Ciała ketonowe

Ciała ketonowe – grupa organicznych związków chemicznych będących pośrednimi metabolitami tłuszczów. Należą do nich^[1][2]:

• aceton (powstaje w wyniku spontanicznej dekarboksylacji acetooctanu)
• kwas acetylooctowy (w formie anionu – acetylooctan)
• kwas β-hydroksymasłowy (w formie anionu – β-hydroksymaślan)^[a]

Związki zaliczane do ciał ketonowych, od góry:
aceton
kwas acetylooctowy
kwas β-hydroksymasłowy

β-Hydroksymaślan powstaje w odwracalnej reakcji z acetylooctanu. Reakcja ta katalizowana jest przez dehydrogenazę D-(−)-hydroksymaślanową. Acetylooctan może ulec spontanicznej, nieodwracalnej dekarboksylacji do acetonu^[2]:

+   NAD+     ⇄

+    NADH    +    H+     →

+   CO 2

U człowieka głównym miejscem produkcji i wydzielania do krwi ciał ketonowych jest wątroba. Zwykle skład procentowy wynosi:

• 75–80% kwasu β-hydroksymasłowego
• 20–25% kwasu acetylooctowego
• poniżej 2% acetonu

Jednak może on w pewnych warunkach ulegać zmianie.

Ketogeneza

Ciała ketonowe są alternatywnym produktem utleniania wolnych kwasów tłuszczowych w wątrobie, a proces ich powstawania określa się terminem ketogeneza.

Stężenie ciał ketonowych w surowicy u zdrowych osób pozostających na typowej diecie nie przekracza 0,2 mmol/l.

Mózg, serce, mięśnie oraz nerki potrafią wykorzystywać je jako materiał energetyczny, ale w typowych warunkach głównym wykorzystywanym materiałem jest glukoza.

W pewnych warunkach metabolicznych dochodzi do zwiększenia produkcji ciał ketonowych. Najczęściej zachodzi to w cukrzycy przy znacznym niedoborze insuliny i może prowadzić do ketonemii i kwasicy ketonowej, a w zaawansowanych przypadkach do ketonowej śpiączki cukrzycowej.

Stwierdzono, że nadmierne stężenie ciał ketonowych we krwi jest spowodowane raczej zwiększoną ich produkcją niż zmniejszoną przemianą w tkankach pozawątrobowych.

Inne przypadki kiedy dochodzi do zwiększonego produkowania ciał ketonowych to:

• głodzenie
• dieta niskowęglowodanowa
• nadużywanie alkoholu
• w ciąży przy ograniczeniu spożycia węglowodanów
• w czasie znacznego wysiłku fizycznego u cukrzyków

Uwagi

1. Kwas 3-hydroksymasłowy nie jest ketonem, lecz pomimo tego jest jednym z ciał ketonowych^[2].