酮体的生成和利用

酮体的生成和利用酮体的生成和利用酮体是脂肪酸在肝内分解氧化时的正常中间代谢产物，它包括乙酰乙酸、-羟丁酸及丙酮三种有机物质。其中-羟丁酸含量较多，丙酮含量极微。（1） 酮体的生成以乙酰CoA为原料，在肝线粒体经酶催化先缩合，后再裂解而生成酮体，除肝之外，肾也含有生成酮体的酮体系。酮体的合成过程可分三步进行。 首先由两分子乙酰CoA在硫解酶的作用下缩合生成乙酰乙酰CoA，同时释放出一分子CoA-SH。【反应式1】 然后，乙酰乙酰CoA再与一分子乙酰CoA结合生成6个碳的3-羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA），并释放出CoA-SH，此反应是由HMGCoA合成酶催化的，该酶在肝线粒体含量极高。【反应式2】 乙酰乙酸被还原生成-羟丁酸，该还原反应是由紧密结合在线粒体内膜上的-羟丁酸脱氢酶（此酶在肝中活性极高）催化，还原反应所需的氢由NADH提供。该反应速度取决于NADHNAD+ 之比值。部分乙酰乙酸还可缓慢地自发脱羧，亦可经乙酰乙酸脱羧酶催化脱羧生成丙酮。【肝内酮体的生成】肝含有合成酮体的酶体系，故能生成酮体，但肝缺乏利用酮体的酶，因此不能氧化酮体，肝产生的酮体需经血液运输到肝外组织进一步氧化分解。（2） 酮体的利用酮体被氧化的关键是乙酰乙酸被激活为乙酰乙酸辅酶A，激活的途径有两种：一是在肝外组织细胞的线粒体内，羟丁酸经羟丁酸脱氢酶作用，被氧化生成乙酰乙酸，乙酰乙酸与琥珀酰CoA在酮脂酰CoA转移酶（-ketoacyl CoA transferase）（3-氧酰CoA转移酶），即琥珀酰CoA；乙酰乙酸辅酶A转移酶催化下，生成乙酰乙酰CoA，同时放出琥珀酸。另一途径是在有HSCoA和ATP存在时，由乙酰乙酸硫激酶催化，使乙酰乙酸形成乙酰乙酰辅酶A，后者再经硫解生成两分子乙酰CoA。乙酰CoA进入三羧酸循环被彻底氧化。【肝外组织对酮体的利用】丙酮不能按上述方式氧化，它可随尿排出。丙酮易挥发，如血中浓度过高时，丙酮还可经肺直接呼出。 肝是生成酮体的器官，但缺乏氧化酮体的酶，故肝中酮体不能氧化；肝外组织缺乏HMG CoA裂解酶，不产生酮体，却可氧化利用酮体。【酮体的性质】（3） 酮症正常情况下，血中酮体含量很少，每1OOml血中酮体含量低于3mg（0.3mmolL）。但在饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病时，脂肪动员加强，脂肪酸氧化增多，酮体生成过多，超过肝外组织利用酮体的能力，引起血中酮体升高，当高过肾回收能力时，则尿中出现酮体，即为酮症（ketosis）。因酮体中乙酰乙酸及羟丁酸都是相对强的有机酸，如在体内堆积过多可引起代谢性酸中毒。饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病均造成体内糖氧化利用的减低，呈现胰高血糖素与胰岛素的比值升高，则大量脂酰CoA转移入线粒体进行氧化，产生大量乙酰CoA。另外还使脂解作用增强，则长链脂酰CoA增多而堆积起来。在线粒体内，此时由于脂酰CoA特别是长链脂酰CoA增多，通过别构抑制柠檬酸合成酶，致使乙酰CoA难于进入三羧酸循环氧化，在肝内堆积的乙酰CoA缩合生成酮体。过多的酮体将随血液循环运至肝外组织氧化利用，肝外组织氧化酮体是有一定限度的。当血酮体过高，如超过肝外组织氧化能力时，则血中酮体将堆积，尿中出现大量酮体，呈现酮症。【糖代谢紊乱与酮症的关系】（4） 酮体生成的生理意义 肝脏输出酮体为肝外组织提供了能源。 肝脏输出酮体对低血糖时保证脑的供能，以维持其正常生理功能方面起着重要作用。甘油的代谢甘油在组织细胞内的氧化，必须先在甘油磷酸的催化下，形成-甘油磷酸，后者脱氢后生成二羟丙酮