetoasetat dikurangi menjadi β-hydroxybutirate dengan intervensi β-hydroxybutirate dehydrogenase. Reaksi ini tergantung pada nadh.

Tubuh asetoasetat ketonik utama adalah β-cethoacid, yang mengalami dekarboksilasi non-enzimatik. Proses ini sederhana dan menghasilkan aseton dan rekan_2.

Seri reaksi ini dengan demikian menghasilkan tubuh keton. Ini larut dalam air dapat diangkut dengan cara sederhana melalui sirkulasi darah, tanpa perlu jangkar ke struktur albumin, seperti halnya asam lemak yang tidak larut dalam media berair.

Β-oksidasi dan ketogenesis terkait

Metabolisme asam lemak menghasilkan substrat untuk ketogenesis, sehingga kedua cara ini terkait secara fungsional.

Acetoacethyl-CoA adalah penghambat metabolisme asam lemak, karena menghentikan aktivitas asil-koa dehidrogenase yang merupakan enzim pertama dari oksidasi β. Selain itu, ia juga melakukan penghambatan pada transfer asetil-CoA dan HMG-CoA synthase.

Enzim HMG-CoA synthase, tunduk pada CPT-I (enzim yang terlibat dalam produksi asil karnitin dalam β-oksidasi), merupakan peran pengaturan penting dalam pembentukan asam lemak.

Itu dapat melayani Anda: flora dan fauna zacatecas: spesies yang lebih representatif

Regulasi β-oksidasi dan pengaruhnya terhadap ketogenesis

Pemberian makan organisme mengatur serangkaian sinyal hormonal yang kompleks. Karbohidrat, asam amino dan lipid yang dikonsumsi dalam diet disimpan dalam bentuk triasilgliserol dalam jaringan adiposa. Insulin, hormon anabolik, mengintervensi dalam sintesis lipid dan pembentukan triasilgliserol.

Pada tingkat mitokondria, β-oksidasi dikendalikan oleh masuk dan partisipasi beberapa substrat dalam mitokondria. Enzim CPT I mensintesis karnitin asil dari asil sitosolik asil.

Saat tubuh diberi makan, asetil-CoA karboksilase dan sitrat meningkatkan kadar CPT I, sementara mengurangi fosforilasinya (reaksi tergantung AMP siklik).

Ini menyebabkan akumulasi Malonil CoA, yang merangsang sintesis asam lemak dan menghalangi oksidasi, mencegah siklus yang sia -sia dihasilkan.

Dalam kasus puasa, aktivitas karboksilase sangat rendah karena kadar enzim CPT saya telah dikurangi dan juga telah difosforilasi, mengaktifkan dan mempromosikan oksidasi lipid, yang selanjutnya akan memungkinkan pembentukan tubuh keton melalui asetil -Coa.

Degradasi

Tubuh keton menyebar di luar sel tempat mereka disintesis dan diangkut ke jaringan perifer oleh aliran darah. Dalam jaringan ini dapat dioksidasi melalui siklus asam trikarboksilat.

Dalam jaringan perifer β-hydroxybutirate dioksidasi menjadi asetoasetat. Selanjutnya asetoasetat ini diaktifkan oleh aksi enzim transferase 3-ZOA.

Succinil-CoA bertindak sebagai donor COA menjadi sukses. Aktivasi asetoasetat terjadi untuk mencegah succinyl-coa.

Aceoacetyl-CoA yang dihasilkan menderita ruptur tiolitik yang menghasilkan dua molekul asetil-koa yang dimasukkan ke dalam siklus asam trikarboksilat, lebih dikenal sebagai siklus Krebs.

Sel hepatik tidak memiliki transfer 3-cotoacil-CoA, mencegah metabolit ini diaktifkan dalam sel-sel ini. Dengan cara ini dijamin bahwa tubuh keton tidak teroksidasi dalam sel tempat mereka diproduksi, tetapi bahwa mereka dapat ditransfer ke jaringan di mana aktivitas mereka diperlukan.

Relevansi medis tubuh keton

Dalam tubuh manusia, konsentrasi tinggi tubuh keton dalam darah dapat menyebabkan kondisi khusus yang disebut asidosis dan ketonemia.

Dapat melayani Anda: sphingomyeline: apa itu, struktur, fungsi, sintesis

Pembuatan metabolit ini sesuai dengan katabolisme asam lemak dan karbohidrat. Salah satu penyebab paling umum dari kondisi ketogenesis patologis adalah konsentrasi tinggi fragmen dicarbonat asetat yang tidak terdegradasi pada rute oksidasi asam trikarboksilat.

Akibatnya, ada peningkatan kadar tubuh keton darah di atas 2 hingga 4 mg/100 N dan kehadirannya dalam urin. Ini diterjemahkan ke dalam gangguan metabolisme perantara dari metabolit ini.

Cacat tertentu dalam faktor neuroglandular hipofisis yang mengatur degradasi dan sintesis tubuh keton, bersama dengan gangguan dalam metabolisme hidrokarbon, adalah penyebab kondisi hiperketonemia.

Diabetes mellitus dan akumulasi tubuh ketonik

Diabetes mellitus (tipe 1) adalah penyakit endokrin yang menyebabkan peningkatan produksi tubuh keton. Insulin Produksi yang tidak memadai menonaktifkan glukosa pada otot, jaringan hati dan adiposa, sehingga terakumulasi dalam darah.

Sel tanpa adanya glukosa memulai proses glukoneogenesis dan degradasi lemak dan protein untuk mengembalikan metabolisme mereka. Akibatnya, konsentrasi oksalasetat berkurang dan meningkatkan oksidasi lipid.

Akumulasi asetil-KoA terjadi, yang tanpa adanya oksalacetate tidak dapat mengikuti jalur asam sitrat, kemudian menyebabkan produksi tinggi tubuh keton, karakteristik penyakit ini.

Akumulasi aseton terdeteksi oleh kehadirannya dalam urin dan dalam nafas orang -orang yang menyajikan kondisi ini, dan sebenarnya adalah salah satu gejala yang menunjukkan manifestasi penyakit ini.

Referensi

1. Blázquez Ortiz, C. (2004). Ketogenesis dalam Astrosit: Karakterisasi, Regulasi dan Kemungkinan Kertas Sitoprotektif (Disertasi Doktor, Complutense University of Madrid, Layanan Publikasi).
2. Devlin, t. M. (1992). Buku Teks Biokimia: Dengan Korelasi Klinis.
3. Garrett, r. H., & Grisham, C. M. (2008). Biokimia. Thomson Brooks/Cole.
4. McGry, J. D., Mannaerts, g. P., & Foster, D. W. (1977). Peran yang mungkin untuk Malonyl-CoA dalam regulasi oksidasi asam lemak hati dan ketogenesis. Jurnal Investigasi Klinis, 60(1), 265-270.
5. Melo, v., Ruiz, v. M., & Cuamatzi, atau. (2007). Biokimia proses metabolisme. Kembali.
6. Nelson, d. L., Lehninger, a. L., & Cox, m. M. (2008). Prinsip -prinsip biokimia lehninger. Macmillan.
7. Perierra, a. G., Gutiérrez, c. V., & Lainnya, c. M. (2000). Dasar -dasar Biokimia Metabolik. Editorial Tébar.
8. Voet, d., & Voet, J. G. (2006). Biokimia. Ed. Pan -American Medical.