产生条件
在饥饿期间酮体是包括脑在内的许多组织的燃料,因此具有重要的生理意义。
酮体其重要性在于,由于血脑屏障的存在,除葡萄糖和酮体外的物质无法进入脑为脑组织提供能量。饥饿时酮体可占脑能量来源的25%-75%。
酮体合成
1.两个乙酰辅酶A被硫解酶催化生成乙酰乙酰辅酶A。β-氧化的最后一轮也生成乙酰乙酰辅酶A。
2.在乙酰乙酰CoA再与第三个乙酰CoA分子结合,形成3-羟基-3-甲基戊二酰CoA。由HMG CoA合成酶催化。
3.HMG CoA被HMG CoA裂解酶(HMG CoA lyase)裂解,形成乙酰乙酸和乙酰CoA。
4.乙酰乙酸在β-羟丁酸脱氢酶(β-hydroxybutyrate dehydrogenase)的催化下,用NADH还原生成β羟丁酸,反应可逆,注意此处为D-β-羟丁酸脱氢酶催化,不催化L-型底物。
5.乙酰乙酸自发或由乙酰乙酸脱羧酶催化脱羧,生成丙酮。
乙酰乙酸和β-羟丁酸都可以被转运出线粒体膜和肝细胞质膜,进入血液后被其它细胞用作燃料。在血液中少量的乙酰乙酸脱羧生成丙酮。
与胰岛素
肝内的NEFA是酮体的主要来源。血浆中胰岛素浓度轻度增高就会明显抑制血浆NEFA和酮体的生成。因此,当出现酮体酸中毒的时候,胰岛素被当成首选药物。
需要注意的是,很多患者正在使用胰岛素的情况下,仍然出现酮症。所以,从预防的角度看,严防饥饿更重要。
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酮症前提
糖尿病性酮尿,仅见于重型糖尿病晚期,是酮症酸中毒的前兆。
非糖尿病性酮尿,在婴儿或者儿童,可因为发热,严重呕吐,腹泻,未能进食而出现酮尿。在妊娠期妇女,可因为严重的妊娠反应,剧烈的呕吐,重症子痫不能进食,消化吸收障碍等尿酮体阳性。
另外,剧烈运动,饥饿,应激状态也可以引起尿酮阳性。
预防
其中,糖尿病人因为过去错误饮食指导造成的恐惧更容易出现碳水化合物摄入过少,也容易发生对高血糖或并发症的恐惧和紧张,甚至过度运动,都给酮症的发生提供了诱因。因此,糖尿病人发生酮症的几率明显增高。
临床意义
酮症酸中毒:在酮症酸中毒中,血浆中阴离子β-羟丁酸和乙酰乙酸的积聚可导致阴离子隙的上升,其与碳酸氢离子浓度的减少是成比例的。肾脏的排泄直接取决于肾小球的滤过率,因为肾脏两种阴离子的重吸收仅达75%~85%。因此,在肾功能健全的情况下血酮和尿酮存在定量关系。已经证实,当血酮(β-羟丁酸+乙酰乙酸)达到0.8mmol/L(8mg/dl)时,尿常规会得到一个加号的阳性结果。血酮达到1.3mmol/L(13mg/dl)时,尿常规有三个加号的阳性结果。然而因为尿常规不能检测β-羟丁酸,大约有10%体内仅有β-羟丁酸积聚的病人检验可以产生阴性结果。
该综合征主要是Ⅱ型糖尿病代谢性失代偿所致脱水引起的非酮症阴离子隙正常的高糖血症状态。它与糖尿病性酮症酸中毒不同。
产生意义
科学的世界丰富多彩,或许大家对其中的奥秘还没有深刻的认知,但是化学的奇妙世界,却是一眼就能让人觉得那是一个很有意思的世界。也许很多人从小就开始对这个世界充满疑惑,化学的奇妙世界到底是什么原理呢?世界很精彩,化学世界尤其精彩。
(1)酮体易运输:长链脂肪酸穿过线粒体内膜需要载体肉毒碱转运,脂肪酸在血中转运需要与白蛋白结合生成脂酸白蛋白,而酮体通过线粒体内膜以及在血中转运并不需要载体。
(2)易利用:脂肪酸活化后进入β-氧化,每经4步反应才能生成一分子乙酰CoA,而乙酰乙酸活化后只需一步反应就可以生成两分子乙酰CoA,β-羟丁酸的利用只比乙酰乙酸多一步氧化反应。因此,可以把酮体看作是脂肪酸在肝脏加工生成的半成品。
生成的调节
饱食及饥饿的影响:饱食后,胰岛素分泌增加,脂解作用抑制、脂肪动员减少,进入肝的脂酸减少,因而酮体生成减少。饥饿时,胰高血糖素等脂解激素分泌增多,脂酸动员加强,血中游离脂酸浓度升高而使肝摄取游离脂酸增多,有利于脂酸β-氧化及酮体生成。
丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体:饱食后糖代谢正常进行时所生成的乙酰CoA及柠檬酸能变构激活乙酰CoA羧化酶,促进丙二酰CoA的合成。后者能竞争性抑制肉碱脂酰转移酶I,从而阻止脂酰CoA进入线粒体内进行β-氧化。