Hogy áll a keton testek FOODPUNK
Valahogy hallottuk már korábban, hogy a keton testek állítólag jók. Az is felmerül, ha csak nagyon kevés szénhidrátot fogyasztasz. De hol vannak a testben pontosan ezek a keton testek? És hogyan működik?
A keton testek a májban készülnek. Szintézisüket ketogenezisnek nevezik. A ketogenezis előfeltétele a hosszabb böjtidő vagy a nagyon alacsony szénhidráttartalmú étrend. Amint azt a legutóbbi cikkben leírtam, amikor böjtöl vagy szénhidrát nélkül jár, több zsírsav bomlik le a zsírraktárakból. A májba a véráramon keresztül jutnak el. A zsírsavak eljutnak az izmokba és más szervekbe is, ahol teljesen vízre és CO2-re bomlanak. A nyert energiát izommozgásokra vagy egyéb szervi tevékenységekre fordítják. A máj viszont nem képes lépést tartani a lebontással, ha nagyon magas a zsírsavtartalom. Van, hogy úgy mondjam, lekvár van a citromsav ciklus előtt.
Nem minden zsírsav bomlik le a májban
Képzelje el, hogy a citromsav ciklus hullámvasút. Csak addig működik, amíg az összes elhajtó autó valamikor visszatér a rendeltetési helyre. Az utasok leszállnak és új vendégek szállnak fel. Mi történik, ha a kocsikat az iparvágányra teszik? A régi utasoknak továbbra is szabad leszállniuk, de az autó már nem áll meg, amikor az új utasok felszállnak, ehelyett leállítják. Forgalmi dugó van. Az időjárás napos, de nem túl meleg - egy hullámvasútra tökéletes - és valójában szinte mindenki egy kört szeretett volna csinálni a vidámparkban. De egyszerűen nincs több autó. A sor egyre hosszabbá válik, amíg az emberek meg nem unják és sértetten elfordulnak. Más látnivalót keres. Aztán vadvízi evezés. Ez a ketogenezis. A citromsav-ciklus foglalt. Bosszantó. Tehát minden zsírsav ketogenezisbe kerül!
A maradék zsírsavakból ketontestek képződnek
Rendben De mi a tréfálkozó gondoskodik arról, hogy a hullámvasút autók egy forgalmas nap közepén az iparvágányhoz menjenek? Az az igazság, hogy valójában ez történik folyamatosan, mert a kocsikat folyamatosan félreállítja és egy szakértő szervizeli. De annyi tartalék kocsi van, hogy minden mellékvágányra hajtó kocsi után az ember visszagurul a vonatra, és folytatja a műveleteket. Akkor a karbantartónk aludt ...
A biokémikusok és táplálkozási szakemberek nyelvére lefordítva a hullámvasút autók oxaloacetátok. Ez folyamatosan tartja a citromsav körforgást és folyamatosan körökben fordul. A citromsavkör kezdetén az oxaloacetát felszív egy aktivált, összetört zsírsavat. Összekapcsolódnak és megtesznek egy kört, némi módosítással az út során (ez egy igazi akció hullámvasút). A forduló végén a zsírsav megmaradt része ismét elválik az oxalacetáttól, és az oxalacetát új "utast" fogad. Az oxaloacetát azonban nem különösebben stabil és testhőmérsékleten nagyon könnyen lebomlik, ezért folyamatosan újratölteni kell. Ehhez szénhidrátokra van szükség. Igen, jól hallottad. Ó, nem, ó, ijedelem. Szüksége van-e a szervezetnek szénhidrátokra? Mindenképpen elegendő oxaloacetát előállításához. Ezért a régi mondás "zsír ég a szénhidrátok lángjában".
A ketogenezis a májsejtek mitokondriumában megy végbe
De az anyagcserénk okos kis srác. Csak arra gondol, hogy ... ... ó, nem hagyom magam túlságosan stresszelni, a vadvízi evezés is klassz. Lehet, hogy ez csak a citromsav-ciklus hullámvasútja, és a végén még jobban tetszik a ketogenezis vadvízi evezés ... ”. Leghamarabb elmondva, hogy minden zsírsav, amely már nem talált helyet a citromsav-ciklusban, ketogenezishez megy. Ez a módszer sem jobb, sem rosszabb. Ő csak más. A ketogenezis a mitokondriumban rejlik, a sejt erőművében. Ne feledje, még mindig a májban vagyunk.
