Метаболизм ацетоацетата. Кетоновые тела.Тема 10

1. Метаболизм ацетоацетата. Кетоновые тела.

OH
O
CH3
C
CH2
Ацетоацетат
O
CH3
C
Ацетон
CH3
COO
-
CH3 CH CH2 COO
D-3-Гидроксибутират
-

2.

Кетоновые тела образуются в печени.
а) Синтез кетоновых тел.
2 АТФ
ФАДН2
O
R CH2 CH2 C
НАДН
3 АТФ
SKoA
O
CH3
-Окисление
Ацил SКoA
C
CH3
OOC
ацетилКоА ацетил
трансфераза
CH2
C
O
CH2 C
SKoA
CH3
3-Гидрокси-3-метилглутарил КоА
O
CH3
C
CH2
Ацетоацетат
COO
2 H3C
KoA
КоАSH
OH
-
- CO2
S
гидроксиметилглутарил КоА
синтетаза
Ацетон
ацетоацетат
декарбоксилаза
или
неферментативно
CH2
ацетоацетилКоА
гидролаза
(деацилаза,
низкая
активность)
O
C
O
Ацетоацетил КоА
(3-Оксобутаноат KoA)
жирных кислот
CH3
C
ацетил КоА-ацетилтрансфераза
(ацетоацетилКоА тиолаза)
O
-
3-гидрокси-3-метилглутарил КоА
лиаза
C
SKoA
АцетилКоА

3.

а) Синтез кетоновых тел.
O
CH3
C
ацетил КоА-ацетилтрансфераза
(ацетоацетилКоА тиолаза) O
O
CH2
C
S
ацетилКоА ацетил
трансфераза
Ацетоацетил КоА
(3-Оксобутаноат KoA)
ацетоацетилКоА
гидролаза
(деацилаза,
низкая
активность)
O
CH3
C
CH3
гидроксиметилглутарил КоА
синтетаза
КоАSH
Ацетон
OH
-
ацетоацетат
декарбоксилаза
или
неферментативно
- CO2
OOC
CH2
C
O
CH2 C
SKoA
CH3
3-Гидрокси-3-метилглутарил КоА
O
CH3
C
CH2
Ацетоацетат
COO
2 H3C
KoA
-
3-гидрокси-3-метилглутарил КоА
лиаза
C
SKoA
АцетилКоА

4.

а) Синтез кетоновых тел.
OH
-
OOC
CH2
C
O
CH2 C
SKoA
CH3
3-Гидрокси-3-метилглутарил КоА
O
CH3
C
CH2
COO
-
Ацетоацетат
3-гидрокси-3-метилглутарил КоА
лиаза
НАДН
-гидроксибутират
дегидрогеназа
КРОВЬ
НАД+
OH
CH3 CH CH2 COO
D-3-Гидроксибутират
-

5.

б) Использование кетоновых тел.
• Использование кетоновых тел происходит в мускулах,
почках и мозге (во время голодания)
• Ацетон в плазме крови в норме присутствует в крайне
низких концентрациях, образуется в результате
спонтанного
декарбоксилирования
ацетоуксусной
кислоты и не имеет определённого физиологического
значения (в сущности являясь токсическим веществом
для головного мозга, также циркулирует в мизе́рной
концентрации).
• Нормальное содержание кетоновых тел в плазме крови
человека
и большинства
млекопитающих
(за
исключением жвачных) составлет 1…2 мг% (по ацетону).
При увеличении их концентрации свыше 10-15 мг% они
преодолевают почечный порог и определяются в моче.
• Наличие кетоновых тел в моче всегда указывает на
развитие патологического состояния.

6.

б) Использование кетоновых тел.
КРОВЬ
O
OH
CH3 CH CH2 COO
D-3-Гидроксибутират
-
CH3
C
CH2
COO
-
Ацетоацетат
НАД
+
НАДН+Н+
3 АТФ
O
2 Сукцинил КоА
CH3
тиотрансфераза
из цикла
трикарбоновых
кислот
C
O
CH2
C
C
SKoA
АцетилКоА
ЦТК
KoA
Ацетоацетил КоА
ацетил КоАацетилтрансфераза
(ацетоацетилКоА
тиолаза)
O
2 H3C
в цикл
трикарбоновых
кислот
S

7.

• В печени происходит интенсивное образование
кетоновых тел.
• Образующиеся в необычно большом количестве
кетоновые
тела
(ацетоуксусная
и
βгидроксимасляная кислоты) с током крови
транспортируются из печени к периферическим
тканям.
• Периферические ткани при диабете и голодании
сохраняют способность использовать кетоновые
тела в качестве энергетического материала,
однако ввиду необычно высокой концентрации
кетоновых тел в притекающей крови мышцы и
другие органы не справляются с их окислением и
как следствие возникает кетонемия.

8.

Кетонемия и кетонурия.
• В крови здорового человека кетоновые
(ацетоновые) тела содержатся в очень
небольших
концентрациях.
Однако
при
голодании, а также у лиц с тяжелой формой
сахарного диабета содержание кетоновых тел в
крови может повышаться до 20 ммоль/л.
• Это состояние носит название кетонемии; оно
обычно сопровождается резким увеличением
содержания кетоновых тел в моче (кетонурия).
• Например, если в норме за сутки с мочой
выводится около 40 мг кетоновых тел, то при
сахарном диабете содержание их в суточной
порции мочи может доходить до 50 г и более.

9.

• И диабет, и голодание сопровождаются
резким сокращением запасов гликогена в
печени. Многие ткани и органы, в частности
мышечная ткань, находятся в состоянии
энергетического голода (при недостатке
инсулина глюкоза не может с достаточной
скоростью поступать в клетку).
• Благодаря возбуждению метаболических
центров в ЦНС импульсами с хеморецепторов
клеток, испытывающих энергетический голод,
резко усиливаются липолиз и мобилизация
большого количества жирных кислот из
жировых депо в печень.