Ketogenese


welkom op de homepage van Benno Beukema

 

 

Ketogenese:

De vorming van ketonlichamen staat bekend als de ketogenese.
De stoffen acetoacetaat ( acetoacetate ), aceton ( acetone ) en β-hydroxybutyraat ( beta-hydroxybutyrate ) staan gezamenlijk bekend als ketonlichamen.

 

(R)-3-Hydroxybutanoate

β-hydroxybutyraat: (R)-3-Hydroxybutanoate; ( (R)-3-Hydroxybutanoic acid;
(R)-3-Hydroxybutyric acid )

Brutoformule: C4H8O3


 

aceton

Aceton ( Dimethyl ketone;  2-Propanone )

Brutoformule: C3H6O

 

 

acetoacetaat

Acetoacetaat   ( 3-Oxobutanoic acid; beta-Ketobutyric acid; Acetoacetic acid )

Brutoformule: C4H6O3
 



Ketonlichamen worden gevormd in de mitochondriŽn van de levercellen uit acetyl CoŽnzym A ( acetyl CoA ).  Acetyl CoA is het resultaat van de afbraak van koolhydraten, vetten en aminozuren. Normaal gesproken wordt het acetyl gedeelte van acetyl CoA in de citroenzuurcyclus omgezet in energie in de vorm van ATP. Echter een deel kan als citroenzuur de mitochondriŽn verlaten ten behoeve van de synthese van vetzuren. Een derde mogelijkheid voor acetyl CoA is de productie van ketonlichamen; dit gebeurt wanneer de hoeveelheid acetyl CoA zo groot is dat de citroenzuurcyclus dit niet meer kan verwerken.

De ketonlichamen worden door de bloedstroom naar de verschillende weefsels getransporteerd, waar acetoacetaat en beta-hydroxybutyraat kunnen worden omgezet in acetyl CoA voor de productie van energie. De meeste weefsels verkrijgen de grootste hoeveelheid energie uit glucose. Dit gaat vooral op voor het brein.  Wanneer glucosespiegels laag zijn, bijvoorbeeld tijdens langdurig vasten, zal het brein ketonlichamen als energiebron gebruiken.

De acetonspiegel is veel lager dan de andere twee typen ketonlichamen. Aceton kan niet weer worden omgezet in acetyl CoA en wordt uitgeademd en uitgescheiden in de urine.

Zowel acetoacetaat en  β-hydroxybutyraat zijn zuur, en wanneer de hoeveelheid ketonlichamen te groot wordt, zal de pH van het bloed zakken en er ontstaat een conditie die ketoacidose wordt genoemd. Dit kan gebeuren bij onbehandelde type I diabetes en alcoholisten die stevig hebben gedronken zonder te eten ( alcoholische keto-acidose ).

De uiteindelijke reden voor de keto-acidose in deze gevallen is dezelfde:

  • De cel heeft niet genoeg glucose ( Bij diabetes omdat het tekort aan insuline de opname van glucose voorkomt; en in het geval van vasten omdat er niet genoeg glucose beschikbaar is).

 

 

Reacties:

Vorming van acetoacetaat uit acetyl CoA:

  • 2 acetyl-CoA <=> CoA +  acetoacetyl-CoA

    2C23H38N7O17P3S  <=> C21H36N7O16P3S  +  C25H40N7O18P3S

    ExPASy: EC 2.3.1.9  Acetyl-CoA C-acetyltransferase

    Synoniemen voor dit enzym: Acetoacetyl-CoA thiolase


     
  • acetoacetyl-CoA + Acetyl-CoA +  H2O  <=> (S)-3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA +  CoA

    C25H40N7O18P3S + C23H38N7O17P3S + H2O <=>  C27H44N7O20P3S  + C21H36N7O16P3S

    ExPASy: EC 2.3.3.10  Hydroxymethylglutaryl-CoA synthase

    Synoniemen voor dit enzym: HMG-CoA synthase


     
  • (S)-3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA <=> acetyl-CoA +  acetoacetate

    C27H44N7O20P3S  <=> C23H38N7O17P3S  + C4H6O3

    ExPASy: EC 4.1.3.4  Hydroxymethylglutaryl-CoA lyase

    Synoniemen voor dit enzym: 3-hydroxy-3-methylglutarate-CoA lyase;   HMG-CoA lyase

     

Vorming van β-hydroxybutyraat:

  • acetoacetate +  NADH <=> (R)-3-hydroxybutanoate +  NAD+ 

    C4H6O3  +  C21H29N7O14P2   <=>  C4H8O3  +  C21H28N7O14P2

    ExPASy: EC 1.1.1.30   3-hydroxybutyrate dehydrogenase

    Synoniemen voor dit enzym: D-beta-hydroxybutyrate dehydrogenase

 

Vorming van aceton:

