Hogyan válnak a ketontestek energiává FOODPUNK
A keton testek a májban keletkeznek, majd a vérbe kerülnek. Kicsiek és könnyen oldódnak vízben. Tehát csodálatosan szállíthatók az egész testen. De hogyan nyernek hirtelen energiát a normál glükózt égető szervek a keton testekből?
Az utolsó cikkben bevezettem a ketogenezist - a keton testek termelését a májban. Nem tudod még Gyorsan olvassa el újra! Ennyit várok.
A máj nem tud mit kezdeni a keton testekkel
Májából hiányzik egy bizonyos enzim, hogy energiát termeljen a keton testekből. A kollégát 3-keto sav CoA transzferáznak hívják. Ha visszatérünk a vidámpark-összehasonlításra, elképzelhető, hogy a máj egy meghatározott park. Az Europaparkban egyszerűen nem ugyanazok a látványosságok és hullámvasutak vannak, mint Disneylandben. Még ugyanazok az alkalmazottak sem. A máj az Europapark. A vonzerők bizonyos anyagcsere-utak, és az alkalmazottak az enzimek. Ha nagyon szeretnék vonzerőt szerezni Disneylandből, akkor olyan sokáig nyafoghatok az Europapark munkatársainak, az nem segít. Csak Disneylandbe kell mennem. És ketontestünk is ezt gondolja. Európa Park? Nincs Disney-kastély? Hát akkor csak elmegyek. Valószínűleg olyan izzóvá tettük a rozsdai alkalmazottakat, hogy mindenképpen kidobnak bennünket. És így a máj kidobja a keton testeket. A vérbe.
A keton testek vízben könnyen oldódnak
A Disneyland-i kirándulás során a ketontesteknek meghatározó előnyük van: Ön autóval utazik. Ez azt jelenti, hogy teljesen önállóan tudnak közlekedni az autópályán. Rusttól Párizsig. Másoknak, mint a zsírsavaknak, meg kell várniuk a buszt, vagy túl sok pénzt kell elköltenie egy taxira. A keton testek jól oldódnak a vízben, ez az autója. Mivel a zsírsavak nem oldódnak könnyen vízben, szükségük van egy szállítóeszközre. Az autóbuszod a fehérje szállító fehérje. Kötődnek hozzá és a vérben bolyonghatnak. A zsír csak nem keveredik olyan jól a vízzel.
Ha a vérben megnő a ketonkoncentráció, akkor a szervekben is megnő
Amint egyes ketontestek a vérben vannak, egyesek áttolják magukat a szervek sejtfalain. Minél több ketontest van a vérben, annál erősebbé válik a tömeg. Löknek és tolnak, és egyre többet tolnak a sejtfalon keresztül a szervek sejtjeibe. A szervek sejtjeinek, például az izmoknak és az agynak már régóta nem voltak ilyen vendégeik. Általában csak glükózból látogatnak el. Eleinte nem igazán tudnak mit kezdeni ezekkel a furcsa ketontestekkel.
A ketontestek 10-20% -a nem is jut be a szervekbe. Útközben elvesznek és a vizelettel ürülnek. Mindig van egy kis veszteség. Ezért mérheti a „ketózist” a vizeletben.
A szerveknek meg kell tanulniuk keton testeket elégetni
Ha valaki szokatlan típusú zöldséget ad a kezébe - tegyük fel, hogy okra -, azonnal tudná, milyen finom dolgokat főzhet vele? Ne google. Gondolom, nem mindenkinek lenne ötlete azonnal. De minél gyakrabban főz okrával, annál jobban ízlik vele az ételei. Megtanulod használni azokat a zöldségeket, amelyek korábban annyira idegenek voltak számodra. A szervekben hasonló. Eleinte nem igazán tudnak mit kezdeni a ketontestekkel. Mondhatnánk úgy is: Hirtelen különösen sok látogató érkezik a Disneyland-i Okrából. Sajnos egyik személyzet sem beszél okrát. Először az alkalmazottak csak kézfelemeléssel vezethetik be vendégeiket a látnivalókba. A vidámparknak hozzáértő személyzetet kell felvennie, aki ért az új vendégek nyelvéhez. Időbe telik, amíg elegendő okra nyelvű személyzetet alkalmaznak az összes keton test kompetens kiszolgálására.
