참조: 케톤 생성 식단; 당뇨병성 케톤산증.
대부분
과거에는 케톤체는 과도한 지방 섭취나 당뇨병으로 인한 과도한 신진대사로 인한 것으로 생각되었지만 케톤체는 우리 몸에서 자연적으로 생성됩니다. 장기간의 단식(당뇨병 환자의 경우 케톤체가 포도당 대사를 대체함) 또한 영양이 부족한 경우 케톤체의 경로가 짜증날 수 있습니다.
케톤체란?
케톤체는 지질의 파생물이지만(거의 전적으로 간에서 지질 대사에서 파생됨) 설탕과 유사한 특성을 가지고 있습니다.
- 높은 입력 속도;
- 사용이 빠릅니다.
일부 아미노산, 특히 대사 조건은 케톤체(류신, 라이신, 페닐알라닌, 이소류신, 트립토판 및 티로신)를 생성할 수 있습니다.
생물학적 역할
- 케톤체는 크기가 작기 때문에 매우 빠르게 수송됩니다(반면 알부민과 같은 수송 단백질을 필요로 하는 지방산보다 훨씬 더 많이).
- 케톤체는 근육과 말초 조직에서 거의 독점적으로 사용되지만 심장(사용하는 에너지의 20-30%는 케톤체에서 옴)과 뇌(장기 단식의 경우)에서도 사용됩니다.
합성
케톤체는 지방산 대사에서 유래하는 아세틸 조효소 A에 의해 합성됩니다.
첫 번째 단계를 촉매하는 효소는 Β-케토티올라제, 이것은 아세틸 조효소 A의 황을 이용하여 Β-케토 아실-조효소 A(지방산의 Β-산화에서 나타나는 것과 반대 반응)를 생성합니다. 이 반응은 자발적이지 않지만 후속 반응에 의해 유도됩니다. , "에서 촉매하이드록시메틸 글루타릴 조효소 A 합성효소 두 번째 아세틸 조효소 A의 부착을 포함하여 3-하이드록시 3-메틸 글루타릴 조효소 A를 얻습니다.
이어서 3-하이드록시 3-메틸글루타릴 조효소 A를 케톤체인 초산초산으로 전환시키는 용해효소가 개입한다. 초산초는 말초 조직으로 보내지거나 효소의 작용에 의해 하이드록시부티레이트 탈수소효소, 3-H-히드록시 부티레이트로 전환됨. 식초 아세테이트의 농도가 매우 높으면 자발적으로 아세톤으로 탈탄산될 수 있습니다.
아세톤, 식초 아세테이트 및 3-H-하이드록시 부티레이트는 우리가 고려하는 세 가지 케톤체입니다. 아세톤은 케톤체의 경로에서 무작위로 생성되고 호기와 증산에 의해 배출되는 폐기물입니다.
말초 조직에 사용
간에서 생성된 케톤체는 말초 조직으로 보내집니다.
이제 초산식초와 3-H-하이드록시부티레이트가 말초조직에 도달하면 어떤 일이 일어나는지 봅시다 초산초는 Β-케토산이므로 활성화되면 Β-산화 과정에서 사용하여 생성할 수 있습니다. 아세틸 조효소 A: 따라서 Β-케토산을 Β-케토 아실 조효소 A로 변환하는 것이 필요합니다.
초산초산은 말초조직 세포의 미토콘드리아에 도달하면 효소의 작용을 받음 숙시닐 조효소 A 전이효소: 이 효소를 통해 초산초는 석시닐 조효소 A(크렙스 회로에서 유래)와 반응하여 석시네이트와 식초 아세틸 조효소 A가 얻어진다.
숙시닐 조효소 A를 이용하여 식초 아세테이트를 활성화함으로써 우리는 GTP를 생성하는 단계인 크렙스 회로로 뛰어듭니다. 이것은 에너지 측면에서 세포가 아세틸 식초 조효소 A를 얻기 위해 지불할 의향이 있는 과정입니다. ; 후자는 다음 조치를 취합니다. Β-케토 티올라제 (Β-산화 효소) 크렙스 회로로 보내지는 아세틸 조효소 A의 두 분자를 생성합니다.
3-H-하이드록시 부티레이트가 말초 조직으로 보내지면 미토콘드리아 내부의 후자는 약 2.5 ATP에 해당하는 NADH의 생성과 함께 N-하이드록시 부티레이트 탈수소효소 효소의 작용에 의해 식초 아세톤으로 전환됩니다. 생성된 식초 아세테이트는 이전에 설명한 경로를 따릅니다.
말초 조직의 세포는 식초 아세테이트보다 3-H-하이드록시 부티레이트에서 더 많은 에너지를 끌어들이지만, 말초 조직으로의 전달은 간의 에너지 가용성에 달려 있습니다.
C "는 무시할 수 없는 양의 대사된 지방산으로 미토콘드리아가 아닌 퍼옥시솜에 함유되어 있습니다. 퍼옥시솜은 미토콘드리아보다 작고 금속 이온과 퍼옥시다제 효소가 풍부한 세포 소기관입니다. 퍼옥시다제 효소는 과산화수소를 사용하여 산화환원 과정을 촉진하므로 퍼옥시솜에서 과산화수소를 생성할 수 있는 효소 시스템입니다.
퍼옥시좀의 Β-산화에서 "아실 조효소 A는 의 작용에 의해 얻어진다"아실 코엔자임 A 옥시다제 (반면 미토콘드리아에서는 acyl coenzyme A dehydrogenase라는 효소가 작용합니다.) 이 경우에도 trans 2,3 enoyl coenzyme A가 형성되어 bifunctional enzyme의 작용을 받습니다. 미토콘드리아에서 "에노일 조효소 A 히드라타제 및 L-H-히드록시 아실 조효소 A 탈수소효소) 및 이에 따라 Β-케토 아실 조효소 A로 전환된다. 이것은 미토콘드리아에서와 같이 마지막으로 Β-케토 티올라제 및 아세틸 조효소 A의 작용을 겪는다. 그리고 아실 조효소 A는 탄소질 골격이 처음에 비해 2단위 감소된 상태로 얻어지고 순환으로 돌아갑니다.
