Cum sunt corpurile cetonice FOODPUNK
Cumva am mai auzit că corpurile cetonice ar trebui să fie bune. De asemenea, acestea apar atunci când consumați doar puțini carbohidrați. Dar unde sunt făcute aceste corpuri cetonice în corp? Și cum funcționează?
Corpurile cetonice sunt formate în ficat. Sinteza lor se numește ketogeneză. Condițiile preliminare pentru ketogeneză sunt o perioadă mai lungă de post sau o dietă foarte scăzută în carbohidrați. După cum am descris în ultimul articol, atunci când postim sau nu facem carbohidrați, mai mulți acizi grași sunt defalcați din depozitele de grăsimi. Acestea ajung la ficat prin fluxul sanguin. Acizii grași ajung, de asemenea, la mușchi și la alte organe, unde sunt descompuși complet în apă și CO2. Energia câștigată este utilizată pentru mișcarea musculară sau alte activități ale organelor. Ficatul, pe de altă parte, nu mai poate ține pasul cu defalcarea atunci când există o cantitate foarte mare de acizi grași. Există, ca să spunem așa, un gem înainte de ciclul acidului citric.
Nu toți acizii grași sunt defalcați în ficat
Imaginați-vă că ciclul acidului citric este un roller coaster. Funcționează doar atâta timp cât toate mașinile care pleacă se întorc la un moment dat la destinație. Pasagerii coboară și noi oaspeți urcă. Ce se întâmplă dacă vagoanele sunt puse pe lateral? Vechilor pasageri li se mai permite să coboare, dar mașina nu se mai oprește când urcă noii pasageri, ci este oprită. Există un blocaj de trafic. Vremea este însorită, dar nu prea caldă - perfectă pentru o plimbare cu role - și de fapt aproape toată lumea a vrut să facă o tură în parcul de distracții. Dar pur și simplu nu mai există mașini. Coada devine din ce în ce mai lungă, până când oamenii se satură de ea și se întorc ofensați. Căutați o altă atracție. Apoi rafting în apă albă. Aceasta este ketogeneza. Ciclul acidului citric este ocupat. Enervant. Deci, toți acizii grași intră în ketogeneză!
Corpurile cetonice se formează din restul acizilor grași
Bine Dar ce farsă se asigură că mașinile cu roller-coaster se îndreaptă spre siding în mijlocul unei zile aglomerate? Adevărul este că, de fapt, se întâmplă tot timpul, pentru că vagoanele sunt în mod constant alungate și deservite de un expert. Dar există atât de multe mașini de rezervă, încât pentru fiecare mașină care circulă pe siding, una se întoarce pe pistă și continuă operațiunile. Atunci lucrătorul nostru de întreținere trebuie să fi dormit ...
Traduse în limbajul biochimiștilor și al nutriționiștilor, mașinile cu role sunt oxaloacetat. Acest lucru menține ciclul acidului citric și continuă să se rotească în cercuri. La începutul unui ciclu de acid citric, oxaloacetatul absoarbe un acid gras activ, zdrobit. Se conectează și fac un tur, cu unele modificări care au loc pe parcurs (acesta este un adevărat roller coaster de acțiune). La sfârșitul rundei, ceea ce a mai rămas din acidul gras se separă de oxaloacetat și oxaloacetat acceptă un nou „pasager”. Cu toate acestea, oxaloacetatul nu este deosebit de stabil și se descompune foarte ușor la temperatura corpului, motiv pentru care trebuie umplut continuu. Pentru asta ai nevoie de carbohidrați. Da, ai auzit bine. Oh, nu, frică. Are organismul nevoie de carbohidrați? Cu siguranță pentru a produce suficient oxaloacetat. De aici și vechea zicală „grăsimea arde în flacăra carbohidraților”.
Ketogeneza are loc în mitocondriile celulelor hepatice
Dar metabolismul nostru este un băiețel inteligent. El doar crede că „... oh, nu mă voi lăsa să mă stresez prea mult, raftingul cu apă albă este și el răcoros. Poate că acesta este doar un hype despre acest rus montan al ciclului acidului citric și până la urmă chiar îmi place mai bine raftul în apă albă cu cetogeneză ... ”. De îndată ce nu s-a făcut, toți acizii grași care nu și-au mai găsit un loc în ciclul acidului citric merg la ketogeneză. Acest mod nu este mai bun sau mai rău. Este diferit. Ketogeneza este ascunsă în mitocondrie, puterea celulei. Amintiți-vă, suntem încă în ficat.
