酮体

哪些酶催化酮体生成的连续反应？

酮体合成的连续反应发生在肝细胞线粒体基质中，并由以下酶催化：

• 硫解酶——催化2分子乙酰辅酶A缩合生成乙酰乙酰辅酶A，并释放HS-CoA。
• HMG-CoA合成酶——催化由乙酰乙酰辅酶A、乙酰辅酶A和$H_2O$生成HMG-CoA；这是酮体生成的关键酶及限速步骤的酶。
• HMG-CoA裂解酶——催化HMG-CoA裂解生成乙酰乙酸和乙酰辅酶A。

随后，乙酰乙酸可被还原为$\beta$-羟丁酸，或者在浓度较高时发生自发的非酶促脱羧作用转化为丙酮。

哪些激素刺激和抑制酮体的合成？

在低胰岛素水平以及激活脂肪分解、增加脂肪酸向肝脏输送的激素作用下，酮体合成会增强。

• 胰高血糖素——在饥饿时激活脂肪分解，增强脂肪酸向肝脏输送，并具有生酮作用；它还刺激糖异生，这与草酰乙酸流失和三羧酸循环受到抑制有关。
• 肾上腺素——在体力活动期间激活脂肪动员，从而增加脂肪酸向肝脏的通量并促进酮体生成。
• 皮质醇——属于抗胰岛素激素；其过量与胰高血糖素和肾上腺素一起被列为糖尿病酮症酸中毒的诱发因素。
• 胰岛素——抑制脂肪组织中的脂肪分解；在胰岛素缺乏时，这种抑制被解除，游离脂肪酸向血液中的释放增加，酮体合成增强。

一分子$\beta$-羟丁酸完全氧化为$CO_2$和$H_2O$时生成多少分子ATP？

一分子$\beta$-羟丁酸完全氧化为$CO_2$和$H_2O$时，会生成21.5或22.5分子ATP（按旧的换算系数计算则为26分子ATP）。

能量平衡由以下阶段组成：

• $\beta$-羟丁酸氧化为乙酰乙酸生成1分子NADH，相当于2.5个ATP。
• 乙酰乙酰辅酶A裂解生成2分子乙酰辅酶A，它们在三羧酸循环中氧化可产生20个ATP（$2 \times 10$）。
• 在乙酰乙酸激活阶段消耗了琥珀酰辅酶A的高能键能量，导致三羧酸循环中少生成1分子GTP（相当于1个ATP）。扣除此损失后，最终净产额为21.5个ATP。

生理性酮症与糖尿病酮症酸中毒有什么区别？

从来源来看，可以将对酮体的适应性利用与糖尿病酮症酸中毒作如下对比：

哪些酶参与外周组织中酮体的利用（氧化）过程？

酮体在外周组织（大脑、骨骼肌、心肌）的线粒体中进行利用，有三个主要酶类参与该过程。

• $\beta$-羟丁酸脱氢酶——将$\beta$-羟丁酸氧化为乙酰乙酸，同时使辅酶$NAD^+$还原。
• 琥珀酰CoA-乙酰乙酸转移酶（也称为硫ophor酶）——通过将CoA从琥珀酰CoA转移到乙酰乙酸上将其激活，生成乙酰乙酰CoA。该酶在肝脏中缺失。
• 硫解酶——催化乙酰乙酰CoA硫解裂解为两分子乙酰CoA，随后进入三羧酸循环产生能量。