Как са кетонните тела FOODPUNK

тела

Някак сме чували и преди, че кетонните тела трябва да са добри. Също така, че те възникват, когато консумирате само много малко въглехидрати. Но къде в тялото са направени точно тези кетонни тела? И как става това?

Кетонните тела се произвеждат в черния дроб. Техният синтез се нарича кетогенеза. Предпоставка за кетогенеза е по-дълъг период на гладно или много нисковъглехидратна диета. Както описах в последната статия, когато постиш или правиш без въглехидрати, повече мастни киселини се разграждат от мастните депа. Те достигат черния дроб чрез кръвния поток. Мастните киселини достигат и до мускулите и други органи, където се разграждат напълно до вода и CO2. Получената енергия се използва за движение на мускулите или други дейности на органи. Черният дроб, от друга страна, вече не може да се справи с разграждането, когато има много голямо количество мастни киселини. Има, така да се каже, конфитюр преди цикъла на лимонената киселина.

Не всички мастни киселини се разграждат в черния дроб

Представете си, че цикълът на лимонената киселина е влакче в увеселителен парк. Той работи само докато всички автомобили, които потеглят, се връщат по местоназначението си в даден момент. Пътниците слизат и се качват нови гости. Какво ще стане, ако вагоните бъдат поставени на сайдинг? На старите пътници все още е позволено да слизат, но колата вече не спира, когато се качват новите пътници, вместо това тя се изключва. Има задръстване. Времето е слънчево, но не прекалено топло - идеално за пътуване с влакче в увеселителен парк - и всъщност почти всички искаха да направят обиколка в увеселителния парк. Но просто няма повече автомобили. Опашката става все по-дълга и по-дълга, докато хората не се уморят от нея и не се обърнат обидени. Търсите друга атракция. След това рафтинг с бяла вода. Това е кетогенеза. Цикълът на лимонената киселина е зает. Досадно. Така че всички мастни киселини преминават в кетогенеза!

Останалите мастни киселини произвеждат кетонни тела

Добре Но какъв шегобиец гарантира, че автомобилите с влакчета в увеселителен парк отиват на сайдинг в средата на натоварения ден? Истината е, че всъщност това се случва през цялото време, защото вагоните постоянно се отстраняват и обслужват от експерт. Но има толкова много резервни коли, че за всеки автомобил, който се качи на страничния коловоз, един се връща на пистата и продължава да работи. Тогава нашият работник по поддръжката трябва да е спал ...

Преведени на езика на биохимиците и диетолозите, влакчетата с влакчета са оксалоацетат. Това поддържа цикъла на лимонената киселина и продължава да се върти в кръгове. В началото на кръг от цикъла на лимонена киселина, оксалоацетатът абсорбира активирана, смачкана мастна киселина. Те се свързват и правят обиколка, като по пътя се случват някои модификации (това е истинско влакче в увеселителен парк). В края на кръга останалото от мастната киселина се отделя от оксалоацетата и оксалоацетатът приема нов "пътник". Оксалоацетатът обаче не е особено стабилен и се разгражда много лесно при телесна температура, поради което трябва постоянно да се зарежда отново. За това са ви необходими въглехидрати. Да, чухте добре. О, не, о страх. Има ли нужда тялото от въглехидрати? Във всеки случай, за да се получат достатъчни количества оксалоацетат. Оттук и старата поговорка „мазнините изгарят в пламъка на въглехидратите“.

Кетогенезата протича в митохондриите на чернодробните клетки

Но метаболизмът ни е умно малко момче. Той просто мисли „... о, няма да се оставя да се стресирам прекалено много, рафтингът с бяла вода също е готин. Може би това е просто шум за това влакче в увеселителен парк с лимонена киселина и в крайна сметка дори харесвам по-добре кетогенезата рафтинг ... ”. Веднага след като се каже, че се прави, всички мастни киселини, които вече не са намерили място в цикъла на лимонената киселина, преминават в кетогенеза. Този начин не е по-добър или по-лош. Той просто е различен. Кетогенезата е скрита в митохондрията, електроцентралата на клетката. Не забравяйте, че все още сме в черния дроб.

