A cetogênese é um processo metabólico que ocorre no organismo quando há uma restrição severa de carboidratos na dieta. Durante a cetogênese, o corpo produz corpos cetônicos a partir da quebra de ácidos graxos, que são então utilizados como fonte de energia alternativa para as células. Existem três tipos de corpos cetônicos: acetona, acetoacetato e beta-hidroxibutirato. A síntese dos corpos cetônicos ocorre no fígado, enquanto a degradação acontece nos tecidos periféricos. Este processo é essencial para manter a homeostase energética do organismo em situações de baixa disponibilidade de glicose.
Tipos de corpos cetônicos: descubra os 3 principais para uma dieta cetogênica saudável.
A cetogênese é um processo metabólico que ocorre no organismo quando há uma restrição significativa de carboidratos na dieta. Durante esse processo, o corpo produz corpos cetônicos, que são utilizados como fonte de energia alternativa às células. Existem 3 tipos principais de corpos cetônicos: acetona, acetoacetato e beta-hidroxibutirato.
A acetona é o tipo mais simples de corpo cetônico e é responsável pelo característico hálito cetônico que algumas pessoas experimentam ao seguir uma dieta cetogênica. O acetoacetato é produzido a partir da acetona e é convertido em beta-hidroxibutirato, que é o corpo cetônico mais abundante no sangue durante um estado de cetose.
Quando o corpo está em estado de cetose, a quebra de gorduras produz esses corpos cetônicos, que são utilizados como combustível pelas células, especialmente pelo cérebro. Isso é o que torna a dieta cetogênica tão eficaz para perda de peso e melhora da saúde metabólica.
Portanto, ao seguir uma dieta cetogênica saudável, é importante garantir que o corpo esteja produzindo e utilizando corpos cetônicos de forma eficiente. Consumir alimentos ricos em gorduras saudáveis e moderar a ingestão de proteínas e carboidratos é essencial para manter um equilíbrio adequado de corpos cetônicos no organismo.
Localização da produção de corpos cetônicos no organismo humano durante o metabolismo lipídico.
A cetogênese é o processo pelo qual o organismo produz corpos cetônicos a partir da metabolização de gorduras. Os corpos cetônicos são compostos orgânicos que incluem acetoacetato, acetona e beta-hidroxibutirato. Esses corpos cetônicos são produzidos no fígado a partir de ácidos graxos durante a metabolização dos lipídios.
Os ácidos graxos são quebrados em ácidos graxos livres e transportados para as mitocôndrias das células hepáticas. Dentro das mitocôndrias, os ácidos graxos sofrem beta-oxidação, resultando na produção de acetil-CoA. O excesso de acetil-CoA gerado a partir da beta-oxidação dos ácidos graxos é então convertido em corpos cetônicos por meio da via metabólica da cetogênese.
Os corpos cetônicos são então liberados na corrente sanguínea e transportados para os tecidos periféricos, onde são utilizados como fonte de energia. Em condições de jejum prolongado ou restrição extrema de carboidratos, o organismo aumenta a produção de corpos cetônicos para suprir as necessidades energéticas das células.
Em resumo, a produção de corpos cetônicos durante o metabolismo lipídico ocorre principalmente no fígado, onde os ácidos graxos são convertidos em corpos cetônicos através da cetogênese. Esses corpos cetônicos são então utilizados como fonte de energia pelos tecidos periféricos do organismo.
Como os corpos cetônicos são produzidos no metabolismo?
A cetogênese é o processo metabólico pelo qual os corpos cetônicos são produzidos no organismo. Os corpos cetônicos são compostos formados a partir da oxidação dos ácidos graxos no fígado. Existem três tipos principais de corpos cetônicos: acetona, acetoacetato e β-hidroxibutirato.
A síntese dos corpos cetônicos ocorre quando há uma quantidade elevada de ácidos graxos livres no sangue, geralmente em situações de jejum prolongado ou dietas com baixo teor de carboidratos. Os ácidos graxos são transportados para o fígado e sofrem oxidação, gerando acetil-CoA. Este acetil-CoA é então utilizado na formação de corpos cetônicos, através de uma série de reações enzimáticas na mitocôndria hepática.
