यह भी देखें: कीटोजेनिक आहार; डायबिटीज़ संबंधी कीटोएसिडोसिस।
व्यापकता
अतीत में यह माना जाता था कि कीटोन शरीर अत्यधिक चयापचय के कारण होते हैं, जो बहुत अधिक वसा या मधुमेह के अंतर्ग्रहण के कारण होते हैं। दूसरी ओर, कीटोन बॉडी, स्वाभाविक रूप से हमारे शरीर द्वारा निर्मित होती हैं: मस्तिष्क इन मेटाबोलाइट्स को परिस्थितियों में उपयोग करने के लिए अनुकूलित करता है। लंबे समय तक उपवास (मधुमेह रोगियों में, कीटोन शरीर ग्लूकोज चयापचय की जगह लेते हैं) इसके अलावा, खराब पोषण के मामले में कीटोन निकायों के मार्ग के बारे में चिंता हो सकती है।
कीटोन बॉडी क्या हैं
कीटोन बॉडी लिपिड के डेरिवेटिव हैं (वे लिपिड के चयापचय से प्राप्त होते हैं, लगभग विशेष रूप से यकृत), लेकिन ऐसी विशेषताएं हैं जो उन्हें शर्करा के समान बनाती हैं:
- उच्च इनपुट गति;
- उपयोग करने के लिए त्वरित।
यहां तक कि कुछ अमीनो एसिड, विशेष रूप से चयापचय स्थितियों में, कीटोन बॉडी (ल्यूसीन, लाइसिन, फेनिलएलनिन, आइसोल्यूसीन, ट्रिप्टोफैन और टायरोसिन) उत्पन्न कर सकते हैं।
जैविक भूमिका
- कीटोन पिंड आकार में छोटे होते हैं, इसलिए उन्हें बहुत जल्दी ले जाया जाता है (फैटी एसिड की तुलना में बहुत अधिक, जिन्हें एल्ब्यूमिन जैसे परिवहन प्रोटीन की आवश्यकता होती है);
- कीटोन निकायों का उपयोग लगभग विशेष रूप से मांसपेशियों और परिधीय ऊतकों द्वारा किया जाता है, लेकिन हृदय द्वारा भी (ऊर्जा का 20-30% जो किटोन निकायों से आता है) और मस्तिष्क (लंबे समय तक उपवास के मामले में) द्वारा उपयोग किया जाता है।
संश्लेषण
केटोन निकायों को एसिटाइल कोएंजाइम ए द्वारा संश्लेषित किया जाता है, जो फैटी एसिड के चयापचय से प्राप्त होता है।
प्रथम चरण को उत्प्रेरित करने वाला एंजाइम है -ketothiolase, जो एसिटाइल कोएंजाइम ए के सल्फर का उपयोग करके -कीटो एसाइल-कोएंजाइम ए उत्पन्न करता है (यह फैटी एसिड के Β-ऑक्सीकरण में देखी गई प्रतिक्रिया के विपरीत है); यह प्रतिक्रिया सहज नहीं है, लेकिन बाद की प्रतिक्रिया से प्रेरित है , से उत्प्रेरित "हाइड्रॉक्सीमेथाइल ग्लूटरील कोएंजाइम ए सिंथेज़ और जिसमें एक दूसरे एसिटाइल कोएंजाइम ए का लगाव शामिल है, जो 3-हाइड्रॉक्सी 3-मिथाइल ग्लूटारिल कोएंजाइम ए प्राप्त करता है।
इसके बाद, एक लाइटिक एंजाइम हस्तक्षेप करता है जो 3-हाइड्रॉक्सी 3-मिथाइल ग्लूटरील कोएंजाइम ए को सिरका एसीटेट में परिवर्तित करता है जो एक कीटोन बॉडी है। सिरका एसीटेट परिधीय ऊतकों को या एंजाइम की क्रिया द्वारा भेजा जा सकता है हाइड्रॉक्सी ब्यूटायरेट डिहाइड्रोजनेज, 3-Β-हाइड्रॉक्सी ब्यूटायरेट में परिवर्तित हो गया। यदि सिरका एसीटेट बहुत अधिक सांद्रता में है, तो यह एसीटोन के लिए अनायास डीकार्बोक्सिलेट भी कर सकता है।
एसीटोन, सिरका एसीटेट और 3-Β-हाइड्रॉक्सी ब्यूटाइरेट तीन कीटोन निकाय हैं जिन पर हम विचार करते हैं; एसीटोन एक अपशिष्ट उत्पाद है, जो कीटोन निकायों के मार्ग में बेतरतीब ढंग से उत्पन्न होता है और साँस छोड़ने और वाष्पोत्सर्जन द्वारा निष्कासित कर दिया जाता है।
परिधीय ऊतकों में प्रयोग करें
जिगर में उत्पादित कीटोन निकायों को परिधीय ऊतकों में भेजा जाता है।
