DEGRADACIÓN DE LÍPIDOS (VI): CUERPOS CETÓNICOS

Consideramos tres moléculas diferentes:

• Acetona: No nos sirve como precursor catabólico, la eliminamos a través de la orina o a través de la respiración.
• Acetoacetato: Se sintetiza en el hígado (a nivel de las mitocondrias).
• D-β-Hidroxibutirato: Se consume en los tejidos extrahepáticos, cuando estamos alimentados en el corazón y la corteza renal, o en ayunas, en el cerebro (actúan como sustitutos de la glucosa).

Los cuerpos cetónicos tienen uso en situaciones durante las cuales hay un aumento significativo de la concentración de acetil-CoA, que empezará a tener problemas para entrar dentro del ciclo de Krebs debido a la disminución de OAA (oxalacetato), usado para la gluconeogénesis, para formar glucosa y exportarla (evidentemente, estamos hablando a nivel del hepatocito). El acetil-CoA deberá concurrir por otra ruta, al no poder entrar en el ciclo de Krebs, y por ello pasará a formar cuerpos cetónicos (Acetona, acetoacetato y D-β-Hidroxibutirato). Estos compuestos serán exportados fuera del hepatocito, y serán utilizados como fuente de energía por el corazón, tejidos musculares, riñones, y especialmente, el cerebro (sobre todo en situación de ayuno).

Circuito de las rutas que puede seguir el acetil-CoA, en situación de bajos niveles de oxalacetato.

SÍNTESIS DE LOS CUERPOS CETÓNICOS

• Para la síntesis de los cuerpos cetónicos partimos con dos moléculas de acetil-CoA, que mediante la enzima Tiolasa (específica de acetil-CoA, y que también puede funcionar al revés), condensará las dos moléculas en un acetoacetil-CoA.
• A continuación, el acetoacetil-CoA se transformarà en HMG-CoA (el cual puede participar en la síntesis del colesterol (cuando se produce a nivel del citosol de la célula), todo mediado por la enzima β-Hidroxi-β-metilglutamil-CoA-sintetasa, y a partir de la adición de un acetil-CoA más y la pérdida de un grupo CoA.
• Después, la enzima HMG-CoA liasa catalizará la transformación del HMG-CoA en acetoacetato, desprendiéndose en el proceso una molécula de acetil-CoA.
• Llegamos a un punto de bifurcación, puesto que la molécula de acetoacetato podrá seguir dos rutas metabólicas diferentes. Por una banda podrá convertirse en acetona por descarboxilación espontanea, liberando una molécula de CO₂. Por la otra, y mediante la acción de la D-β-Hidroxibutiratodeshidrogenasa, el acetoacetato podrá convertirse en D-β-Hidroxibutirato, gastando en el proceso poder reductor (NADH+H⁺). En realidad, la proporción de NAD+/ NADH+H⁺ a nivel de la mitocondria determinará la proporción de acetoacetato/ D-β-Hidroxibutirato.

Esquema de la síntesis de los CC

DEGRADACIÓN DE LOS CUERPOS CETÓNICOS

Para degradar este tipo de moléculas, seguiremos un camino muy parecido al de su síntesis, pero a la inversa:

• Partimos con una molécula de D-β-Hidroxibutirato, que se convertirá en acetoacetato (obteniendo poder reductor, NADH+H⁺) mediado por la enzima D-β-Hidroxibutiratodeshidrogenasa de nuevo.
• El acetoacetato deberá convertirse en acetoacetil-CoA, y para ello necesitaremos una transferasa llamada β-cetoacetil-CoA-transferasa, que utilizará una molécula de succinil-CoA para obeten su grupo CoA, y la transformará en succinato (la reacción inversa de la catalizada por la succinil-CoA sintetasa, del ciclo de Krebs).
• De nuevo, y mediante la aportación de un nuevo grupo CoA, convertiremos la molécula de acetoacetil-CoA en dos moléculas de acetil-CoA, mediante la acción de la tiolasa.
• Finalmente, los acetil-CoA podrán entrar al ciclo de Krebs, y producir energía y poder reductor.
• Esta degradación solo puede llevarse a cabo a nivel de tejidos extrahepáticos, puesto que en hígado no se ha encontrado actividad transferasa, y por ese motivo no se pueden degradar cuerpos cetónicos.

Esquema de la degradación de los CC

CETOSIS DIABÉTICA

1. La cetosis diabética empieza cuando hallamos el páncreas parcialmente destruido.
2. Eso implicará una mayor concentración de glucosa en sangre y en la orina (además por razones osmóticas, también aumentará la presencia de iones como el sodio o el potasio).
3. Aumento de la lipolisis a nivel del TAB, produciendo un aumento de la presencia de FFA en sangre. Eso inducirá una falsa situación de ayuno en organismo.
4. El hígado empezará a utilizar el exceso de FFA para poder sintetizar cuerpos cetónicos.
5. Debido al carácter ácido de los cuerpos cetónicos, se producirá una acidosis metabólica.
6. Para mantener la homeostasis del organismo, y neutralizar el pH, se necesitará mayor concentración de CO₂ para que este actúe como tamponador, habrá hiperventilación.
7. Si no se trata, el paciente podrá entrar en coma y morir. Este tipo de diabetes (I) puede tener base autoinmune.