Os corpos cetônicos são uma importante fonte de energia para o cérebro e outros tecidos durante períodos de jejum ou restrição de carboidratos. Eles são transportados através da corrente sanguínea para os tecidos periféricos, onde são convertidos de volta em acetil-CoA para serem utilizados na produção de ATP.
A degradação dos corpos cetônicos ocorre quando a quantidade de corpos cetônicos no sangue diminui, indicando que a demanda por energia diminuiu. Os corpos cetônicos são então captados pelos tecidos periféricos e convertidos de volta em acetil-CoA para serem utilizados como combustível metabólico.
Em resumo, a cetogênese é um processo metabólico essencial para a produção de corpos cetônicos a partir da oxidação dos ácidos graxos no fígado. Estes corpos cetônicos são uma fonte alternativa de energia para o organismo durante períodos de escassez de carboidratos ou jejum prolongado, sendo essenciais para manter o funcionamento adequado do cérebro e outros tecidos.
Formação de corpos cetônicos no metabolismo de lipídeos: um processo bioquímico essencial para o organismo.
A cetogênese é um processo fundamental no metabolismo de lipídeos, no qual ocorre a formação de corpos cetônicos. Esses corpos cetônicos são produzidos quando o organismo não possui carboidratos suficientes para gerar energia, levando à utilização de ácidos graxos como fonte de energia alternativa.
Existem três tipos principais de corpos cetônicos: acetona, acetoacetato e beta-hidroxibutirato. A síntese desses corpos cetônicos ocorre no fígado, a partir da acetil-CoA gerada pela oxidação dos ácidos graxos. Esse processo envolve várias etapas bioquímicas, incluindo a condensação de duas moléculas de acetil-CoA para formar o acetoacetato, que é então convertido em beta-hidroxibutirato ou acetona.
Os corpos cetônicos são utilizados como fonte de energia pelo cérebro, músculos e outros tecidos quando a glicose não está disponível em quantidades suficientes. Após serem utilizados, os corpos cetônicos são convertidos de volta em acetil-CoA e metabolizados pelas mitocôndrias para gerar energia.
Em resumo, a cetogênese é um processo essencial para fornecer energia ao organismo quando os níveis de glicose estão baixos, garantindo o funcionamento adequado das células e tecidos. É importante manter um equilíbrio entre a produção e a utilização de corpos cetônicos para garantir a homeostase do metabolismo de lipídeos.
Cetogênese: tipos de corpos, síntese e degradação
O cetogénese é o processo pelo qual o acetoacetato, β-hidroxibutirato e acetona, que, juntos, são referidos a como corpos cetona é obtido. Esse mecanismo complexo e finamente regulado é realizado nas mitocôndrias , a partir do catabolismo dos ácidos graxos.
A obtenção de corpos cetônicos ocorre quando o corpo é submetido a períodos exaustivos de jejum. Embora esses metabólitos sejam sintetizados principalmente nas células hepáticas, eles são encontrados como uma importante fonte de energia em vários tecidos, como no músculo esquelético e nos tecidos do coração e do cérebro.
Β-Hidroxibutirato e acetoacetato são metabólitos usados como substratos no músculo cardíaco e no córtex renal. No cérebro, os corpos cetônicos se tornam importantes fontes de energia quando o corpo esgota sua reserva de glicose.
Características gerais
A cetogênese é considerada uma função fisiológica ou via metabólica muito importante. Geralmente, esse mecanismo é realizado no fígado, embora tenha sido demonstrado que ele pode ser realizado em outros tecidos capazes de metabolizar ácidos graxos.
A formação de corpos cetônicos é a principal derivação metabólica do acetil-CoA. O referido metabolito é obtido a partir da via metabólica conhecida como β-oxidação, que é a degradação dos ácidos graxos.
A disponibilidade de glicose nos tecidos onde ocorre a oxidação β determina o destino metabólico da acetil-CoA. Em situações particulares, os ácidos graxos oxidados são direcionados quase inteiramente à síntese dos corpos cetônicos.
