Кетоновые тела (син. ацетоновые тела) — группа органических соединений, являющихся промежуточными продуктами обмена жиров, углеводов и белков. Появление повышенных количеств Кетоновых тел в крови и моче является важным диагностическим признаком, свидетельствующим о нарушении углеводного и жирового обмена.

К Кетоновым телам относятся бета-оксимасляная к-та (см. Оксимасляные кислоты), ацетоуксусная кислота (см.) и ацетон (см.); они имеют сходное строение и способны к взаимопревращениям:

Синтез Кетоновых тел (кетогенез) происходит гл. обр. в печени тремя путями: 1) конденсацией под действием тиолазы (ацетоацетил-КоА — тиолазы; КФ 2.3.1.9) двух молекул ацетил-КоА, образованного при бета-окислении высших жирных кислот (см.

), или при окислительном декарбоксилировании (см.) пировиноградной кислоты (см.), к-рая может образоваться в процессе обмена глюкозы (см.) и ряда аминокислот (см.

Трикарбоновых кислот цикл); 2) в результате синтеза ацетоуксусной к-ты из ацетоацетил-КоА, образованного непосредственно из четырех последних углеродных атомов, остающихся при последовательном окислении жирных к-т с длинной углеродной цепью; 3) в результате образования ацетоуксусной к-ты в качестве промежуточного продукта при окислении так наз. кетогенных аминокислот лейцина (см.), тирозина (см.), фенилаланина (см.) и в меньшей степени изолейцина (см.).

Основным путем синтеза К. т. считается первый, т. к. этот путь более других зависит от характера питания и в большей степени страдает при патол, нарушениях обмена веществ.

При повышенном содержании К. т. в крови (см. Ацетонемия) они выводятся почками (см. Ацетонурия), а также легкими в виде ацетона с выдыхаемым воздухом. Наиболее значительная гиперкетонемия наблюдается при диабетической (кетоацидотической) коме (см.).

При голодании (см.), одностороннем безуглеводистом питании и при недостаточной секреции инсулина (см. Диабет сахарный) подавляется использование ацетил-КоА в цикле Трикарбоновых к-т и в синтезе жирных к-т (через малонил-КоА), так как все метаболически доступные ресурсы организма превращаются в глюкозу крови.

В этих условиях ацетил-КоА идет главным образом на образование оксиметилглутарил-КоА, что приводит к увеличению синтеза К. т. При приеме с пищей кетогенных аминокислот, некоторых белков и большого количества жиров (или усиленной мобилизации жира из жировых депо) происходит интенсивное образование ацетоацетил-КоА и К. т.

Кетогенный эффект щелочных солей обусловлен активизацией превращения щавелево-уксусной к-ты (оксалоацетата) в аспарагин и альфа-кетоглутарата в глутамат, что приводит к нарушению функционирования цикла Трикарбоновых к-т. Введение с пищей углеводов приводит к усиленному образованию щавелево-уксусной к-ты, к-рая конденсируется с ацетил-КоА и тормозит образование К. т.

Инсулин стимулирует синтез жирных к-т из ацетил-КоА и активирует использование последнего в цикле Трикарбоновых к-т, в результате чего снижается интенсивность синтеза К. т.

У здорового взрослого человека в сыворотке крови содержится 0,2— 2,5 мг% К. т. (в пересчете на ацетон), в эритроцитах концентрация К. т. меньше; с мочой за сутки выделяется 20—54 мг К. т. Такие концентрации К. т. не могут быть определены обычными методами, используемыми в клинике.

Кетонемия и кетонурия наблюдаются при сахарном диабете (повышен кетогенез и снижен кетолиз), углеводном голодании, лихорадках, общем голодании и истощении (повышен кетогенез), приеме богатой кетогенными веществами пищи (усилен кетогенез), при приеме значительных количеств щелочных веществ, при послеоперационных состояниях, гликогенозах I, II и VI типа (нарушен кетолиз), гиперинсулинизме, тиреотоксикозе, выраженных глюкозуриях, акромегалии, гиперпродукции гликокортикоидов (недостаток, усиленный расход или потеря углеводов), инфекционных болезнях (скарлатина, грипп, туберкулезный менингит и др.) и интоксикациях (напр., при отравлении свинцом) и др. Следствием кетонемии являются нереспирационный ацидоз (см.) и ацетоновое отравление (ацетон растворяет структурные липиды клеток), при которых нарушается транспорт глюкозы через биол, мембраны и резко угнетается деятельность ц. н. с.

