Chetogenesi

La chetogenesi , o percorso dei corpi chetonici, è dopo il ciclo di Krebs , il secondo uso più importante dell'acetil-CoA da parte delle cellule . Questa via metabolica diventa significativa in periodi di digiuno prolungato o diabete , quando il corpo non può utilizzare le sue riserve di glucosio per produrre l' ATP di cui ha bisogno. Infatti, in queste condizioni, il ciclo di Krebs è rallentato nel fegato perché i suoi substrati , principalmente ossalacetato , sono utilizzati da un'altra via, lagluconeogenesi , in modo che la loro concentrazione cellulare diminuisca. Pertanto, l' acetil-CoA risultante dalla β-ossidazione degli acidi grassi non può essere condensato su ossalacetato da citrato sintasi per formare citrato  : l' acetil-CoA si unisce quindi al percorso della chetogenesi come substrato per formare corpi chetonici, principalmente acetilacetato . Questo viene trasportato dal sangue dal fegato ai tessuti che consumano energia. Quest'ultimo può convertirlo in due molecole di acetil-CoA da succinil-CoA e coenzima A , e ossidare l'acetil-CoA così ricostituito attraverso il ciclo di Krebs e la catena respiratoria .

Ci sono tre chetoni prodotti durante la chetogenesi:

Questi corpi chetonici sono prodotti dal fegato , nei mitocondri degli epatociti e utilizzati principalmente dai mitocondri delle cellule muscolari ( miociti ) e nervose ( neuroni ). Sono la fonte di energia preferita per il cuore e la corteccia renale e possono fornire fino al 75% dell'energia consumata dal cervello in caso di digiuno prolungato, con il glucosio che fornisce in tutti i casi almeno dal 25 al 30%.

Produzione di chetoni nel fegato

Le reazioni della chetogenesi nella matrice mitocondriale degli epatociti sono le seguenti:

  1. Due acetil-CoA molecole vengono condensati da acetil-CoA C-acetiltransferasi , o β-ketothiolase , invia acetoacetil-CoA .
  2. Una terza molecola di acetil-CoA viene condensata su acetoacetil-CoA da HMG-CoA sintasi per dare HMG-CoA . Questo composto è anche un precursore del colesterolo e degli ormoni steroidei .
  3. L' acetoacetato viene rilasciato dalla liasi HMG-CoA .
  4. Il β- D idrossibutirrato risulta dalla riduzione dell'acetoacetato sotto l'azione della 3-idrossibutirrato deidrogenasi . Questa reazione, che avviene nel fegato, è reversibile e la sua direzione dipende dal rapporto di concentrazione tra le specie NADH + H + e NAD + nei mitocondri .
  5. L' acetone è formato dall'acetoacetato per decarbossilazione spontanea o catalizzata dall'acetoacetato decarbossilasi . Questa reazione, che avviene nel fegato, non è reversibile e l'acetone prodotto passa nel sangue per diffondersi in tutto il corpo. Viene eliminato per diffusione nell'aria attraverso il rivestimento dei polmoni , da cui viene espirato. Il suo accumulo nel sangue può essere pericoloso e in particolare causare comi chetonici.

Conversione dell'acetilacetato in acetil-CoA in altri tessuti

L'acetilacetato viene trasportato dal sangue ai muscoli (soprattutto al miocardio ), al cervello e ai reni , dove viene convertito in due molecole di acetil-CoA  :

  1. L'acetilacetato viene innanzi tutto attivato su un coenzima A per scambio con un succinil-CoA dalla 3-ossoacido CoA-transferasi - un enzima assente dal fegato - per formare acetoacetil-CoA .
  2. L'acetoacetil-CoA viene scisso dall'acetil-CoA acetiltransferasi in due molecole di acetil-CoA .

L'acetil-CoA così formato è disponibile per essere ossidato nei mitocondri dal ciclo di Krebs e dalla catena respiratoria al fine di rilasciare la sua energia metabolica sotto forma di ATP .

Note e riferimenti

  1. (a) Erika Freemantle, Milene Vandal, Jennifer Tremblay-Mercier Sebastien Tremblay, Jean-Christophe Blachere, Michel E. Bégin, J. Thomas Brenna, Anthony e Stephen C. Windust Cunnane, "  Omega-3 grassi, substrati energetici, e la funzione cerebrale durante l'invecchiamento  " , Prostaglandins, Leukotrienes and Essential Fatty Acids , vol.  75, n o  3, Settembre 2006, p.  213–220 ( PMID  16829066 , DOI  10.1016 / j.plefa.2006.05.011 , abstract )