Tipos e propriedades dos corpos cetônicos
O corpo principal da cetona é o acetoacetato ou ácido acetoacético, que é sintetizado principalmente nas células do fígado. As outras moléculas que compõem os corpos cetônicos são derivadas do acetoacetato.
A redução do ácido acetoacético dá origem ao D-β-hidroxibutirato, o segundo corpo de cetona. A acetona é um composto que é difícil de degradar e é produzido por uma reação espontânea de descarboxilação do acetoacetato (portanto, não requer a intervenção de nenhuma enzima), quando está presente em altas concentrações sanguíneas.
A denominação dos corpos cetônicos foi organizada por convenção, uma vez que, estritamente falando, o β-hidroxibutirato não possui uma função cetônica. Essas três moléculas são solúveis em água, o que facilita o transporte no sangue. Sua principal função é fornecer energia a certos tecidos, como o músculo esquelético e cardíaco.
As enzimas envolvidas na formação dos corpos cetônicos estão principalmente no fígado e nas células renais, o que explica por que esses dois locais são os principais produtores desses metabólitos. Sua síntese ocorre apenas e exclusivamente na matriz mitocondrial das células.
Uma vez sintetizadas, essas moléculas passam para a corrente sanguínea para os tecidos que as requerem, onde se degradam em acetil-CoA.
Síntese de corpos cetônicos
Condições para cetogênese
O destino metabólico da acetil-CoA da β-oxidação depende dos requisitos metabólicos do organismo. Este é oxidado em CO 2 e H 2 O por meio do ciclo de síntese de ácido cítrico ou de ácido gordo, se o metabolismo de lípidos e hidratos de carbono no organismo é estável.
Quando o corpo precisa da formação de carboidratos, o oxaloacetato é usado para produzir glicose (gliconeogênese) em vez de iniciar o ciclo do ácido cítrico. Isso ocorre, como mencionado, quando o corpo não consegue obter glicose, em casos como jejum prolongado ou presença de diabetes.
Devido a isso, o acetil-CoA resultante da oxidação de ácidos graxos é usado para a produção de corpos cetônicos.
Mecanismo
O processo de cetogênese parte dos produtos da β-oxidação: acetacetil-CoA ou acetil-CoA. Quando o substrato é acetil-CoA, o primeiro passo é a condensação de duas moléculas, reação catalisada pela acetil-CoA transferase, para produzir acetacetil-CoA.
O acetacetil-CoA é condensado com um terceiro acetil-CoA pela ação da HMG-CoA sintase, para produzir HMG-CoA (β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA). O HMG-CoA degrada para acetoacetato e acetil-CoA por ação da HMG-CoA liase. Desta maneira, o primeiro corpo de cetona é obtido.
O acetoacetato é reduzido a p-hidroxibutirato pela intervenção da p-hidroxibutirato desidrogenase. Essa reação depende do NADH.
O principal corpo de cetoacetato de cetona é um β-cetoácido, que sofre descarboxilação não enzimática. Este processo é simples e produz acetona e CO 2.
Esta série de reações dá origem a corpos cetônicos. Estes sendo solúveis em água podem ser transportados facilmente através da corrente sanguínea, sem a necessidade de ancorar a uma estrutura de albumina, como é o caso de ácidos graxos que são insolúveis em meio aquoso.
Oxidação e cetogênese estão relacionadas
O metabolismo dos ácidos graxos produz substratos para a cetogênese, portanto essas duas vias estão relacionadas funcionalmente.
O acetoacetil-CoA é um inibidor do metabolismo dos ácidos graxos, pois interrompe a atividade da acil-CoA desidrogenase, que é a primeira enzima da β-oxidação. Além disso, também exerce inibição na acetil-CoA transferase e na HMG-CoA sintase.
A enzima HMG-CoA sintase, sujeita à CPT-I (enzima envolvida na produção de acil carnitina na β-oxidação), representa um importante papel regulador na formação de ácidos graxos.
