Cum devin corpurile cetonice energia FUNCĂ
Corpurile cetonice sunt formate în ficat și apoi intră în sânge. Sunt mici și ușor solubile în apă. Deci pot fi transportate minunat prin tot corpul. Dar cum câștigă brusc energie din corpurile cetonice organele care ard în mod normal glucoza?
În ultimul articol, am introdus ketogeneza - producerea de corpuri cetonice în ficat. Nu știi încă Citește-l din nou repede! Voi aștepta atât de mult.
Ficatul nu poate face nimic cu corpurile cetonice
Ficatul în sine nu are o anumită enzimă pentru a genera energie din corpurile cetonice. Colegul este numit 3-cetoacid CoA transferază. Dacă ne întoarcem la comparația parcului nostru de distracții, vă puteți imagina ficatul ca pe un parc anume. Pur și simplu nu există aceleași atracții și roller-coastere în Europapark ca în Disneyland. Nici măcar aceiași angajați. Ficatul este Europapark. Atracțiile sunt anumite căi metabolice, iar angajații sunt enzimele. Dacă vreau cu adevărat să am o atracție din Disneyland, atunci pot să vă plâng personalului din Europapark atât de mult timp, nu ajută. Trebuie doar să merg la Disneyland. Și corpurile noastre cetonice gândesc la fel. Parcul Europei? Niciun castel Disney? Ei bine, atunci voi pleca. Între timp, probabil că am făcut angajații din Rust atât de albi încât oricum vom fi aruncați afară. Și astfel ficatul aruncă corpurile cetonice. În sânge.
Corpurile cetonice sunt ușor solubile în apă
În călătoria în Disneyland, corpurile cetonice au un avantaj decisiv: călătoriți cu mașina. Asta înseamnă că pot lua autostrada complet independent. De la Rust la Paris. Alții, cum ar fi acizii grași, trebuie să aștepte autobuzul sau să cheltuiască prea mulți bani pe un taxi. Corpurile cetonice se dizolvă bine în apă, asta e mașina ta. Deoarece acizii grași nu sunt ușor solubili în apă, au nevoie de un mijloc de transport. Autobuzul tău este proteina albuminei de transport. Sunt legați de el și pot rătăci prin sânge. Grăsimea nu se amestecă atât de bine cu apă.
Dacă concentrația cetonică în sânge crește, crește și în organe
De îndată ce unele corpuri cetonice sunt în sânge, unele se împing prin pereții celulari ai organelor. Cu cât există mai multe corpuri cetonice în sânge, cu atât mulțimea devine mai puternică. Ei împing și împing și tot mai mulți sunt împinși prin peretele celular în celulele organelor. Celulele organelor, cum ar fi mușchii și creierul, nu au avut astfel de oaspeți de mult timp. De obicei, primesc doar o vizită de la glucoză. La început nu prea știu ce să facă cu aceste corpuri cetonice ciudate.
10-20% din corpurile cetonice nici măcar nu ajung în organe. Se pierd pe drum și sunt excretați cu urina. Există întotdeauna o mică pierdere. Acesta este motivul pentru care puteți măsura „cetoza” în urină.
Organele trebuie să învețe să ardă corpuri cetonice
Dacă cineva îți pune în mână un tip neobișnuit de legume - să spunem okra - ai ști imediat ce lucruri delicioase poți găti cu el? Nu faceți google. Cred că nu toată lumea ar avea o idee imediat. Dar cu cât gătești mai des cu okra, cu atât gusturile tale vor fi mai bune cu ea. Înveți să folosești legume care înainte îți erau atât de străine. Este similar în organe. La început nu prea știu ce să facă cu corpurile cetonice. S-ar putea spune și: brusc există un număr deosebit de mare de vizitatori din Okra din Disneyland. Din păcate, niciunul dintre angajați nu vorbește okra. În primul rând, angajații își pot îndruma oaspeții în atracții doar cu un spectacol de mână. Parcul de distracții trebuie să angajeze personal competent care să înțeleagă limba noilor oaspeți. Este nevoie de timp până când sunt angajați suficient personal care vorbește okra pentru a deservi în mod competent toate corpurile cetonice.
Enzimele potrivite trebuie mai întâi formate în organe pentru a descompune corpurile cetonice. Încet, dar sigur degradarea este din ce în ce mai bună. Declanșatorul pentru formarea de noi enzime sunt corpurile cetonice în sine. La fel ca în Disneyland, Okrarianii au fost declanșatorul faptului că angajații care vorbeau okra trebuiau angajați.
Ketoliza este ketogeneza inversă. Aproape!
În cetogeneză, adică generarea corpurilor cetonice, corpurile cetonice au fost realizate din acizi grași zdrobiți activi (acetil-CoA). În timpul cetolizei, descompunerea corpurilor cetonice, acestea devin din nou acetil-CoA. Acest lucru intră în așa-numitul ciclu al acidului citric (de asemenea, ciclul Krebs sau ciclul acidului citric) și este complet descompus în părțile sale individuale. Aceasta creează energie. Energia este stocată sub formă de ATP. Aceasta este moneda energetică universală a corpului. Ceva ca euro pentru Europa. Nu vă faceți griji, funcționează bine în corp!
(Corpul a înțeles că energia poate fi convertită vreodată dintr-o formă diferită. Energia nu poate apărea pur și simplu, nu poate fi nou produsă. Nu există inflație de energie).
Sunt necesare 3 enzime pentru a descompune corpurile cetonice
În primul rând, 3-hidroxibutiratul corpului cetonic trebuie reconvertit în acetoacetat. Canoa doar își schimbă în mod magic forma. Puteți citi din nou aici cum acetoacetatul a devenit 3-hidroxibutirat. Dacă aceste jocuri mintale sunt prea colorate pentru tine și ai prefera știința serioasă, atunci derulează puțin mai departe. Sub imagine veți găsi procesele biochimice explicate din nou serios în limbajul științific.