Az első lépésben két azonos elem kapcsolódik egymáshoz
A ketogenezist három lépésre osztják. Más szavakkal: vadvízi evezésünknek három akcióeleme van. Mindig egyedül szállsz be a kenuba, de két kenu már az elején összekapcsolódik egymással. Valami tandemszerű. Tudományos szempontból két acetil-CoA molekula (ezek az aktivált és összetört zsírsavak) kondenzálódnak acetoacetil-CoA-vá (a tandem). Az ezért felelős személyt acetoacetil-CoA tioláznak hívják. Beceneve T2. A többi alkalmazotthoz hasonlóan ő is a vidámparki inget viseli. A „csapat” helyett „enzimet” ír. Ez az aktív alkalmazottak csoportja.
A harmadik elem csatolva van
A tandem kört tesz a csúszdán ... hirtelen ... ó, sokk, jobbról kenu jön. A fúvókákból felülről folyik ki a víz, minden utas megnedvesedik, és nagy rángással az egyetlen kenu eltalálja a tandemet. A döbbenet pillanata. Aztán mindenki nevet, mert ez a szórakozás része. A harmadik kenut szintén egy alkalmazott kötötte össze ismét a többiekkel. Tudományos német nyelven: Az acetil-CoA harmadik molekulája kondenzálódik a korábban képzett acetoacetil-CoA-val és 3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA-val. Szerencsére ennek a 3 kenuból készült dolognak van egy beceneve is: HMG-CoA. Igen, tudom, nem különösebben divatos. De legalább röviden! Egyébként azt az alkalmazottat, aki a harmadik kenut rögzítette, Mitochondrial HMG-CoA Synthase-nak hívják. A barátok mHS-nek hívják.
És újra elválnak - létrejön egy ketontest
A vadvízi evezés nem lenne szórakoztató, ha ennek most vége lenne. Az utasok néhány zuhatagot kicsinyítenek, szinte kiesnek a kenuból, nedvesednek és jól érzik magukat. A ketogenezis harmadik lépésében a HMG-CoA-t acetoacetátra és acetil-CoA-ra osztjuk. Az acetoacetát az első létrehozott ketontest. Tehát egy kenunál az út itt ér véget. Két kenu még mindig össze van kötve, de sajnos a harmadik kenu utasának van a kulcsa a két összekapcsolt kenu közötti zárhoz. Már nem választhatók szét. A tandem örökké kapcsolódik az acetil-CoA-hoz. Egyébként a harmadik alkalmazott alkalmazott volt! A HMG-CoA liáz. Elválasztotta az egyik kenut a másiktól.
A többi ketontest célzott átalakulás és spontán bomlás útján jön létre
Hogyan alakul ki a másik két keton test? A második ketontest, a 3-hidroxi-butirát acetoacetátból készül. Ezt egyszerűen átalakítja egy másik alkalmazott. A kenu varázslatosan megváltoztathatja alakját. Elhagyjuk a vidámparkot. Mert a vadvízi evezés tapasztalataim szerint a kenu soha nem változtatta meg varázslatosan az alakját. Az anyagcserében azonban szinte minden lehetséges. Maaagic! Vagy egyszerűen: kémia.
A harmadik ketontest, az acetát akkor keletkezik, amikor az acetoacetát spontán két részre bomlik.
Maga a máj nem tudja használni a keton testeket. Ezért felszabadulnak a vérbe és elérhetővé teszik a többi szerv számára. A következő cikkben elmagyarázom, hogyan lehet a ketontesteket újra energiává alakítani.
Egyébként: A ketontestek nemcsak zsírsavakból hozhatók létre, hanem bizonyos aminosavakból, az úgynevezett ketogén aminosavakból is.
A ketogenezist részletesen és tudományosan írják le
Szeretné tudni, hogy melyek a keton testek? Ezt olvasta ebben a cikkben .
Szeretné tudni, hogy melyik őrült áll elő ilyen összehasonlításokkal? Ezt itt olvasta .
Szeretne még jobban megérteni néhány pontot? Akkor írjon bátran. A közösség és én szívesen elmagyarázzuk az egészet részletesebben.
Apropó részletek: Itt van egy másik séma, egy biokémiai reakcióút. Így néz ki az összes molekula kémiai szerkezeti képletével. Ha további részleteket szeretne tudni, és egyáltalán nem vágyik a gyerekes vidámpark-összehasonlításokra: A biokémiai séma után koncentrált tudomány jön. Tompán és tele műszaki kifejezésekkel. Ugyanaz, másként leírva.
