Образование кетоновых тел. Биологическая роль процесса. Причины и последствия кетоза

В печени часть жирных кислот превращается в кетоновые тела, которые окисляются мозгом, нервной тканью, мышцами, обеспечивая достаточное количество энергии для синтеза АТФ и уменьшая потребление глюкозы. К кетоновым телам относят β – гидроксибутират, ацетоацетат и ацетон. Первые две молекулы могут окисляться в тканях, обеспечивая синтез АТФ. Ацетон образуется только при высоких концентрациях кетоновых тел в крови и, выделяясь с мочой, выдыхаемым воздухом и потом, позволяет организму избавляться от избытка кетоновых тел.

· Синтез кетоновых тел в печени.

­ При низком соотношении инсулин – глюкагон в крови в жировой ткани активируется распад жиров. Жирные кислоты поступают в печень в большом количестве, чем в норме. Скорость реакций ЦТК в этих условиях снижена, так как оксалоацетат используется для ГНГ. В результате скорость образования ацетил – КоА превышает способность ЦТК окислять его. Ацетил – КоА накапливается в митохондриях печени и используется для синтеза кетоновых тел. Синтез кетоновых тел происходит только в митохондриях печени.

­ Синтез начинается с взаимодействия двух молекул ацетил – КоА, которые под действием фермента тиолазы образуют ацетоацетил – КоА. С ним взаимодействует третья молекула ацетил – КоА, образуя 3-гидрокси – 3 – метилглутарил – КоА (ГМГ – КоА). Эту реакцию катализирует расщепление ГМГ – КоА на свободный ацетоацетат и ацетил – КоА.

­ Ацетоацетат может выделяться в кровь или превращаться в печени в β – гидроксибутират восстановлением.

­ При активном β – окислении создается высокая концентрация НАДН, что способствует превращению большей части ацетоацетата в β – гидроксибутират. Именно он свляется основным кетоновым телом. При голодании для многих тканей жирные кислоты и кетоновые тела становятся основными топливными молекулами. Глюкоза используется в первую очередь нервной тканью.

­ При высокой концентрации ацетоацетата часть его неферментативно декарбоксилируется, превращаясь в ацетон. Ацетон не утилизируется тканями, но выделяется с выдыхаемым воздухом и мочой. Таким путём организм удаляет избыточное количество кетоновых тел, которые не успевают окисляться, но, являясь водорастворимыми кислотами, вызывают ацидоз.

­ Регуляция синтеза: ГМГ – КоА – синтаза. 1) индуцируемый фермент, его синтез увеличивается при повышении концентрации жирных кислот в крови. Это происходит при мобилизации жиров из жировой ткани под действием глюкагона, адреналина, т.е. при голодании или нагрузке. 2) ингибируется высокими концентрациями свободного кофермента А. 3) когда поступление жирных кислот в клетки увеличивается, КоА связывается с ними, концентрация свободного КоА снижается, и фермент становится активным. 4) если поступление жирных кислот в клетки печени уменьшается, то увеличивается концентрация свободного КоА, ингибирующего фермент. Следовательно, скорость синтеза кетоновых тел в печени зависит от поступления жирных кислот.

­ Синтез кетоновых тел в периферических тканях. Рисунок 8-34.

­ Кетоацидоз. В норме концентрация кетоновых тел в крови = 1-3мг/мл. Увеличение кетоновых тел в крови - кетонемия, выделение с мочой – кетонурия. Накопление кетоновых тел в организме приводит к кетоацидозу: уменьшению щелочного резерва (компенсаторному ацидозу), а в тяжёлых случаях – к сдвигу рН (некомпенсированному ацидозу), так как кетоновые тела (кроме ацетона) – водорастворимые органические кислоты, способные к диссоциации: СН3-СО-СН2-СООН <-> СН3-СО-СН2-СОО+Н.

Назначьте биохимическое обследование больному с подозрением на поражение поджелудочной железы.

Проверить активность пищеварительных ферментов поджелудочной железы – амилазы, панкреатической липазы, химотрипсина и трипсина.

Билет 21