Tu esti inca aici? Ei bine, atunci jocurile colorate ale minții continuă pentru tine:
Persoana responsabilă de această conversie magică (enzima) este 3-hidroxibutirat dehidrogenaza. Angajatul activează apoi 3-cetoacidul-CoA transferază, acetoacetatul. Aprinde comutatorul tandem cu canoe acetoacetat, ca să zic așa. Apoi devine acetoacetil-CoA, forma activată a acetoacetetului. Mi se pare că personalul ketolizei este prea bun la porecle. De fapt este o rușine.
În ketogeneză, două canoe au fost conectate pentru a forma un tandem de canoe. Aici, în timpul ketolizei, cele două canoe sunt acum separate din nou. Acum ne-am întors la canoe individuale, Acetyl-CoA. Angajatul/enzima acetoacetil-CoA-tiolaza este responsabil pentru acest pas. După cum sa menționat deja, acest lucru intră în ciclul acidului citric și energia este extrasă din acesta.
Acest proces complicat este o mișcare inteligentă
Ok, și de ce tot efortul? Acizii grași sunt eliberați mai întâi din țesutul gras în sânge, apoi sunt transformați în corpuri cetonice în ficat. Cu toate acestea, ficatul nu poate face nimic cu corpurile cetonice și, prin urmare, le aruncă din nou. Acestea ajung la mușchi, creier și alte organe prin sânge. Acolo corpurile cetonice sunt distruse din nou și utilizate pentru energie. Nu vă puteți salva acest act și ardeți acizii grași în organe direct?
Răspunsul este „bine”. Mușchii ard niște acizi grași. Totuși, după cum sa menționat mai sus, acestea nu sunt foarte solubile în apă și, prin urmare, trebuie transportate legate de albumină. Capacitatea de transport este limitată. Creierul nu poate folosi deloc acizi grași, deoarece nu poate trece bariera hematoencefalică. Pe de altă parte, corpurile cetonice pot traversa bariera hematoencefalică.
În vremuri fără hrană, corpul strămoșilor noștri nu avea decât depozitele sale de grăsimi. Întrucât creierul nu le-a putut folosi în mod direct, „ocolirea” ne-a salvat. Creierul avea un combustibil care era mereu cu tine. Corpuri cetonice, obținute din grăsime corporală.
Cum creierul folosește exact corpurile cetonice, cum își schimbă metabolismul și cât de eficient este întregul lucru, voi explica în articolul următor.
Acum urmează o schemă biochimică cu calea metabolică descrisă și apoi descrierea „serioasă” a proceselor și a sursei.
Ketoliza în organele extrahepatice
Hepatocitele în sine nu pot utiliza corpurile cetonice - le lipsește enzima 3-cetoacid-CoA transferază - motiv pentru care corpurile cetonice sunt eliberate în sânge. În timp ce acizii grași nu sunt solubili în apă și, prin urmare, sunt legați de albumina din circulație, corpurile cetonice sunt ușor solubile în apă. AcAc și 3HB se difuzează în țesut extrahepatic de-a lungul gradientului lor de concentrație, iar rata oxidării lor în țesuturi este direct proporțională cu concentrația lor în sânge. Cu toate acestea, 10-20% din corpurile cetonice în stare metabolică ketogenică sunt excretate cu urina. În timpul cetolizei, corpurile cetonice sunt transformate înapoi în acetil-CoA, care apoi intră în ciclul acidului citric și este complet oxidat. Consumul de oxigen pe mol de ATP produs este mai mic decât cu oxidarea completă a glucozei.
Pentru metabolism, 3HB trebuie mai întâi reconvertit în AcAc. La fel ca interconversia în ficat, reacția este catalizată de 3-hidroxibutirat dehidrogenază. 3-cetoacidul-CoA transferază activează apoi AcAc în acetoacetil-CoA.
Acetoacetat + succinil-CoA → acetoacetil-CoA + succinat
După aceea, acetoacetil-CoA este divizat în două molecule de acetil-CoA de acetoacetil-CoA tiolază.
Acetoacetil-CoA ↔ 2 acetil-CoA
La fel ca ketogeneza, ketoliza este localizată în mitocondrii. Acetil-CoA rezultat este oxidat la H2O și CO2 în ciclul acidului citric. „Ocolirea” oxidării acizilor grași prin corpuri cetonice costă energie suplimentară, dar este o modalitate de a transporta conținutul de energie al acizilor grași din ficat către organele extrahepatice într-un mod solubil în apă. Motivul principal poate fi faptul că corpurile cetonice sunt singura sursă alternativă de energie la glucoză pentru creier în perioadele de abstinență alimentară.
Corpurile cetonice pot fi metabolizate de numeroase organe, cum ar fi creierul, inima și mușchii scheletici, ketoliza în creier fiind cea mai importantă și cea mai bine studiată cantitativ.
Surse și literatură interesantă:
Owen OE, Felig P, Morgan AP, Wahren J, Cahill GF. 1969. Metabolismul ficatului și rinichilor în timpul foametei prelungite. J Clin Invest, 48 (3): 574-583.
Veech RL, Chance B, Kashiwaya Y, Lardy HA, Cahill GF. 2001. Corpuri cetonice Utilizări terapeutice potențiale. IUBMB life, 51 (4): 241-247.
Stipanuk MH, Caudill MA. 2013. Aspecte biochimice fiziologice și moleculare ale nutriției umane. Ediția a treia Philadelphia: Elsevier Saunders, 379-381.