酮体

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三种酮体的结构,从上至下:丙酮乙醯乙酸β-羟丁酸

酮体(Ketone bodies)是在身體饥饿、禁食或某些病理状态(如糖尿病)下产生的一类化合物,它包括丙酮乙酰乙酸β-羟丁酸三种化合物,不过严格意义上来讲,β-羟丁酸是一种羟基酸,而非类。

身體在上述状态时,脂肪动员加强,大量的脂肪酸被肝细胞吸收和氧化;而同时为了维持血糖浓度的稳定,也會刺激体内糖質新生作用。糖質新生所需原料草醯乙酸因為被大量消耗,影响到草醯乙酸所参与的另一代谢途径三羧酸循环,使大量中间物乙醯輔酶A無法消耗、出现堆积,因而生成酮体。

合成[编辑]

生酮作用发生於肝细胞线粒体基质。第一步反应是两分子乙醯輔酶A缩合为乙醯乙醯輔酶A,这是硫解酶的逆反应;第二步反应为乙醯乙醯輔酶与另一分子乙醯輔酶A在HMG-CoA合酶催化下缩合为β-羟-β-甲基戊二酸單醯輔酶A,即HMG-CoA,同时产生一分子CoA。(类比胆固醇合成中的反应和合成场所)

然后,HMG-CoA在HMG-CoA裂合酶催化下,分解产生乙醯輔酶A,并得到第一种酮体——乙醯乙酸。接下来,乙醯乙酸可以自发脱羧转变为丙酮,也可以在脱氢酶的催化下被还原为D-β-羟丁酸。

作用[编辑]

酮体在产生以后可以离开肝细胞进入血液,经由血液循环到达肝外组织,其中β-羟丁酸和乙酰乙酸可重新转变为乙醯輔酶A进入三羧酸循环。 此过程僅在肝外细胞发生(因為肝细胞内缺乏 CoA轉移酶),包括:

  1. β-羟丁酸被NAD+氧化为乙醯乙酸;
  2. 乙醯乙酸与琥珀醯輔酶Aβ-酮醯转移酶的催化下转变为乙醯乙醯輔酶A和琥珀酸
  3. 乙醯乙酰輔酶A与CoA作用,产生两分子乙醯輔酶A。

丙酮则可作为废料呼出或是排泄出体外,部分可在肝中由细胞色素P450CYP2E1)催化下转化为羟基丙酮,进一步转化为丙酮醛、D-乳酸丙酮酸糖質新生成为醣類

酮体的这个性质使其成为身體在饥饿、禁食等状态下,为脑、骨骼肌和心肌提供的一种替代燃料。 不过,由于乙醯乙酸与β-羟丁酸均为中强酸,因此酮体产生过多时将会引起酮症(ketosis),甚至出现酮酸中毒