Először a megfelelő enzimeket kell kialakítani a szervekben a ketontestek lebontása érdekében. Lassan, de biztosan egyre jobb a degradáció. Az új enzimek képződésének kiváltó okai maguk a ketontestek. Csakúgy, mint Disneylandben az Okrariánusok váltották ki azt a tényt, hogy okra nyelvű alkalmazottakat kellett alkalmazni.
A ketolízis fordított ketogenezis. Közel!
A ketogenezisben, azaz a ketontestek létrehozásában a ketontesteket zúzott, aktivált zsírsavakból (acetil-CoA) készítették. A ketolízis, a ketontestek lebontása során ismét acetil-CoA-vá válnak. Ez bekerül az úgynevezett citromsav-ciklusba (szintén Krebs-ciklus vagy citromsav-ciklus), és teljesen lebontja az egyes részekre. Ez energiát teremt. Az energiát ATP formájában tárolják. Ez a test univerzális energiavalutája. Valami olyasmi, mint az euró Európának. Ne aggódjon, jól működik a szervezetben!
(A test megértette, hogy az energiát csak más formából lehet átalakítani. Az energia nem egyszerűen keletkezhet, nem állítható elő újonnan. Nincs olyan, hogy energia infláció).
3 enzimre van szükség a ketontestek lebontásához
Először a ketontest 3-hidroxi-butirátját vissza kell alakítani acetoacetáttá. A kenu ismét varázslatosan megváltoztatja alakját. Itt olvashatja el újra, hogyan lett az acetoacetátból 3-hidroxi-butirát. Ha ezek az elmejátékok túl színesek az Ön számára, és inkább a komoly tudományt részesítené előnyben, akkor görgessen kicsit lejjebb. A kép alatt megtalálja a tudományos nyelven komolyan megmagyarázott biokémiai folyamatokat.
Még itt vagy? Nos, akkor a színes elmejátékok folytatódnak az Ön számára:
A mágikus átalakulásért felelős személy (az enzim) a 3-hidroxi-butirát-dehidrogenáz. Ezután a munkavállaló aktiválja a 3-keto-sav-CoA transzferázt, az acetoacetátot. Úgyszólván bekapcsolja az acetoacetát kenu tandemkapcsolót. Ezután acetoacetil-CoA-vá válik, az acetoacetet aktivált formájává. Számomra úgy tűnik, hogy a ketolízis munkatársai túlságosan jók a becenevekben. Igazából kár.
A ketogenezis során két kenut csatlakoztattak, hogy kenu tandemet alkossanak. Itt, a ketolízis során a két kenut most ismét elválasztják egymástól. Most visszatértünk az egyes kenukhoz, az Acetyl-CoA-hoz. A munkavállaló/az acetoacetil-CoA-tioláz enzim felelős ezért a lépésért. Mint már említettük, ez bekerül a citromsav körforgásába, és energiát nyer ki belőle.
Ez a bonyolult folyamat okos lépés
Ok, és miért minden erőfeszítés? A zsírsavak először a zsírszövetből szabadulnak fel a vérbe, majd a májban ketontestekké alakulnak. A máj azonban nem tud mit kezdeni a ketontestekkel, ezért újra kidobja őket. A véren keresztül jutnak el az izmokhoz, az agyhoz és más szervekhez. Ott a ketontesteket újra lebontják és energiára használják. Nem mentheti meg ezt a cselekedetet, és nem égetheti fel közvetlenül a szervekben található zsírsavakat?