În primul pas, sunt conectate două elemente identice
Ketogeneza este împărțită în trei etape. Cu alte cuvinte: raftingul nostru în apă albă are trei elemente de acțiune. Intri mereu într-o canoe singură, dar două canoe sunt conectate între ele chiar la început. Ceva ca un tandem. Din punct de vedere științific, două molecule de acetil-CoA (aceștia sunt acizii grași activi și zdrobiți) se condensează în acetoacetil-CoA (tandemul). Angajatul responsabil de aceasta se numește acetoacetil-CoA tiolază. Porecla lui este T2. La fel ca ceilalți angajați, el poartă cămașa parcului tematic. În loc de „echipă” scrie „enzimă”. Acesta este grupul de angajați activi.
Se adaugă al treilea element
Tandemul face o tură pe toboganul de apă…. brusc ... oh șoc, o canoe vine din dreapta. Apa curge din duze de sus, toți ocupanții se udă și, cu o smucitură mare, singura canoe lovește tandemul. Moment de șoc. Apoi toată lumea râde pentru că face parte din divertisment. Cea de-a treia canoe a fost, de asemenea, conectată din nou cu celelalte de către un angajat. În limba germană științifică: O a treia moleculă de acetil-CoA se condensează cu acetoacetil-CoA și 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA formate anterior. Din fericire, acest lucru format din 3 canoe are și o poreclă: HMG-CoA. Da, știu, nu prea special. Dar cel puțin pe scurt! Apropo, angajatul care a atașat a treia canoe se numește Sintază HMG-CoA mitocondrială. Prietenii îl numesc mHS.
Și se separă din nou - se creează un corp cetonal
Raftingul cu apă albă nu ar fi distractiv dacă s-ar fi terminat acum. Ocupanții micșorează câteva repezi, aproape că cad din canoe, se udă și se distrează. În a treia etapă a cetogenezei, HMG-CoA este împărțit în acetoacetat și acetil-CoA. Acetoacetatul este primul corp cetonic creat. Deci, pentru o canoe, călătoria se termină aici. Două canoe sunt încă conectate, dar, din păcate, ocupantul celei de-a treia canoe are cheia pentru încuietoarea dintre cele două canoe conectate cu el. Nu mai pot fi separați. Tandemul este legat pentru totdeauna de acetil-CoA. Apropo, al treilea angajat a fost angajat! Liasa HMG-CoA. Ea a separat o canoe de cealaltă.
Celelalte corpuri cetonice sunt create prin conversie țintită și decădere spontană
Cum se formează celelalte două corpuri cetonice? Al doilea corp cetonic, 3-hidroxibutiratul, este format din acetoacetat. Acest lucru este convertit pur și simplu de către un alt angajat. Canoa își poate schimba magia forma. Părăsim parcul de distracții. Pentru că, în experiența mea de rafting în apă albă, o canoe nu și-a schimbat niciodată forma magică. Cu toate acestea, în metabolism, aproape orice este posibil. Maaagic! Sau pur și simplu: chimie.
Al treilea corp cetonic, acetatul, se formează atunci când acetoacetatul se descompune spontan în două părți.
Ficatul în sine nu poate folosi corpuri cetonice. Prin urmare, acestea sunt eliberate în sânge și puse la dispoziția celorlalte organe. În articolul următor voi explica modul în care corpurile cetonice pot fi transformate din nou în energie.
Apropo: corpurile cetonice pot fi create nu numai din acizi grași, ci și din anumiți aminoacizi, așa-numiții aminoacizi cetogeni.
Ketogeneza descrisă în detaliu și științific
Vrei să știi ce sunt corpurile cetonice? Ați citit asta în acest articol .
Doriți să știți care nebun vine cu astfel de comparații? Ai citit asta aici .
Doriți să înțelegeți și mai bine unele puncte? Atunci nu ezitați să scrieți un comentariu. Eu și comunitatea suntem bucuroși să explicăm totul în detaliu.
