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、β-羟丁酸及丙酮三种有机物质。其中β-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。

①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】

②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】

③乙酰乙酸被还原生成β-羟丁酸，该还原反应是由紧密结合在线粒体内膜上的β-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NADH／NAD+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，β－羟丁酸经β－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β－酮脂酰CoA转移酶（β-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（0.3mmol／L）。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β－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

①肝脏输出酮体为肝外组织提供了能源。

②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α-甘油磷酸，后者脱氢后生成二羟丙酮磷酸，然后再沿糖代谢的途径分解或沿酵解逆行的途径生成糖。肝、肾和肠粘膜等组织含有丰富的甘油磷酸激酶，但在肌肉和脂肪组织细胞内，这种酶的活性很低。