ケトン体のケトジェネシス型、合成および分解



の ケトジェネシス はアセトアセテート、β－ヒドロキシブチレートおよびアセトンが得られる方法であり、これらはまとめてケトン体と呼ばれる。この複雑で精巧に調節されたメカニズムは、脂肪酸の異化作用から、ミトコンドリアで行われています.

ケトン体の獲得は、生物が徹底的な絶食期間にさらされるときに起こる。これらの代謝産物は主に肝細胞で合成されますが、骨格筋や心臓や脳の組織などのさまざまな組織における重要なエネルギー源として発見されています。.

β-ヒドロキシブチレートおよびアセトアセテートは、心筋および腎臓皮質において基質として使用される代謝産物です。脳内では、ケトン体はそのブドウ糖貯蔵を使い果たしたときに重要なエネルギー源になります.

索引

  • 1一般的な特徴
  • 2ケトン体の種類と性質
  • 3ケトン体の合成
    • 3.1ケトジェネシスの条件
    • 3.2メカニズム
    • 3.3β酸化とケトジェネシスは関連している
    • 3.4β酸化の制御とケトジェネシスへの影響
  • 4劣化
  • 5ケトン体の医学的関連性
    • 5.1糖尿病とケトン体の蓄積
  • 6参考文献

一般的な特徴

ケトジェネシスは非常に重要な生理学的機能または代謝経路と考えられています。一般に、このメカニズムは肝臓で行われているが、脂肪酸を代謝することができる他の組織でも行われ得ることが示されている。.

ケトン体の形成は、アセチル-CoAの主要な代謝誘導体です。この代謝産物は、脂肪酸の分解であるβ酸化として知られる代謝経路から得られます。.

β酸化が起こる組織におけるグルコースの利用可能性は、アセチル-CoAの代謝運命を決定する。特定の状況では、酸化脂肪酸はほぼ完全にケトン体の合成に向けられています。.

ケトン体の種類と性質

主なケトン体はアセト酢酸またはアセト酢酸であり、これらは主に肝細胞で合成されます。ケトン体を構成する他の分子はアセトアセテートに由来する.

アセト酢酸の還元は、第二のケトン体であるD-β-ヒドロキシブチレートを生じる。アセトンは血中に高濃度で存在する場合、分解が難しく、アセトアセテートの脱炭酸の自発的反応によって生成されます（したがって、いかなる酵素の介入も必要としません）。.

厳密に言えばβ－ヒドロキシブチレートはケトン官能基を有さないので、ケトン体の呼称は慣例に従って配置されている。これら3つの分子は水に溶けやすく、血中での輸送を促進します。その主な機能は、骨格筋や心筋などの特定の組織にエネルギーを提供することです.

ケトン体の形成に関与する酵素は、主に肝臓と腎臓の細胞にあり、これら2つの場所がこれらの代謝産物の主な産生者である理由を説明しています。その合成は細胞のミトコンドリアマトリックスでのみそして排他的に起こる.

これらの分子が合成されると、それらは血流に入り、それらを必要とする組織に行き、そこでそれらはアセチルCoAに分解します。.

ケトン体の合成

ケトジェネシスの条件

β酸化によるアセチル-CoAの代謝運命は、生物の代謝要件に依存します。これはCOに酸化されます2 とH2脂質や炭水化物の代謝が体内で安定している場合は、クエン酸回路や脂肪酸の合成を介して.

体が炭水化物の形成を必要とするとき、オキサロ酢酸は、クエン酸サイクルを開始する代わりに、グルコースを生産する（糖新生）ために使用されます。言及されているように、これは、長期絶食または糖尿病の存在などの場合に、身体がグルコースを獲得することができないときに起こる。.

これにより、脂肪酸の酸化から生じるアセチルCoAがケトン体の製造に使用される。.

メカニズム

ケト生成のプロセスは、β酸化の生成物、すなわちアセタセチル-CoAまたはアセチル-CoAから始まります。基質がアセチル-CoAである場合、最初の工程は、アセチル-CoAトランスフェラーゼによって触媒される反応である2分子の縮合を含み、アセタセチル-CoAを生成する。.

アセタセチル-CoAは、HMG-CoAシンターゼの作用によって第三のアセチル-CoAと縮合して、HMG-CoA（β-ヒドロキシ-β-メチルグルタリル-CoA）を生成する。 ＨＭＧ − ＣｏＡは、ＨＭＧ − ＣｏＡリアーゼの作用によりアセトアセテートとアセチル−ＣｏＡに分解される。このようにして、最初のケトン体が得られる。.

アセト酢酸は、β－ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼの介入によりβ－ヒドロキシ酪酸に還元される。この反応はNADHに依存します.

主なアセトアセテートケトン体はβ－ケト酸であり、これは非酵素的脱カルボキシル化を受ける。このプロセスは簡単で、アセトンとCOを生成します。2.

