Corpos cetônicos

Quais enzimas catalisam as reações sequenciais da cetogênese?

As reações sequenciais da síntese de corpos cetônicos ocorrem na matriz mitocondrial dos hepatócitos e são catalisadas pelas seguintes enzimas:

• Tiolase — catalisa a condensação de 2 moléculas de acetil-CoA com a formação de acetoacetil-CoA; há liberação de HS-CoA.
• HMG-CoA sintase — catalisa a formação de HMG-CoA a partir de acetoacetil-CoA, acetil-CoA e $H_2O$; é a enzima chave da cetogênese e da etapa limitante da taxa.
• HMG-CoA liase — catalisa a lise da HMG-CoA com a formação de acetoacetato e acetil-CoA.

Em seguida, o acetoacetato pode ser reduzido a β-hidroxibutirato ou, em alta concentração, sofrer descarboxilação não enzimática espontânea a acetona.

Quais hormônios estimulam e inibem a síntese de corpos cetônicos?

A síntese de corpos cetônicos é intensificada em níveis baixos de insulina e sob a ação de hormônios que ativam a lipólise e aumentam o influxo de ácidos graxos para o fígado.

• Glucagon — durante o jejum, ativa a lipólise, aumenta o influxo de ácidos graxos para o fígado e possui efeito cetogênico; também estimula a gliconeogênese, o que está associado ao desvio do oxaloacetato e à inibição do ciclo do ácido cítrico.
• Adrenalina — durante a atividade física, ativa a mobilização de gorduras, aumentando o fluxo de ácidos graxos para o fígado e promovendo a intensificação da cetogênese.
• Cortisol — pertence aos hormônios contrasinsulares; seu excesso, juntamente com o glucagon e a adrenalina, é apontado como fator de cetoacidose no diabetes mellitus.
• Insulina — inibe a lipólise no tecido adiposo; na deficiência de insulina, essa inibição é removida, aumentando a liberação de ácidos graxos livres no sangue e intensificando a cetogênese.

Quantas moléculas de ATP são formadas na oxidação completa de uma molécula de beta-hidroxibutirato a CO2 e H2O?

Na oxidação completa de uma molécula de $\beta$-hidroxibutirato a $CO_2$ e $H_2O$, formam-se 21,5 ou 22,5 moléculas de ATP (ou 26 ATP de acordo com os coeficientes antigos).

O balanço energético é composto pelas seguintes etapas:

• A oxidação do $\beta$-hidroxibutirato a acetoacetato produz 1 NADH, o que equivale a 2,5 ATP.
• A clivagem do acetoacetil-CoA produz 2 moléculas de Acetil-CoA, cuja oxidação no ciclo de Krebs rende 20 ATP ($2 \times 10$).
• Na etapa de ativação do acetoacetato, consome-se a energia da ligação de alta energia da succinil-CoA, fazendo com que 1 GTP (equivalente a 1 ATP) não seja formado no ciclo de Krebs. Subtraindo essa perda, o rendimento final é de 21,5 ATP.

Qual é a diferença entre a cetose fisiológica e a cetoacidose diabética?

Quanto às fontes, podemos contrapor o uso adaptativo dos corpos cetônicos e a cetoacidose diabética da seguinte forma:

Quais enzimas participam do processo de utilização (oxidação) dos corpos cetônicos nos tecidos periféricos?

O processo de utilização de corpos cetônicos ocorre nas mitocôndrias dos tecidos periféricos (cérebro, músculos esqueléticos, miocárdio) com a participação de três principais enzimas.

• $\beta$-hidroxibutirato desidrogenase — oxida o $\beta$-hidroxibutirato a acetoacetato com a redução da coenzima $NAD^+$.
• Succinitil-CoA:acetoacetato-CoA transferase (também conhecida como tioforase) — ativa o acetoacetato transferindo a coenzima A da succinil-CoA para formar acetoacetil-CoA. Esta enzima está ausente no fígado.
• Tiolase — realiza a clivagem tiolítica da acetoacetil-CoA em duas moléculas de acetil-CoA, que entram então no ciclo do ácido tricarboxílico para a produção de energia.