आइए देखें, अब क्या होता है जब सिरका एसीटेट और 3-Β-हाइड्रॉक्सी ब्यूटाइरेट परिधीय ऊतकों तक पहुंचते हैं। सिरका एसीटेट एक Β-कीटो एसिड होता है, इसलिए, यदि सक्रिय किया जाता है, तो इसका उत्पादन करने के लिए Β-ऑक्सीकरण प्रक्रिया में उपयोग किया जा सकता है एसिटाइल कोएंजाइम ए: इसलिए, -कीटो एसिड को Β-कीटो एसाइल कोएंजाइम ए में बदलना आवश्यक है।
जब सिरका एसीटेट परिधीय ऊतक के एक कोशिका के माइटोकॉन्ड्रिया में आता है, तो यह एंजाइम की क्रिया के अधीन होता है। स्यूसिनिल कोएंजाइम ए ट्रांसफ़ेज़: इस एंजाइम के माध्यम से, सिरका एसीटेट succinyl coenzyme A (क्रेब्स चक्र से आने वाले) के साथ प्रतिक्रिया करता है और succinate और सिरका एसिटाइल कोएंजाइम A प्राप्त होता है।
सक्किनिल कोएंजाइम ए का उपयोग करके, सिरका एसीटेट को सक्रिय करने के लिए, हम क्रेब्स चक्र में कूदते हैं, वह चरण जो जीटीपी उत्पन्न करता है: यह प्रक्रिया है, ऊर्जा के संदर्भ में, कि सेल एसिटाइल सिरका कोएंजाइम ए प्राप्त करने के लिए भुगतान करने को तैयार है। ; बाद वाला तब की कार्रवाई के तहत चला जाता है -कीटो थायोलेस (Β-ऑक्सीकरण एंजाइम) एसिटाइल कोएंजाइम ए के दो अणुओं का उत्पादन करने के लिए जो क्रेब्स चक्र में भेजे जाते हैं।
यदि 3-Β-हाइड्रॉक्सी ब्यूटाइरेट को परिधीय ऊतकों में भेजा जाता है, तो माइटोकॉन्ड्रियन के अंदर, -हाइड्रॉक्सी ब्यूटाइरेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम की क्रिया द्वारा सिरका एसीटोन में परिवर्तित हो जाता है, जिसमें NADH का उत्पादन होता है जो लगभग 2.5 ATP से मेल खाता है; उत्पादित सिरका एसीटेट पहले वर्णित पथ का अनुसरण करता है।
एक परिधीय ऊतक की कोशिका सिरका एसीटेट के बजाय 3-Β-हाइड्रॉक्सी ब्यूटायरेट से अधिक ऊर्जा खींचती है, लेकिन परिधीय ऊतकों को एक या दूसरे की डिलीवरी यकृत की ऊर्जा उपलब्धता पर निर्भर करती है।
सी "मेटाबोलाइज्ड फैटी एसिड की एक गैर-नगण्य मात्रा है, जो पेरोक्सिसोम में निहित है और माइटोकॉन्ड्रिया में नहीं है; पेरोक्सिसोम माइटोकॉन्ड्रिया से छोटे ऑर्गेनेल हैं और धातु आयनों और पेरोक्सीडेज एंजाइमों में समृद्ध हैं। पेरोक्सीडेज एंजाइम रेडॉक्स प्रक्रियाओं को बढ़ावा देने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग करते हैं, इसलिए वहां पेरोक्सिसोम में हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उत्पादन करने में सक्षम एक एंजाइमेटिक सिस्टम है।
पेरोक्सिसोम में -ऑक्सीकरण में, "एसिल कोएंजाइम ए, की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है"एसाइल कोएंजाइम ए ऑक्सीडेज (दूसरी ओर, माइटोकॉन्ड्रिया में, एंजाइम एसाइल कोएंजाइम ए डिहाइड्रोजनेज ने काम किया। इसके अलावा, इस मामले में, ट्रांस 2,3 एनॉयल कोएंजाइम ए बनता है, जो एक द्वि-कार्यात्मक एंजाइम की क्रिया से गुजरता है (यह वही कार्य करता है जैसे माइटोकॉन्ड्रिया में "एनॉयल कोएंजाइम ए हाइड्रैटेज और एल-Β-हाइड्रॉक्सी एसाइल कोएंजाइम ए डिहाइड्रोजनेज) द्वारा और इस प्रकार Β-कीटो एसाइल कोएंजाइम ए में परिवर्तित हो जाता है। यह अंतिम, माइटोकॉन्ड्रिया की तरह, Β-कीटो थायोलेस और एसिटाइल कोएंजाइम ए की क्रिया से गुजरता है। और एक एसाइल कोएंजाइम ए एक कार्बोनेसियस कंकाल के साथ प्राप्त होता है, जो शुरुआती एक की तुलना में दो इकाइयों से कम हो जाता है, जो परिसंचरण में वापस आ जाता है।