したがって、この一連の反応はケトン体を生じさせる。水に溶けるこれらは、水性媒体に溶けない脂肪酸の場合のように、アルブミン構造に固定する必要なしに、血流を通して容易に輸送することができます。.

β酸化とケトジェネシスは関連している

脂肪酸の代謝はケトジェネシスの基質を作り出すので、これら2つの経路は機能的に関連しています.

アセトアセチルCoAは、β酸化の最初の酵素であるアシルCoAデヒドロゲナーゼの活性を停止させるので、脂肪酸代謝の阻害剤です。さらに、それはまたアセチルCoAトランスフェラーゼおよびHMG CoAシンターゼに対して阻害を及ぼす.

ＣＰＴ − １（β酸化におけるアシルカルニチンの生成に関与する酵素）に従属する酵素ＨＭＧ − ＣｏＡシンターゼは、脂肪酸の形成における重要な調節的役割を表す。.

β酸化の制御とケトジェネシスへの影響

生物の摂食は複雑なホルモンシグナルのセットを調節します。食事中に消費される炭水化物、アミノ酸および脂質は、脂肪組織中にトリアシルグリセロールの形態で沈着する。同化ホルモンであるインスリンは、脂質の合成とトリアシルグリセロールの形成に関与しています.

ミトコンドリアレベルでは、β酸化はミトコンドリアへのいくつかの基質の侵入および関与によって制御されている。 CPT I酵素はサイトゾルアシルCoAからアシルカルニチンを合成する.

生物が摂食すると、アセチル-CoAカルボキシラーゼが活性化され、クエン酸がCPT Iのレベルを上昇させる一方、そのリン酸化は減少する（サイクリックAMP依存性反応）。.

これはマロニルCoAの蓄積を引き起こし、それは脂肪酸の合成を刺激してそれらの酸化をブロックし、無駄なサイクルが生成されるのを防ぎます。.

絶食の場合、CPT I酵素のレベルが低下してリン酸化されて脂質の酸化を活性化し促進するので、カルボキシラーゼの活性は非常に低く、これは後にケトン体の形成を可能にする。アセチルCoA.

劣化

ケトン体はそれらが合成された細胞の外に拡散し、血流によって末梢組織に輸送される。これらの組織では、それらはトリカルボン酸回路を通して酸化される可能性があります。.

末梢組織では、β-ヒドロキシ酪酸はアセト酢酸に酸化されます。続いて、本アセトアセテートは酵素3-ケトアシル-CoAトランスフェラーゼにより活性化される。.

スクシニルＣｏＡは、コハク酸になるＣｏＡドナーとして作用する。アセト酢酸の活性化は、スクシニルCoAシンターゼの作用によるGTPの共役合成により、クエン酸サイクルにおいてスクシニルCoAがコハク酸になるのを防ぐために起こる。.

得られたアセトアセチル−ＣｏＡは、トリオール酸開裂を受け、２つのアセチル−ＣｏＡ分子を生成し、それらはトリカルボン酸回路（クレブス回路としてよりよく知られている）に組み込まれる。.

肝細胞は３－ケトアシル－ＣｏＡトランスフェラーゼを欠き、この代謝産物がこれらの細胞内で活性化されるのを妨げる。このようにして、ケトン体はそれらが産生された細胞内で酸化されないことが保証されるが、それらはそれらの活性が必要とされる組織に移されることができる。.

ケトン体の医学的関連性

人体では、血中の高濃度のケトン体はアシドーシスおよびケトン血症と呼ばれる特別な状態を引き起こす可能性があります.

これらの代謝産物の製造は、脂肪酸と炭水化物の異化に対応しています。病的ケトン体形成状態の最も一般的な原因の１つは、トリカルボン酸酸化経路によって分解されない高濃度の二炭酸酢酸フラグメントである。.

結果として、血中のケトン体のレベルが2〜4 mg / 100 Nを超えて上昇し、尿中に存在するようになります。これは前記代謝産物の中間代謝の妨害をもたらす。.

ケトン体の分解および合成を調節する神経腺下垂体因子のある種の欠陥は、炭化水素の代謝障害とともに、高アセトン血症の状態の原因である.

糖尿病とケトン体の蓄積

真性糖尿病（１型）は、ケトン体の産生を増加させる内分泌疾患です。不適切なインスリン産生は筋肉、肝臓および脂肪組織へのグルコースの輸送を不能にし、その結果血中に蓄積する.

グルコースが存在しない細胞は、糖新生と脂肪やタンパク質の分解の過程を始めて代謝を回復します。結果として、オキサロ酢酸濃度は減少し、脂質酸化は増加する.

それからアセチルCoAの蓄積があり、これはオキサロ酢酸塩の不在下ではクエン酸経路をたどることができず、この病気の特徴であるケトン体の高生産を引き起こします。.

アセトンの蓄積は、尿中に存在すること、およびこの状態を患っている人々の息によって検出され、実際にはこの疾患の発現を示す症状の1つです。.

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