Ketogeneesi

Ketogeneesi on maksan mitokondrioissa tapahtuva metaboliittinen prosessi, jossa ketonirunkoja muodostuu beeta-hydroksibutyraatin (beta-hydroxybutyrate), acetoasetaatin (acetoacetate) ja asetonin muodossa. Se aktivoituu, kun verensokeri on matala, esimerkiksi paaston aikana, pitkäkestoisen fyysisen rasituksen yhteydessä tai joidenkin sairauksien, kuten diabeteksen, yhteydessä. Ketonit toimivat vaihtoehtoisena energianlähteenä kudoksille, erityisesti aivoille, sydämelle ja lihaksille.

Ketogeneesi tapahtuu ensisijaisesti maksassa. Rasvahappojen beta-oksidaatio tuottaa acetyl-CoA:ta. Kun oksaloasetaatin määrä on rajallinen glukoneogeneesin vuoksi, acetyl-CoA:sta muodostuu ketonirunkoja. Reitit etenevät seuraavasti: kaksi acetyl-CoA:a liittyy muodostaen acetoasetaatin (acetoacetyl-CoA); tätä seuraa HMG-CoA-synteesi ja HMG-CoA-lyaasin katalysoima pilkkominen, jolloin syntyy acetoacetate ja acetyl-CoA. Acetoacetate voi pelkistyä beeta-hydroksibutyraattiksi tai dekarboksyloitua asetoneiksi. Beeta-hydroksibutyraatti ja acetoacetate kierrätetään energiaksi verenkiertoon.

Ketogeneesia säätelevät hormonit, kuten alhainen insuliini ja korkea glukagonitaso, sekä solujen redox-tila (NAD+/NADH). Ketonien käyttö energiaksi tapahtuu kudoksissa, kuten aivoissa, sydämessä ja luustolihaksissa, kun glukoosia on niukasti saatavilla.

Kliininen merkitys: liiallinen ketogeneesi voi johtaa ketoasidoosiin, erityisesti tyypin 1 diabeteksessa. Paaston tai ruokavalion aikana esiintyy yleensä lievää ketoosia, joka voi olla normaalia. Ketogeeninen ruokavalio lisää ketonien tuotantoa ja on käytetty epilepsian hoitoon sekä tutkittu muissa sairauksissa.