  • Acetoacetate +  H+ <=> acetone +  CO2

    C4H6O3  + H+ <=>   C3H6O  + CO2

    ExPASy: EC 4.1.1.4  Acetoacetate decarboxylase

ExPASy: EC 4.1.1.4 ExPASy: EC 1.1.1.30 ExPASy: EC 4.1.3.4 ExPASy: EC 2.8.3.5 ExPASy: EC 2.3.3.10 KEGG: Acetoacetyl-CoA KEGG: Acetyl-CoA KEGG: 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-CoA KEGG: acetoacetate KEGG: Acetone KEGG: 3-hydroxybutyrate KEGG: Butanoate metabolism KEGG: Sterol biosynthesis KEGG: glycolisis KEGG: Pyruvate metabolism KEGG: Fatty acid metabolism ExPASy: EC 2.3.1.0

 

Ketonlichamen als brandstof:

Het uit de lever vrijgekomen en via de bloedbaan naar hun bestemming gebrachte acetoacetaat en β-hydroxybutyraat worden op hun bestemming omgezet in acetyl CoA en dan gebruikt als brandstof.

  • (R)-3-hydroxybutanoate +  NAD+ <=> acetoacetate +  NADH

    C4H8O3  +  C21H28N7O14P2   <=> C4H6O3  + C21H29N7O14P2

    ExPASy: EC 1.1.1.30   3-hydroxybutyrate dehydrogenase

    Synoniemen voor dit enzym: D-beta-hydroxybutyrate dehydrogenase


     
  • Succinyl-CoA +  a  3-oxo acid <=> succinate +  a 3-oxo-acyl-CoA

    C25H40N7O19P3S  +    C3H20O3R2   <=>  C4H6O4   +  C24H37N7O18P3RS

    ExPASy: EC 2.8.3.5  3-oxoacid CoA-transferase

    Synoniemen voor dit enzym: Succinyl-CoA:3-ketoacid-CoA transferase;


     
  • 2 acetyl-CoA <=> CoA +  acetoacetyl-CoA

    2C23H38N7O17P3S <=> C21H36N7O16P3S  +  C25H40N7O18P3S

    ExPASy: EC 2.3.1.9  Acetyl-CoA C-acetyltransferase

    Synoniemen voor dit enzym: Acetoacetyl-CoA thiolase

 

 

 

Stoornissen van de Ketonlichamen stofwisseling:

 

  1. Mitochondrial HMG-CoA synthase deficiency

    OMIM: 600234

    OMIM: 605911


     
  2. 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA lyase deficiency

    Synoniemen: HMG-CoA Lyase deficiency;   HL deficiency;   Hydroxymethylglutaric aciduria

    OMIM: 246450


    OMIM: Clinical Synopsis

    ExPASy: EC 4.1.3.4   Hydroxymethylglutaryl-CoA lyase

    Synoniemen: 3-hydroxy-3-methylglutarate-CoA lyase;   HMG-CoA lyase

    (S)-3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA <=> acetyl-CoA +  acetoacetate


     
  3. R-3-hydroxybutyrate deficiency


     
  4. Succinyl-CoA:3-oxoacid CoA transferase  deficiency  ( SCOT deficiency )

    OMIM: 245050

    OMIM: Clinical Synopsis

    ExPASy: EC 2.8.3.5  3-oxoacid CoA-transferase

    Synoniemen voor dit enzym: Succinyl-CoA:3-ketoacid-CoA transferase

    Succinyl-CoA +  a  3-oxo acid <=> succinate +  a 3-oxo-acyl-CoA


     
  5. Alpha-methylacetoaceticaciduria

    Synoniemen: MAT deficiency;  Beta ketothiolase deficiency; 2-methyl-3-hydroxybutyric acidemia; 3-oxothiolase deficiency;  T2 deficiency

    OMIM: 203750


    OMIM: Clinical Synopsis

    ExPASy: EC 2.3.1.9  Acetyl-CoA C-acetyltransferase

    Synoniemen voor dit enzym: Acetoacetyl-CoA thiolase

    2 acetyl-CoA <=> CoA +  acetoacetyl-CoA

 

Ketogeen dieet:

Een hoog vet / laag koolhydraat dieet is door velen als middel gebruikt om gewicht te verliezen. Hierbij wordt met opzet een ketose uitgelokt met als doel het opgeslagen vet in het lichaam te verbranden. Deze ketogene diŽten kunnen zorgen voor onnodige bijwerkingen gerelateerd aan de toegenomen ureumproductie als gevolg van de inname van proteÔnen en hartziekten als gevolg van een toegenomen inname van cholesterol en vet.

 

Terug naar hoofdmenu Hoofdmenu

 


 

Anti-Spam Knop. Schrijf het e-mail adres op, voordat u op de knop drukt