В първата стъпка са свързани два еднакви елемента

Кетогенезата е разделена на три етапа. С други думи: нашият рафтинг с бяла вода има три елемента на действие. Винаги влизате в кануто сами, но две канута са свързани помежду си още в началото. Нещо като тандем. Научно казано, две молекули ацетил-КоА (това са активираните и смачкани мастни киселини) се кондензират в ацетоацетил-КоА (тандемът). Служителят, отговорен за това, се нарича ацетоацетил-КоА тиолаза. Прякорът му е T2. Подобно на останалите служители, той носи ризата на тематичния парк. Вместо „екип“ пише „ензим“. Това е групата на активните служители.

Третият елемент е добавен

Тандемът прави обиколка на водната пързалка ... изведнъж ... о шок, кану идва отдясно. От дюзата извира вода отгоре, всички обитатели се намокрят и с голямо дръпване единичното кану удря тандема. Момент на шок. Тогава всички се смеят, защото това е част от забавлението. Третото кану също беше свързано с останалите отново от служител. На научен немски: Трета молекула ацетил-КоА кондензира с предварително образуван ацетоацетил-КоА и се образува 3-хидрокси-3-метилглутарил-КоА. За щастие, това нещо, направено от 3 канута, също има прякор: HMG-CoA. Да, знам, не особено фантастично. Но поне за кратко! Между другото, служителят, който е прикрепил третото кану, се нарича Mitochondrial HMG-CoA Synthase. Приятели го наричат ​​mHS.

И се разделят отново - създава се кетонно тяло

Рафтингът с бяла вода не би бил забавен, ако сега беше свършил. Обитателите намаляват няколко бързея, почти падат от кануто, намокрят се и се наслаждават. В третия етап от кетогенезата HMG-CoA се разделя на ацетоацетат и ацетил-CoA. Ацетоацетатът е първото създадено кетонно тяло. Така че за кану пътуването завършва тук. Все още са свързани два канута, но за съжаление обитателят на третото кану има ключ за ключалката между двете свързани канута със себе си. Те вече не могат да бъдат разделени. Тандемът е свързан завинаги с ацетил-КоА. Между другото, третият служител беше служител! Лиазата на HMG-CoA. Тя отдели едното кану от другото.

Останалите кетонни тела се създават чрез целенасочено преобразуване и спонтанно разпадане

Как се образуват другите две кетонни тела? Второто кетонно тяло, 3-хидроксибутират, е направено от ацетоацетат. Това просто се преобразува от друг служител. Кануто може магически да промени формата си. Излизаме от увеселителния парк. Защото в моя опит с рафтинг с бяла вода кануто никога не е променило магически формата си. В метаболизма обаче е възможно почти всичко. Мааагич! Или просто: химия.

Третото кетонно тяло, ацетат, се образува, когато ацетоацетатът спонтанно се разпада на две части.

Черният дроб не може да използва кетонни тела. Следователно те се освобождават в кръвта и се предоставят на другите органи. В следващата статия ще обясня как кетонните тела могат да се преобразуват отново в енергия.

Между другото: кетонните тела могат да бъдат създадени не само от мастни киселини, но и от някои аминокиселини, така наречените кетогенни аминокиселини.

Кетогенезата е описана подробно и научно

Искате ли да знаете какво всъщност представляват кетонните тела? Чели сте това в тази статия .

Искате ли да знаете кой луд човек прави подобни сравнения? Прочетете това тук .

Бихте ли искали да разберете някои точки още по-добре? След това не се колебайте да напишете коментар. Общността и аз с удоволствие обясняваме всичко по-подробно.

Говорейки за подробности: Ето още една схема, биохимичен път на реакция. Ето как изглеждат всички молекули с тяхната химична структурна формула. Ако искате да знаете повече подробности и нямате абсолютно никакво желание за сравнения на детски увеселителен парк: След биохимичната схема идва концентрирана наука. Откровено и пълен с технически термини. Същото нещо, описано по различен начин.