Apropo de detalii: Iată o altă schemă, o cale de reacție biochimică. Așa arată toate moleculele cu formula lor structurală chimică. Dacă doriți să cunoașteți mai multe detalii și să nu aveți absolut nicio dorință de comparații infantile despre parcurile de distracții: după schema biochimică vine știința concentrată. Sigur și plin de termeni tehnici. Același lucru, descris diferit.
Ilustrație: Copyright Marina Lommel/Foodpunk GmbH
Ketogeneza a explicat științific
În timpul ketogenezei, acetil-CoA, care provine din β-oxidarea acizilor grași, este transformat enzimatic în AcAc și 3HB. Acest proces are loc în mitocondriile hepatocitelor.
Acetil-CoA produs de β-oxidarea acizilor grași este complet oxidat la H2O și CO2 în situația metabolică necetogenă în ciclul acidului citric. Pentru a face acest lucru, se condensează cu oxaloacetat, care este instabil la temperatura corpului și este, de asemenea, utilizat pentru reacția cataplerotică a gluconeogenezei, motiv pentru care trebuie să fie completat continuu de reacția anaplerotică a sintezei din piruvat. Piruvatul este disponibil doar în cantități suficiente prin glicoliză, ceea ce înseamnă că oxaloacetatul nu este disponibil în cantități suficiente în cazul deficitului de glucoză din cauza postului sau a unei diete extrem de scăzute în carbohidrați pentru a activa ciclul acidului citric într-o măsură suficientă pentru aportul crescut de acetil-CoA din β-oxidare a păstra. Supraoferta de acetil-CoA este acum alimentată în ketogeneză.
Mai exact, ketogeneza este împărțită în trei etape:
În primul pas, două molecule de acetil-CoA se condensează în acetoacetil-CoA. Această reacție reversibilă este catalizată de enzima acetoacetil-CoA tiolază (β-cetotiolază, T2).
Acetil-CoA + Acetil-CoA ↔ Acetoacetil-CoA + CoA
În a doua etapă, o a treia moleculă de acetil-CoA se condensează cu acetoacetil-CoA și 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA (HMG-CoA) formate anterior. Această reacție este ireversibilă și este catalizată de sintagma mitocondrială HMG-CoA (mHS).
Acetil-CoA + acetoacetil-CoA → 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA + CoA
În cea de-a treia etapă a cetogenezei, HMG-CoA este scindat de acetoacetat și acetil-CoA de HMG-CoA liasă.
3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA → acetoacetat + acetil-CoA
Deși 3HB nu este o cetonă din punct de vedere chimic, este cunoscut în medicină sub numele de corp cetonic împreună cu AcAc, deoarece 3HB și AcAc pot fi transformate unul în altul foarte repede.
Acetoacetat + NADH + H + ↔ 3-hidroxibutirat + NAD+
Interconversia este catalizată de 3-hidroxibutirat dehidrogenază, o enzimă dependentă de NAD.
AcAc se descompune prin decarboxilare spontană, fără cataliză enzimatică, la acetonă, care este volatilă, nu poate fi metabolizată în continuare și, prin urmare, este excretată în urină și aerul expirat. Conversia enzimatică a AcAc în 3HB servește astfel la conservarea energiei, deoarece 3HB nu se mai poate descompune spontan în acetonă.
Aminoacizii cetogeni sunt, de asemenea, o substanță de pornire pentru sinteza corpurilor cetonice. Leucina și lizina sunt aminoacizi cetogeni, izoleucina, triptofanul, tirozina și fenilalanina pot avea atât efecte cetogenice, cât și glucogene. Leucina, cel mai important aminoacid cetogen din punct de vedere cantitativ, este descompusă direct în HMG-CoA, dar în același timp stimulează secreția de insulină, care la rândul său inhibă cetogeneza.
Surse și literatură interesantă:
Fukao T, Lopaschuk GD, Mitchell GA. 2004. Căi și controlul metabolizării corpului cetonic la marginea biochimiei lipidelor. Prostaglandine Leukot Essent Fatty Acids, 70 (3): 243-251.
Reichard GA, Owen OE, Haff AC, Paul P, Bortz WM. 1974. Producția și oxidarea corpului cetonic la oamenii obezi în post. J Clin Invest, 53 (2): 508-515.
Stipanuk MH, Caudill MA. 2013. Aspecte biochimice fiziologice și moleculare ale nutriției umane. Ediția a treia Philadelphia: Elsevier Saunders, 379-381.