Ketontestek

A ketontestek éhgyomri állapotban alternatív energiaforrásként szolgálnak az izmokban, agyban és a vesében. Három vízben oldódó molekula tartozik közéjük: Aceton, Acetoacetát, ß-hidroxibutirát.

Ezen molekulák a máj mitokondriumában szintetizálódnak Acetil-koenzim A-ból, hosszas éhezés, alacsony szénhidrát bevitel,kezeletlen I. típusú Diabetes mellitus esetén. A zsírsavak felhasználására képtelen szövetek használják fel: például az idegszövet, melyben a vér-agy gát zsírsavak számára átjárhatatlan akadályt képez.

Szintézis

Éhezés állapotában az oxálacetát glükoneogenezisre használódik fel, miközben a zsírszövetből zsírsavak, trigliceridek szabadulnak fel, a májba jutva - a mitokondriális mátrixban- fokozott ß-oxidációjuk nagy mennyiségű acetil-koenzim A-t eredményez.Ezen acetilcsoportok citrátköri intermedierek hiányában nem képesek oxidációra. Az acetilcsoportok eltávolítására szolgáló folyamat termékeként keletkeznek a ketontestek, melyek képesek belépni a citromsavciklusba.

Két acetil-koenzim A molekula tioláz enzimreakció során acetoacetil-koenzim A-vá egyesül, koenzim A kilépése mellett
HMG-CoA-szintáz ebből acetoacillel, további koenzim A kilépés mellet HMG-CoA-t hoz létre
HMG-CoA liáz reakció során HMG-CoA-ból acetil-koenzim A lép ki, és acetoacetát keletkezik

Az acetoacetátból spontán CO₂ elvesztéssel aceton, NADH gényes 3-hidroxibutirát-dehidrogenáz reakció eredményeként pedig ß-hidroxibutirát keletkezhet. Ezek vízben jól oldódnak, a vérárammal gyorsan eljutnak a célszervekig. Az acetonból további energia már nem kinyerhető, az a tüdőn keresztül kilégzés során távozik (acetonos lehelet) .A folyamat sebességszabályozó enzime a HMG-CoA szintáz. Az oxálacetát hiánya, a ketontest szintézis felé tolja a zsírsavak lebontási folyamatát..

Lebontás

A célszerveket elérve, a ketontestek lebontása a mitokondriumban történik.

Acetoacetát esetén : szukcinil-CoA: acetoacetát-CoA-transzferáz koenzim-A-t ad le az acetoacetátnak, kettő acetoacil-CoA-t eredményezve. Az aktivációhoz 1ATP-re van szükség. A keletkezett két acetil-CoA a citrátkörbe belépve 23ATP-t termel.

ß-hidroxibutirát: első lépésben visszaalakul acetoacetáttá, 1 NADH termelése mellet ( ez az elektrontranszportláncba belépve 3ATP-t termel). Az acetoacetát pedig a korábban leírt módon 23ATP-t eredményez, vagyis ß-hidroxibutirát lebontásakor összesn 26ATP szabadul fel.

A máj szukcinil-CoA: acetoacetát-CoA-transzferáz enzim hiányában nem képes a ketontestek energiaforrásként történő hasznosítására.

Diabetes

I. típusú (inzulinfüggő) diabetes mellitus esetén a pancreas ß - inzulntermelésért felelős- sejtjei elpusztulnak, Ennek következtében a szövetek úgy viselkednek, minta folyamatos éhezés állapotában lenne szervezetünk. A zsírsavak nem tudnak lerakódni a zsírszövetben, hanem mobilizálódnak, melynek tünete a kóros soványság. A máj fokozott glukoneogenezishhez felhasználja az oxálacetátot, a zsírsavak ß-oxidációja így a ketontest szintézis felé tolódik el. A termékek felhalmozódása metabolikus acidózist okozhat.

Tünetek: cukorvizelés, szomjúság érzet, polyuria, kóros soványság, fáradtság, tartós kezeletlen betegség a vese, érrendszer, látás károsodáshoz is vezethet, akár vakságot is okozhat.

Egyéb betegségek

Ketózis (ketoacidózis): ketontestek felszaporodása a vérben, a pH csökkenésével jár, savas kémhatást eredményez. Ez a vesében ozmotikus diurézishez vezet, mely során a beteg nagy mennyiségű vízzel elektrolitokat is ürít, amely a kiszáradás miatt nagyon veszélyes.

Táplálkozási ketózis: alacsony szénhidrát tartalmú diéta is okozhat ketoacidózist.

Alkoholizmus: alkohol anyagcsere során a fokozott NADH termelés miatt alkoholisták esetén főként ß-hidroxibutirát keletkezik. Veszélye, hogy ezt a standart laboratóriumi tesztek nem képesek kimutatni

Kimutatás

Szérumból történő aceton, illetve acetoacetát kimutatására használt általános teszt a nitroprusszid reakció, más néven Rothera teszt. Beteg fizikai vizsgálata során is észlelhető az acetonos (gyümölcs illatú, édeskés) lehelet. Ezenkívül otthoni használatra több univerzális indikátor is alakalmazható.

Forrás

Pelley / Goljan: Biokémia: Gyors segítség a sikeres vizsgához, Medicina Könyvkiadó Zrt. , Budapest 2009. ISBN 978 963 226 254 3

Weblinkek

[1]
Angol szócikk [2]
Német nyelvű cikk [3]