Ketolátky

Zjednodušené schéma ketogeneze. NEMK = neesterifikované mastné kyseliny

Podstatou vzniku ketolátek je zvýšená mobilizace mastných kyselin z tukové tkáně a jejich následný transport do jater. Zde se mastné kyseliny oxidují mechanismem β-oxidace na acetyl-CoA. Molekuly acetyl-CoA jsou přímo předávány buď do citrátového cyklu, kde se oxidují na oxid uhličitý a vodu za uvolnění energie, nebo slouží pro tvorbu ketolátek – acetoacetátu, acetonu a kyseliny β-hydroxymáselné, které v extrahepatálních tkáních slouží jako alternativní zdroj energie. Ketolátky vznikají ve zvýšeném množství zejména při hladovění či u dietních režimů s přísným omezením sacharidů nebo u patologických stavů, jako je např. diabetes. Za těchto podmínek vzniká nadbytek acetyl-CoA a dochází k převýšení kapacity citrátového cyklu vlivem nízké koncentrace oxalacetátu z nedostatku glukózy.

• 

  Acetyl-CoA

• 

  Kyselina acetooctová

• 

  Kyselina beta-hydroxymáselná

• 

  Aceton

Syntéza ketolátek

Syntéza ketolátek – schéma

Syntéza ketolátek probíhá výhradně v játrech v matrix mitochondrie z molekul acetylkoenzymu A.

 Podrobnější informace naleznete na stránce Tvorba ketolátek.

1. Acetoacetyl-CoA je meziprodukt odbourávání tuků. Acetoacetyl-CoA může vznikat kondenzací dvou acetyl-CoA.
   • Kondenzací acetoacetyl-CoA s molekulou acetyl-CoA vznikne β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA = HMG-CoA. Ten se za fyziologického stavu využívá k tvorbě steroidních látek, jako je cholesterol. U rostlin slouží k syntéze terpenů a karotenů.
   • HMG-CoA může být dále štěpen pomocí lyázy na acetoacetát a acetyl-CoA.
2. Z acetoacetátu neenzymovou (spontánní) dekarboxylací vzniká aceton.
3. Další možností je redukce acetoacetátu jaterní dehydrogenázou na kyselinu β-hydroxymáselnou (β-hydroxybutyrát).

Přeměna ketolátek na acetyl-CoA

Přeměna ketolátek na acetyl-CoA – schéma

Za běžných okolností slouží ketolátky jako metabolické palivo pro některé periferní tkáně − srdce, kosterní sval, ledviny, při delším hladověním i pro tkáň mozku (60–70 %). Jsou to ve vodě rozpustné ekvivalenty mastných kyselin, proto jejich utilizace probíhá vždy na periferii. Neváží se na bílkoviny.

Lidské tělo využívá jako zdroj energie pouze acetoacetát a β-hydroxybutyrát. Aceton je vydechován s vydechovaným vzduchem nebo je vylučován močí. β-hydroxybutyrát je oxidován na acetoacetát. Acetoacetát musí být nejprve aktivován na aktivní formu acetoacetyl-CoA. Donorem koenzymu A je sukcinyl-CoA, ze kterého je koenzym A enzymaticky přenesen na acetoacetát. Enzym zodpovědný za tuto reakci se nachází ve všech tkáních s výjimkou jater a z tohoto důvodu jsou ketolátky využívány extrahepatálními tkáněmi, ale ne játry. Acetoacetyl-CoA může být rozložen na dvě molekuly acetyl-CoA, které jsou oxidovány v citrátovém cyklu.

Ketóza

Vzniká při vysoké tvorbě (koncentraci) ketolátek. Acetoacetát přechází z mitochondrie do krve. Metabolismus acetoacetátu je pomalejší než jeho tvorba.

• Normální ketonémie, hladina ketolátek v krvi: < 0,2 mmol/l ;
• ketóza − fyziologický stav při hladovění a nízkosacharidových dietách, kdy je glykogen vyčerpán a zdrojem energie se stal tělesný tuk, ketonémie 1–3 mmol/l;
• ketoacidóza − patologický stav u diabetu, charakterizovaný acidózou, vysokou ketózou > 3 mmol/l, ketonurií, projevuje se nevolností a zvracením.

Odkazy

Související články

• Redukční dieta
• β-oxidace
• Diabetes mellitus
• Acetyl-CoA

Zdroj

• ŠKARYDOVÁ, Lucie, Mgr.. Metabolismus tuků a mastných kyselin II. [přednáška k předmětu Obecná biochemie, obor Farmacie, Farmaceutická fakulta Univerzita Karlova]. Hradec Králové. 29.3.2011. 

• STŘEDA, Leoš, Doc. MUDr., Ph.D.. Terapie nadváhy a obezity, aktivní diety [přednáška k předmětu Monitoring a terapie obezity, obor Lékařství, 1. lékařská fakulta Univerzita Karlova]. Praha. 10.9.2012. 

• DOLEČEK, Rajko, Prof. MUDr., DrSc.. Metabolický syndrom [přednáška k předmětu Monitoring a terapie obezity, obor Lékařství, 1. lékařská fakulta Univerzita Karlova]. Praha. 10.9.2012. 

• KOOLMAN, Jan a Klaus-Heinrich RÖHM. Barevný atlas biochemie. 1. vydání. Praha : Grada, 2012. 512 s. ISBN 978-80-247-2977-0.

• MATOUŠ, Bohuslav, et al. Základy lékařské chemie a biochemie. 1. vydání. Praha : Galén, 2010. 540 s. ISBN 978-80-7262-702-8.