A válasz "jól". Az izmok elégetnek néhány zsírsavat. Amint azonban fentebb említettük, ezek nem nagyon oldódnak vízben, ezért albuminhoz kötve kell őket szállítani. A szállítási kapacitás korlátozott. Az agy egyáltalán nem használhat zsírsavakat, mert nem léphetik át a vér-agy gátat. A keton testek viszont átjuthatnak a vér-agy gáton.
Ételek nélkül az őseink testének semmi más nem volt, csak zsírraktára. Mivel az agy ezeket nem tudta közvetlenül felhasználni, a „kitérő” megmentett minket. Az agynak volt olyan üzemanyaga, amely mindig veled volt. Testzsírból nyert ketontestek.
Hogy az agy pontosan hogyan használja a keton testeket, hogyan változtatja meg anyagcseréjét és mennyire hatékony az egész, a következő cikkben elmagyarázom.
Most egy biokémiai sémát követünk a leírt anyagcsere útvonallal, majd a folyamatok és a forrás "komoly" leírásával.
Ketolízis extrahepatikus szervekben
A hepatociták maguk nem tudják használni a keton testeket - hiányzik belőlük a 3-keto-sav-CoA transzferáz enzim -, ezért a keton testek felszabadulnak a vérbe. Míg a zsírsavak nem oldódnak vízben, ezért az albuminhoz kötött keringésben szállítják, a ketontestek vízben könnyen oldódnak. Az AcAc és a 3HB koncentrációgradiensük mentén diffundál az extrahepatikus szövetekbe, és oxidációjuk sebessége a szövetekben egyenesen arányos a vér koncentrációjával. Ennek ellenére a ketogén metabolikus állapotban lévő ketontestek 10-20% -a ürül a vizelettel. A ketolízis során a ketontestek visszaállnak acetil-CoA-vá, amely ezután belép a citromsav-körforgásba és teljesen oxidálódik. Az előállított ATP móljára jutó oxigénfogyasztás alacsonyabb, mint a glükóz teljes oxidációja esetén.
Az anyagcseréhez a 3HB-t először vissza kell alakítani AcAc-vé. A májban zajló interkonverzióhoz hasonlóan a reakciót 3-hidroxi-butirát-dehidrogenáz katalizálja. Ezután a 3-keto-sav-CoA transzferáz aktiválja az AcAc-t acetoacetil-CoA-vá.
Acetoacetát + szukcinil-CoA → acetoacetil-CoA + szukcinát
Ezt követően az acetoacetil-CoA-t az acetoacetil-CoA tioláz két acetil-CoA molekulára osztja fel.
Acetoacetil-CoA acet 2 acetil-CoA
A ketogenezishez hasonlóan a ketolízis a mitokondriumokban lokalizálódik. A kapott acetil-CoA-t hidrogéndé és szén-dioxiddá oxidálják a citromsav ciklusban. A zsírsav-oxidáció keton testeken keresztüli "kitérője" további energiába kerül, de ez egy módja annak, hogy a zsírsavak energiatartalmát a májból az extrahepatikus szervekbe vízoldható módon szállítsák. Ennek fő oka az lehet, hogy a keton testek az egyetlen alternatív energiaforrás az agy glükózjától az élelmiszer-absztinencia idején.
A ketontesteket számos szerv, például az agy, a szív és a vázizomzat képes metabolizálni, a legfontosabb és kvantitatív szempontból a legjobban tanulmányozott ketolízis az agyban.
Források és érdekes irodalom:
Owen OE, Felig P, Morgan AP, Wahren J, Cahill GF. 1969. A máj és a vese anyagcseréje hosszan tartó éhezés során. J Clin Invest, 48 (3): 574-583.
Veech RL, Chance B, Kashiwaya Y, Lardy HA, Cahill GF. 2001. A keton testek lehetséges terápiás felhasználása. IUBMB élettartama, 51 (4): 241-247.
Stipanuk MH, Caudill MA. 2013. Az emberi táplálkozás biokémiai fiziológiai és molekuláris aspektusai. Harmadik kiadás: Philadelphia: Elsevier Saunders, 379-381.