Материал: 6. Лекция. Обмен холестерола, желчных кислот и кетоновых тел
Регуляция образования жёлчных кислот
ОБМЕН КЕТОНОВЫХ ТЕЛ
Биосинтез кетоновых тел
К кетоновым телам относятся ацетоацетат, β-гидроксибутират и ацетон.
Синтез кетоновых тел происходит только в печени. Субстратом для синтеза является ацетил-КоА липидного происхождения (образованный в процессе
β-окисления жирных кислот), либо аминокислотного (образованный в процессе превращения кетогенных аминокислот ала, цис, сер, лиз). Процесс синтеза локализован в матриксе митохондрий. В физиологических условиях образование кетоновых тел идёт с небольшой скоростью и это нормальный непрерывный процесс. В крови здорового человека кетоновые тела содержаться в очень небольшом количестве – 0,03 – 0,2 ммоль/л. Выделение кетоновых тел с мочой не превышает 20 – 50 мг/сут. Этот уровень кетоновых тел в моче обычными клиническими методами не обнаруживается. Они
являются патологическими компонентами мочи. Начальный этап синтеза
кетоновых тел аналогичен биосинтезу ХС.
1.Реакция – конденсации, катализирует процесс фермент – трансфераза. В
результате слияния двух молекул ацетил-КоА образуется ацетоацетил-КоА.
2.Реакция конденсации, катализирует процесс фермент – ГМГ-КоА-
синтетаза. В ходе реакции ацетоацетил-КоА конденсируется с ацетил-КоА и Н2О с образованием ГМГ-КоА.
3. Реакция расщепления, катализирует реакцию фермент – ГМГ-КоА-лиаза. В
ходе реакции ГМГ-КоА расщепляется на ацетоацетат и ацетил-КоА. Ацетил-
КоА включается в ЦТК.
Судьба ацетоацетата
1. Может подвергаться восстановлению с образованием β-гидроксибутирата.
Фермент β-гидроксибутиратдегидрогеназа (кофактор – НАДН++Н+), реакция обратимая.
2. Спонтанное декарбоксилирование с образованием ацетона.
СН3 – СО ~SКоА |
СН3 – СО ~SКоА |
НSКоА |
1: р-я конденсации |
трансфераза
СН3 – СО ~ СН2 – СО ~SКоА
АцетоацетилSКоА
АцетилSКоА Н2О
НSКоА
2: р-я конденсации ГМГ-КоА-синтетаза
ГМГ-КоА
3: р-я расщепления ГМГ-КоА-лиаза
СН3 – СО - СН2 – СООН |
|
СН3 – СО ~SКоА |
|
Ацетоацетат |
|
|
ацетил-SКоА |
НАДН+Н+ |
НАДН+Н+ |
|
|
|
Восстановление |
СО2 |
|
НАД+ |
НАД+ |
спонтанное декарбоксилирование |
|
β-гидроксибутират-ДГ |
|
|
|
СН3 – СН - СН2 – СООН |
|
СН3 – С – СН3 |
|
│ |
|
|
║ |
ОН |
|
|
О |
β-гидроксибутират |
|
ацетон |
|
Схема синтеза кетоновых тел
Окисление кетоновых тел
Кетоновые тела печенью не утилизируются, так как в ней отсутствует фермент – ацетил-КoA-трансфераза. Кетоновые тела из печени поступают в кровь и транспортируются к клеткам периферических тканей, где используются в качестве энергетических субстратов. Клетками миокарда,
мышечной ткани, коркового слоя почек кетоновые тела используются предпочтительнее, чем свободная глюкоза или жирные кислоты. При длительном голодании кетоновые тела используются в качестве энергетического субстрата и клетками ЦНС.
β-гидроксибутират окисляется до ацетоацетата. Катализирует процесс фермент β-гидроксибутиратдегидрогеназа, кофермент - НАД+. В ходе реакции образуется НАДН++Н+, из которого при окислении в дыхательной цепи синтезируется 3 молекулы АТФ.
Ацетоацетат превращается до ацетоацетил-SКоА по двум путям (идет активация ацетоацетата):
1 путь катализируется ферментом ацетоацетил-KoA-синтетазой.с затратой 1
молекулы АТФ и КоАSН с образованием ацетоацетил-КоА, АМФ и 2ФН.
2 путь катализируется ферментом трансферазой с затратой 1 молекулы ГТФ и сукцинил-КоА с образованием ГДФ, сукцината и ацетоацетил-SKoA.
Ацетоацетил-KoA под действием тиолазы при участии KoASН превращается в две молекулы ацетил-KoA, которые включаются в ЦТК и обеспечивают синтез 24 молекул АТФ (1 молекула ацетил-KoA обеспечивает синтез 12
молекул АТФ).
Обмен кетоновых тел
Окисление кетоновых тел