Ketonlegemer

Aceton, acetoacetat og β-hydroksybutyrat er ketonlegemer laget fra acetyl-CoA i β-oksidasjon av fettsyrer i lever hos pattedyr. Hjernen er avhengig av glukose som energikilde, men kan bruke ketonlegemer ved sult, hvor acetoacetat og β-hydroksybutyrat kan krysse blod-hjernebarriæren. Ved sult og omsetning av fettreservene i kroppen, eller ved ubehandlet diabetes kan man kjenne lukten av aceton fra utåndingsluften. Ved alvorlig sult øker innholdet av ketonlegemer i blod og urin, og kan medføre ketose og/eller acidose. Ketose er overskudd av ketonlegemer. Ketonlegemer er syrer, og kan inferere med karbonatbuffersystemet i blodet. Ketose kan også skje hos kuer etter kalving, men også hos sau og geit.

Acetoacetat og β-hydroksybutyrat blir fraktet med blodet fra lever til andre organer i kroppen hvor de blir omdannet til acetyl-CoA som kan videre oksidert i sitronsyresyklus.

Biosyntese av ketonlegemer

To molekyler acetyl-CoA blir omdannet til acetoacetyl-CoA katalysert av enzymet thiolase:

acetyl-CoA + acetyl-CoA ↔ acetoacetyl-CoA + CoA-SH

Acetoacetyl-CoA blir videre omsatt til β-hydroksy-β-metylglutaryl-CoA (HMG-CoA) katalysert av HMG-CoA synthase:

Acetoacetyl-CoA+ acetyl-CoA + H₂O → β-hydroksy-β-metylglutaryl-CoA + CoA-SH

β-hydroksy-β-metylglutaryl-CoA avgir acetyl-CoA katalysert av HMG-CoA lyase, og man får dannet ketonleget acetoacetat:

β-hydroksy-β-metylglutaryl-CoA → acetoacetat + acetyl-CoA

Det er nå to omsetningsveier for acetoacetat. Dekarboksylering katalysert av acetacetat dekarboksylase som gir aceton:

acetoacetat → aceton + CO₂

eller omdanning til ketonlegemet D-β-hydroksybutyrat katalysert av β-hydroksybutyrat dehydrogenase i mitokondriene:

acetoacetat + NADH + H⁺ ↔ D-β-hydroksybutyrat + NAD⁺

β-hydroksybutyrat som energikilde

Nevronene i pattedyrhjernen bruker glukose som energikilde, ketonlegemer hvis nødvendig. Astrocyttene kan bruke fettsyrer. Selv om hjernen utgjør en forholdsvis liten del av kroppsmassen, er det den som har størst behov for og bruker mest oksygen, og lager store mengder ATP som bl.a. blir brukt av ATPaser i plasmamembranen: elektrogen K⁺ATPase, Ca²⁺ATPase for regulering av kalsiumkonsentrasjon, og antiport Na⁺K⁺ATPase (Na⁺ ut K⁺ inn), som er nødvendig for å opprettholde membranpotensialet i nervecellene. Det er aksjonspotensialene som gir informasjonsoverføring. Ketonlegemer fra fettnedbrytning er en viktig energikilde når lagrene av glykogen er oppbrukt. Når fettlagrene er tømmes brukes også aminosyrene i protein som energikilde, med tap av muskelprotein. Nedbrytning av plasmaproteiner ved ekstrem sult gir endrete osmotiske forhold i blodet.

D-β-hydroksybutyrat kan virke som energikilde i kroppen hvor det først tilbakedannes til acetoacetat katalysert av β-hydroksybutyrat dehydrogenase:

D-β-hydroksybutyrat + NAD+ ↔ acetoacetat + NADH + H⁺

Acetoacetat reagerer med succinyl-CoA fra sitronsyklus katalysert av β-ketoacyl-CoA transferase:

Acetoacetat + succinyl-CoA → acetoacetyl-CoA + succinat

Acetoacetyl-CoA gir tilbake to molekyler acetyl-CoA katalysert av thiolase:

Acetoacetyl-CoA + CoA-SH ↔ 2 acetyl-CoA

Tilbake til hovedside

Publisert 10. apr. 2020 10:56 - Sist endret 11. apr. 2020 11:40