Bildung von Ketonkörpern

Die Bildung von Ketonkörpern erfolgt als alternative Energiequelle in Zeiten anhaltenden Stresses, z. B. beim Hungern. Sie erfolgt in der Leber aus einem Anfangssubstrat von:

• langkettigen Fettsäuren; die Fettsäuren werden auf ihrem normalen Weg in den Mitochondrien beta-oxidiert, bis Acetyl-CoA gebildet wird, oder
• ketogene Aminosäuren; Aminosäuren wie Leucin und Lysin, die in Zeiten der Energieverarmung freigesetzt werden, werden nur in Acetyl-CoA umgewandelt

Anschließend werden drei Acetyl-CoA-Moleküle in drei Enzymschritten, die nacheinander katalysiert werden, effektiv miteinander verbunden:

• Acetyl-CoA-Acetyltransferase
• HMG-CoA-Transferase
• HMG-CoA-Lyase

Coenzym A wird regeneriert und der Ketonkörper Acetoacetat wird gebildet. Schließlich wird Acetoacetat in einer von der 3-Hydroxybutyrat-Dehydrogenase katalysierten Reaktion zu einem anderen Ketonkörper, D-3-Hydroxybutyrat, reduziert. Dazu wird NADH benötigt. Der Oxidationszustand der Leber ist so beschaffen, dass die Vorwärtsreaktion im Allgemeinen begünstigt wird; dies führt dazu, dass mehr Hydroxybutyrat als Acetoacetat gebildet wird.

Es entstehen 3 Produkte - Acetoacetat, 3-Hydroxybutyrat und Aceton.

Die Bedeutung besteht darin, dass Acetoacetat über den Keto-Stix im Urin und 3-Hydroxybutyrat über den Ketonspiegel im Blut gemessen wird. Aceton wird in der Atemluft gerochen.

Referenz

1. Pranita Ghimire; Amit S. Dhamoon. Ketoazidose. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. 2024 Jan.