Илюстрация: Copyright Marina Lommel/Foodpunk GmbH

Кетогенезата обясни научно

По време на кетогенезата, ацетил-CoA, получен от β-окислението на мастни киселини, се превръща ензимно в AcAc и 3HB. Този процес протича в митохондриите на хепатоцитите.

Ацетил-КоА, произведен от β-окислението на мастните киселини, се окислява напълно до H2O и CO2 в не-кетогенната метаболитна ситуация в цикъла на лимонената киселина. За целта той кондензира с оксалоацетат, който е нестабилен при телесна температура и се използва също за катаплеротичната реакция на глюконеогенезата, поради което трябва непрекъснато да се попълва чрез анаплеротичната реакция на синтеза от пируват. Пируватът се предоставя само в достатъчни количества чрез гликолиза, което означава, че оксалоацетатът не се предлага в достатъчно количество в случай на дефицит на глюкоза поради гладуване или диета с изключително ниско съдържание на въглехидрати, за да активира активно цикъла на лимонената киселина за увеличеното снабдяване с ацетил-КоА от β-окисление да запазя. Прекомерното предлагане на ацетил-КоА сега се подава в кетогенезата.

По-конкретно, кетогенезата е разделена на три стъпки:

В първия етап две молекули ацетил-КоА се кондензират до ацетоацетил-КоА. Тази обратима реакция се катализира от ензима ацетоацетил-КоА тиолаза (β-кетотиолаза, Т2).

Ацетил-КоА + Ацетил-КоА ↔ Ацетоацетил-КоА + КоА

Във втория етап трета молекула ацетил-КоА се кондензира с предварително образувания ацетоацетил-КоА и се образува 3-хидрокси-3-метилглутарил-КоА (HMG-CoA). Тази реакция е необратима и се катализира от митохондриалната HMG-CoA синтаза (mHS).

Ацетил-КоА + ацетоацетил-КоА → 3-хидрокси-3-метилглутарил-КоА + КоА

В третия етап от кетогенезата, HMG-CoA се разцепва до ацетоацетат и ацетил-CoA чрез HMG-CoA лиаза.

3-хидрокси-3-метилглутарил-CoA → ацетоацетат + ацетил-CoA

3HB не е химически кетон, но в медицината се нарича кетонно тяло заедно с AcAc, тъй като 3HB и AcAc могат да се преобразуват много бързо един в друг.

Ацетоацетат + NADH + H + ↔ 3-хидроксибутират + NAD+

Взаимодействието се катализира от 3-хидроксибутират дехидрогеназа, NAD-зависим ензим.

AcAc се разлага чрез спонтанно декарбоксилиране, без ензимна катализа, до ацетон, който е летлив, не може да се метаболизира допълнително и следователно се екскретира с урината и издишания въздух. По този начин ензимното превръщане на AcAc в 3HB служи за спестяване на енергия, тъй като 3HB вече не може спонтанно да се разпадне до ацетон.

Кетогенните аминокиселини също са изходно вещество за синтеза на кетонни тела.Левцинът и лизинът са кетогенни аминокиселини, изолевцин, триптофан, тирозин и фенилаланин могат да имат както кетогенни, така и глюкогенни ефекти. Левцинът, най-важната по количество кетогенна аминокиселина, се разгражда директно до HMG-CoA, но в същото време стимулира секрецията на инсулин, което от своя страна инхибира кетогенезата.

Източници и интересна литература:

Fukao T, Lopaschuk GD, Mitchell GA. 2004. Пътища и контрол на метаболизма на кетонното тяло на границата на липидната биохимия. Простагландини Leukot Essent мастни киселини, 70 (3): 243-251.

Reichard GA, Owen OE, Haff AC, Paul P, Bortz WM. 1974. Производство и окисляване на кетони в тялото при гладно затлъстяване. J Clin Invest, 53 (2): 508-515.

Stipanuk MH, Caudill MA. 2013. Биохимични физиологични и молекулярни аспекти на храненето на човека. Трето издание Филаделфия: Elsevier Saunders, 379-381.