Tvorba ketolátek

Chemická struktura různých ketolátek – aceton, acetoacetát, β-hydroxybutyrát

Mezi ketolátky (ketone bodies) řadíme acetoacetát, β-hydroxybutyrát a aceton. Hlavním místem jejich tvorby jsou mitochondrie hepatocytů. Ketolátky představují ve vodě rozpustnou transportní formu acetylů. Tvoří se při nadbytku acetyl~CoA produkovaného jaterní beta-oxidací – játra „předžvýkají“ mastné kyseliny a poskytnou tělu ketolátky jako alternativní zdroj energie.

Vstup AcCoA do Krebsova cyklu závisí na dostupnosti oxaloacetátu (OAA). Ten vzniká karboxylací pyruvátu. Při hladovění či při diabetes mellitus se OAA spotřebovává v procesu glukoneogeneze. Nedostatek sacharidů vede ke snížení množství OAA a tím ke zpomalení Krebsova cyklu. Dalo by se říct, že "tuky hoří v ohni sacharidů".

Prostředí organismu

Ketogeneze

Dříve než se dostaneme ke konkrétním reakcím tvorby ketolátek – ketogenezi, popíšeme si situaci v organismu, za níž probíhá. Na počátku stojí aktivace lipolýzy prostřednictvím hormon-senzitivní lipázy (HSL). Po aktivaci lipolýzy se zvýší plazmatických koncentrací mastných kyselin, které ve zvýšené míře vstupují do jaterních buněk. V nich podléhají β-oxidaci, jež produkuje nadbytek AcCoA. Ten se nemůže dostatečně uplatnit v jiných drahách, a proto vstupuje do ketogeneze. Zdrojem uhlíkových atomů v ketogenezi je tedy pouze acetyl~CoA.

Průběh tvorby ketolátek

Průběh tvorby ketolátek můžeme popsat následujícími reakcemi:

1. Kondenzace dvou molekul AcCoA → acetoacetyl~CoA.
2. Reakce s dalším AcCoA → 3-hydroxy-3-methylglutaryl~CoA (HMG~CoA).
3. Štěpení HMG~CoA → AcCoA a acetoacetát.
4. Reverzibilní přeměna acetoacetátu a β-hydroxybutyrátu.
5. Dekarboxylace acetoacetátu.

β-Ketothioláza

β-Ketothioláza katalyzuje poslední krok β-oxidace mastných kyselin – thiolytické štěpení. Při tvorbě ketolátek se reakce obrátí a ze dvou molekul AcCoA vzniká jedna molekula acetoacetyl~CoA. Reakce probíhá v matrix mitochondrie.

3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA syntáza

Tento enzym katalyzuje kondenzaci acetyl~CoA s acetoacetyl~CoA. Kondenzace probíhá na třetím uhlíku acetoacetyl~CoA za vzniku 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA. Tento významný intermediát se vyskytuje nejen v metabolismu ketolátek, ale vzniká i během syntézy cholesterolu.

3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyáza

Tento enzym katalyzuje štěpení HMG-CoA na acetoacetát a AcCoA. Tím vzniká první ketolátka.

β-hydroxybutyrátdehydrogenáza

Tento enzym katalyzuje vzájemnou reverzibilní přeměnu dvou ketolátek – acetoacetátu a β-hydroxybutyrátu. Kofaktorem je NAD⁺. Při masivní tvorbě ketolátek je β-hydroxybutyrát kvantitativně nejvýznamnější ketolátkou v krvi, tj. většina acetoacetátu se přeměňuje na něj.

Dekarboxylace acetoacetátu

Část molekul acetoacetátu spontánně tj. neenzymově dekarboxyluje na aceton, který nemá v lidském těle žádné využití a je vylučován dýcháním či močí.

Odkazy

Související články

• Ketolátky
• Ketolátky v moči
• Ketoacidóza

Externí odkazy

• Ketolátky (česká wikipedie)