Keton Cisimleri
İ. Yağmur ABAOĞLU-Yeditepe Üniversitesi, Moleküler Tıp (M.Sc.)
Hücreler için alternatif bir yakıt kaynağı olan keton cisimleri, karaciğer mitokondrisi tarafından asetil KoA’lardan dönüştürülür. Keton cisimleri asetoasetat, 3-hidroksibütirat (β-hidroksibütirat) ve metabolize olmayan bir yan ürün olan asetondur.
Yukarıdaki şekilde keton cisimlerinin oluşumu ve karaciğerden taşınması gösterilmektedir. Açlık durumunda, yağ asitleri ile dolan karaciğerde ilk olarak yağ asitlerinin yıkımı sırasında hepatik asetil KoA’lar pirüvat karboksilazı aktive eder. Oluşan okzaloasetik asit karaciğerde glukoneogenesis (glukozun yeniden yapımı) için kullanılır. Asetil KoA keton cisimcikleri sentezine katılır.
Glukoneogenesisten oluşan glikoz, beyin ve diğer dokularda yakıt olarak kullanılır. Asetoasetat ve 3-hidroksibütirat (β-hidroksibütirat) kalp, iskelet kası, böbrek ve beyin için enerji kaynağıdır.
Üç özelliğinden dolayı keton cisimleri periferik doku için önemli enerji kaynaklarıdır:
1- Keton cisimleri sulu çözeltilerde çözündüklerinden diğer lipidler gibi lipoproteinlerin yapısına girmesi veya albüminle taşınması gerekmez.
2- Bir diğer özelliği ise karaciğerdeki varolan asetil KoA miktarı karaciğerin oksidatif kapasitesini geçecek kadar arttığında oluşur.
3- Uzun süreli açlık durumlarında beyinde keton cisimleri enerji kaynağı olarak kullanılarak glikoz korunmuş olur.
Keton cisimlerinin karaciğerde sentezlenmesine ketogenez denilmektedir.
1- HMG KoA sentezi: Mitokondriyal HMG KoA sentaz, asetoasetil KoA’yı 3. bir asetil KoA ile birleştirerek HMG KoA oluşturur. Sadece karaciğerde önemli miktarlarda bulunan HMG KoA sentaz keton sentezindeki hız kısıtlayıcı basamaktır.
2- Keton cisimlerinin sentezi: HMG KoA, asetoasetat ve asetil KoA’yı oluşturmak için ikiye ayrılır. Asetoasetat yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi iki yoldan devam edebilir. Birincisi NADH’ı hidrojen kaynağı olarak kullanıp 3-hidroksibütirata indirgenebilir, ikinci olarak ise asetona kendiliğinden dekarboksile olur ve sonuçta solunumla atılabilen, uçucu ve biyolojik olarak metabolize olmayan bir bileşik olan aseton oluşur. Keton cisimlerinin oluşumu sırasında serbest asetil KoA’nın açığa çıkması yağ asit oksidasyonunun sürmesini sağlar.
Diyabette keton cisimlerinin durumu
Ketoasidoz tanımı keton cisimlerinin sentezinin kullanımından çok olduğu durumlarda kullanılmaktadır. Buna en güzel örnek olarak kontrolsüz tip 1 diyabet verilebilir. Kontrolsüz tip 1 diyabette kanda keton cisimleri artar (ketonemi) ve bu keton cisimleri sonrasında idrarda çıkar (ketonüri). Diyabetteki bu ketoasidozun semptomu, asetonun fazla üretiminden kaynaklanan nefesin meyvemsi kokusudur. Ketoasidoz açlık durumlarında da görülebilir. Glikoz ve keton cisimlerinin idrarla atılımı vücudun su kaybına neden olarak hacmi azalan plazmada artan H+ konsantrasyonu ketoasidoza sebep olabilir.
Kaynakçalar
1- Champe, P. C., Harvey, R. A., & Ferrier, D. R. (2005). Biochemistry. Lippincott Williams & Wilkins.
2- Nelson, D. L., Lehninger, A. L., & Cox, M. M. (2008). Lehninger principles of biochemistry. Macmillan.