Cuerpos cetonicos

Cuando la acetil-CoA que se genera durante la β-oxidación en el hígado excede la capacidad del ciclo de Krebs, el exceso de acetil-CoA se convierte en cuerpos cetónicos. Esto ocurre en gran extensión en la diabetes no controlada (el hígado no puede usar glucosa, por lo que oxida grandes cantidades de ácidos grasos) ¿Qué hace el hígado con estos cuerpos cetónicos? ¿Cómo los aprovechan otros tejidos? ¿Qué sucede cuando circula una alta concentración de cuerpos cetónicos en sangre? Explique sus respuestas apoyándose en reacciones y/o rutas metabólicas.

Solución:        

En situaciones como el ayuno prolongado o la diabetes, en las que existe incapacidad para metabolizar glucosa es necesario obtener energía de los ácidos grasos por medio de la β-oxidación, los cuales dan como producto acetil-CoA que luego será utilizada en el ciclo de Krebs. Cuando la acetil-CoA generada durante la β-oxidación de los ácidos grasos excede la capacidad del ciclo de Krebs, se convierte en cuerpos cetónicos, a este proceso de formación de cuerpos cetónicos se le llama cetogenesis y se realiza en las mitocondrias del tejido hepático.

En esta reacción de la cetogénesis se condensan 2 moléculas de acetil CoA, formándose acetoacetil-CoA. La enzima que cataliza esta reacción es la β-cetotiolasa, una vez formado el acetoacetil-CoA una tercera molecula de acetil-CoA se condensa con este para formar el 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA, conocido como HMG-CoA. La enzima que cataliza esta reacción es la HMG-CoA sintetasa. En la siguiente reacción, el HMG-CoA, por acción de la enzima HMG-CoA liasa se convierte en ácido aceto acético, también conocido como acetoacetato, y el cual vendría a ser el primero de los cuerpos cetónicos. A continuación, parte del acetoacetato formado es convertido en β-hidroxibutarato por la acción de una enzima de la membrana mitocondrial interna denominada β-hidroxibutarato deshidrogenasa, que utiliza como coenzima al NADH + H+. y asi se forma el segundo cuerpo cetónico. El acetoacetato en ocasiones se descarboxila espontáneamente formándose la acetona, que es el último de los cuerpos cetónicos que se produce.

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El hígado libera el acetoacetato y el β-hidroxibutarato que son llevados por el torrente sanguíneo a los tejidos periféricos o extra hepáticos como el corazón, el cerebro o el riñon, para ser usados como combustibles alternativos, donde son convertidos a acetil-CoA. A este proceso se le denomina cetólisis.

En el proceso de cetólisis, el β-hidroxibutarato es transformado en acetoacetato, gracias a la β-hidroxibutarato deshidrogenasa, y a partir de ahí siguen una vía común. El acetoacetato es el sustrato de la enzima 3-cetoacil-CoA transferasa, conocida como tioforasa. En la reacción catalizada por la tioforasa puede participar como donador del grupo CoA el succinil-CoA, el cual puede ser convertido a succinato, y da como resultado al acetoacetil-CoA. Este último es hidrolizado y convertido en dos moléculas de acetil CoA por acción de la tiolasa.

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