Regulação da β-oxidação e seu efeito na cetogênese
A alimentação de organismos regula um conjunto complexo de sinais hormonais. Carboidratos, aminoácidos e lipídios consumidos na dieta são depositados na forma de triacilgliceróis no tecido adiposo. A insulina, um hormônio anabólico, está envolvida na síntese de lipídios e na formação de triacilgliceróis.
No nível mitocondrial, a oxidação β é controlada pela entrada e participação de alguns substratos nas mitocôndrias. A enzima CPT I sintetiza Acil Carnitina a partir de Acil CoA citosólico.
Quando o organismo é alimentado, a acetil-CoA carboxilase é ativada e o citrato aumenta os níveis de CPT I, enquanto diminui sua fosforilação (reação dependente de AMP cíclico).
Isso causa um acúmulo de malonil CoA, que estimula a síntese de ácidos graxos e bloqueia sua oxidação, impedindo a geração de um ciclo fútil.
No caso do jejum, a atividade da carboxilase é muito baixa, pois os níveis da enzima CPT I foram reduzidos e também fosforilados, ativando e promovendo a oxidação dos lipídios, o que permitirá subsequentemente a formação de corpos cetônicos através de acetil-CoA.
Degradação
Os corpos cetônicos se difundem para fora das células onde foram sintetizados e são transportados para os tecidos periféricos pela corrente sanguínea. Nos referidos tecidos, eles podem ser oxidados através do ciclo do ácido tricarboxílico.
Nos tecidos periféricos, o β-hidroxibutirato oxida para acetoacetato. Posteriormente, o acetoacetato presente é ativado pela ação da enzima 3-cetoacil-CoA transferase.
Succinil-CoA atua como um doador de CoA tornando-se succinato. A ativação do acetoacetato ocorre para impedir que a succinil-CoA se converta em succinato no ciclo do ácido cítrico, com a síntese acoplada de GTP pela ação da succinil-CoA sintase.
O acetoacetil-CoA resultante sofre uma quebra tiolítica produzindo duas moléculas de acetil-CoA que são incorporadas ao ciclo do ácido tricarboxílico, mais conhecido como ciclo de Krebs.
As células hepáticas não possuem 3-cetoacil-CoA transferase, impedindo a ativação desse metabolito nessas células. Isso garante que os corpos cetônicos não sejam oxidados nas células onde foram produzidos, mas que podem ser transferidos para os tecidos onde sua atividade é necessária.
Relevância médica dos corpos cetônicos
No corpo humano, altas concentrações de corpos cetônicos no sangue podem causar condições especiais chamadas acidose e cetonemia.
A fabricação desses metabólitos corresponde ao catabolismo de ácidos graxos e carboidratos. Uma das causas mais comuns de uma condição patogênica patológica é a alta concentração de fragmentos de dicarbonato acético que não são degradados pela via de oxidação dos ácidos tricarboxílicos.
Como consequência, há um aumento nos níveis de corpos cetônicos no sangue acima de 2 a 4 mg / 100 N e sua presença na urina. Isso resulta na interrupção do metabolismo intermediário desses metabólitos.
Certos defeitos nos fatores neuroglandulares da hipófise que regulam a degradação e síntese dos corpos cetônicos, juntamente com distúrbios no metabolismo dos hidrocarbonetos, estão causando a condição de hipercetonemia.
Diabetes mellitus e acúmulo de corpos cetônicos
O diabetes mellitus (tipo 1) é uma doença endócrina que causa um aumento na produção de corpos cetônicos. A produção inadequada de insulina desativa o transporte de glicose para os músculos, fígado e tecido adiposo, acumulando-se no sangue.
As células na ausência de glicose iniciam o processo de gliconeogênese e degradação de gorduras e proteínas para restaurar seu metabolismo. Como conseqüência, as concentrações de oxaloacetato diminuem e a oxidação lipídica aumenta.
Ocorre então um acúmulo de acetil-CoA, que na ausência de oxaloacetato não pode seguir a via do ácido cítrico, causando alta produção dos corpos cetônicos, característicos dessa doença.
O acúmulo de acetona é detectado por sua presença na urina e no hálito de pessoas que têm essa condição, e é de fato um dos sintomas que indicam a manifestação dessa doença.
Referências
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