Illusztráció: Copyright Marina Lommel/Foodpunk GmbH
A ketogenezist tudományosan magyarázták
A ketogenezis során az acetil-CoA, amely a zsírsavak β-oxidációjából származik, enzimatikusan átalakul AcAc-vé és 3HB-vé. Ez a folyamat a májsejtek mitokondriumában megy végbe.
A zsírsavak β-oxidációjával keletkező acetil-CoA teljesen citromsav-ciklusban nem ketogén anyagcsere-helyzetben H2O-dá és CO2-vá oxidálódik. Ehhez oxalacetáttal kondenzálódik, amely testhőmérsékleten instabil, és a glükoneogenezis kataplerotikus reakciójára is felhasználható, ezért a piruvátból történő szintézis anaplerotikus reakciójával folyamatosan pótolni kell. A piruvát csak glikolízissel válik elérhetővé elegendő mennyiségben, ami azt jelenti, hogy az éhezés vagy a rendkívül alacsony szénhidráttartalmú étrend miatt bekövetkező glükózhiány esetén az oxaloacetát nem áll rendelkezésre elegendő mennyiségben ahhoz, hogy a citromsavciklust megfelelő mértékben aktiválják a megnövekedett acetil-CoA ellátáshoz a β-oxidációból tartani. Az acetil-CoA túlkínálata mára bekerül a ketogenezisbe.
Pontosabban, a ketogenezis három szakaszra oszlik:
Az első lépésben két acetil-CoA molekula kondenzálódik acetoacetil-CoA-vá. Ezt a reverzibilis reakciót az acetoacetil-CoA tioláz (β-ketotioláz, T2) enzim katalizálja.
Acetil-CoA + Acetil-CoA ↔ Acetoacetil-CoA + CoA
A második lépésben egy harmadik acetil-CoA molekula kondenzálódik a korábban képzett acetoacetil-CoA-val és 3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA-val (HMG-CoA). Ez a reakció irreverzibilis, és a mitokondriális HMG-CoA szintáz (mHS) katalizálja.
Acetil-CoA + acetoacetil-CoA → 3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA + CoA
A ketogenezis harmadik lépésében a HMG-CoA-t HMG-CoA liáz segítségével acetoacetáttá és acetil-CoA-vá hasítják.
3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA → acetoacetát + acetil-CoA
A 3HB kémiailag nem keton, de az orvostudományban keton testnek nevezik az AcAc-vel együtt, mivel a 3HB és az AcAc nagyon gyorsan átalakulhat egymásba.
Acetoacetát + NADH + H + 3-hidroxi-butirát + NAD+
Az interkonverziót 3-hidroxi-butirát-dehidrogenáz, egy NAD-függő enzim katalizálja.
Az AcAc spontán dekarboxilezéssel bomlik le, enzimatikus katalízis nélkül, acetonná, amely illékony, nem metabolizálható tovább, ezért kiválasztódik a vizelettel és a kilélegzett levegővel. Az AcAc enzimszerű átalakulása 3HB -vá az energiamegtakarítást szolgálja, mivel a 3HB már nem képes spontán lebomlani acetonná.
A ketogén aminosavak szintén kiindulási anyagok a ketontestek szintézisében A leucin és a lizin ketogén aminosavak, az izoleucin, a triptofán, a tirozin és a fenilalanin mind ketogén, mind glükogén hatással bírhatnak. A mennyiség szempontjából legfontosabb ketogén aminosavat, a leucint, közvetlenül HMG-CoA-re bontják, ugyanakkor stimulálja az inzulin szekréciót, ami viszont gátolja a ketogenezist.
Források és érdekes irodalom:
Fukao T, Lopaschuk GD, Mitchell GA. 2004. A ketontest anyagcseréjének útja és ellenőrzése a lipid biokémia peremén. Prosztaglandin Leukot esszenciális zsírsavak, 70 (3): 243-251.
Reichard GA, Owen OE, Haff AC, Paul P, Bortz WM. 1974. Keton testgyártás és oxidáció elhízott elhízott embereknél. J Clin Invest, 53 (2): 508-515.
Stipanuk MH, Caudill MA. 2013. Az emberi táplálkozás biokémiai fiziológiai és molekuláris aspektusai. Harmadik kiadás: Philadelphia: Elsevier Saunders, 379-381.