Для определения К. т. предложено большое количество различных методов и проб, основанных на реакциях, специфичных либо для ацетона, либо для ацетоуксусной к-ты.

Основные группы методов используют реакции, специфичные для ацетона, напр, образование комплекса ацетона с бисульфитом, соединение с йодом, осаждение цианистой ртутью, осаждение сульфатом ртути, реакции с салицилальдегидом, динитрофенилгидразином, ванилином, о-нитробензоальдегидом и фурфуролом, а также реакции, специфичные для ацетоуксусной к-ты: реакции с нитропруссидом натрия, хлорным железом, резорцинолом, n-амидоацетофеноном. Основой большого числа методов количественного определения К. т. в крови и в моче является реакция с салициловым альдегидом.

Метод Нательсона (S. Natelson, 1961). Ацетон, вытесненный из крови или из мочи конц. серной к-той, образует с салициловым альдегидом в щелочной среде соединение красного цвета. Интенсивность окраски измеряют фотометрически. Ацетоуксусную к-ту предварительно превращают в ацетон нагреванием при 60° в кислой среде.

Во внутреннее пространство чашки Конвея (см. Конвея методы) наливают 2 мл 2% р-ра бисульфита натрия, а во внешнее пространство— 1 мл цельной крови, смешанной с фтористым натрием для предотвращения свертывания, и 0,5 мл 10% р-ра серной к-ты.

За это время ацетоуксусная к-та превращается в ацетон, который диффундирует во внутреннее пространство чашки Конвея, где соединяется с бисульфитом натрия; 1,5 мл содержимого внутреннего пространства переносят в пробирку, добавляют 1,5 мл 40% р-ра едкого натра и 0,3 мл 20% (об.) р-ра салицилового альдегида в абсолютном спирте.

Перемешивают, ставят на 20 мин. в термостат при 50°, затем на 30 мин. при комнатной температуре и колориметрируют при 540 нм против контрольной пробы. Контрольную пробу, в к-рую вместо крови вносят 1 мл воды, и стандартный р-р, содержащий 2 мг% ацетона, обрабатывают так же, как опытную пробу. Рассчитывают содержание ацетона исходя из величины экстинкции стандартного р-ра по формуле:

(экстинкция опытной пробы • 2)/ экстинкция стандарта = мг% ацетона.

Кетоновые тела в моче: норма анализа, причины

В тканях реакции утилизации кетоновых тел в целом совпадают с обратным направлением реакций синтеза. В цитозоле клеток 3-гидроксибутират окисляется, образующийся ацетоацетат проникает в митохондрии, активируется за счет сукцинил-SКоА и превращается в ацетил-SКоА, который сгорает в ЦТК.

При голодании синтез кетоновых тел ускоряется в 60 раз (повышение до 0,6 г/л при норме менее 0,01 г/л), при сахарном диабете I типа – в 400 (!) раз (до 4 г/л). 

При сахарном диабете 1 типа (инсулинзависимом) в гепатоците глюкозы может быть много, т.к. глюкоза проникает в него через ГлюТ-2 без участия инсулина. Однако, точно также как при голодании, соотношение инсулин/глюкагон низкое, и оксалоацетат очень активно уходит на синтез глюкозы, что тормозит ЦТК и отправляет ацетил-SKoA на образование кетоновых тел.

При сахарном диабете 2 типа (инсулиннезависимом) инсулина достаточно и соотношение инсулин/глюкагон велико, поэтому глюконеогенез не активен и оксалоацетата хватает для поддержания ЦТК.

К тому же при наличии инсулина попадающие в печень жирные кислоты будут не окисляться, а вовлекаться в синтез триацилглицеролов и ЛПОНП.

Источник: https://biokhimija.ru/lipidy/ketonovye-tela.html

Поделиться: