生酮是获得乙酰乙酸酯，β-羟基丁酸酯和丙酮的过程，它们一起被称为酮体。这种复杂且精细调节的机制是由脂肪酸的分解代谢在线粒体内发生的。
酮体经过严格的禁食期后便会获得酮体。尽管这些代谢物主要在肝细胞中合成，但它们被发现是骨骼肌等各种组织以及心脏和脑组织中重要的能量来源。
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β-羟基丁酸酯和乙酰乙酸酯是代谢产物，被用作心肌和肾脏皮质的底物。在大脑中，当人体的葡萄糖储备耗尽时，酮体便成为重要的能量来源。
一般特征
生酮被认为是非常重要的生理功能或代谢途径。通常，这种机制发生在肝脏中，尽管已经证明它可以在其他能够代谢脂肪酸的组织中进行。
酮体的形成是乙酰辅酶A的主要代谢衍生物。这种代谢物是从称为β-氧化的代谢途径获得的，这是脂肪酸的降解。
发生β-氧化的组织中葡萄糖的可用性决定了乙酰辅酶A的代谢命运。在特定情况下，氧化的脂肪酸几乎完全针对酮体的合成。
酮体的类型和性质
酮的主要主体是乙酰乙酸或乙酰乙酸，它们大多在肝细胞中合成。构成酮体的其他分子衍生自乙酰乙酸酯。
乙酰乙酸的还原产生第二个酮体D-β-羟基丁酸酯。丙酮是一种难以降解的化合物，当它以高浓度存在于血液中时，会通过乙酰乙酸的自发脱羧反应生成（不需要任何酶的干预）。
由于严格地说β-羟基丁酸酯不具有酮功能，因此已按惯例确定了酮体的名称。这三个分子可溶于水，这有助于它们在血液中的运输。它的主要功能是为某些组织（例如骨骼肌和心肌）提供能量。
参与酮体形成的酶主要在肝和肾细胞中，这解释了为什么这两个位置是这些代谢产物的主要产生者。它的合成仅在细胞的线粒体基质中发生，并且排他地发生。
一旦这些分子合成，它们就会进入血流，到达需要它们的组织，在那里它们被降解为乙酰辅酶A。
酮体的合成
生酮的条件
β-氧化引起的乙酰辅酶A的代谢命运取决于人体的代谢需求。这被氧化成CO 2和H 2通过柠檬酸循环或脂肪酸合成O，如果脂类和碳水化合物的代谢是稳定在体内。
当人体需要形成碳水化合物时，草酰乙酸盐可用于制造葡萄糖（糖异生），而不是启动柠檬酸循环。如前所述，当身体在某些情况下无法获取葡萄糖时，例如禁食时间延长或存在糖尿病。
因此，将由脂肪酸氧化产生的乙酰基-CoA用于酮体的生产。
机制
生成酮的过程始于β-氧化产物：乙酰乙酰基CoA或乙酰基CoA。当底物是乙酰基-CoA时，第一步是两个分子的缩合，即乙酰基-CoA转移酶催化的反应，以生成乙酰基-CoA。
乙酰乙酰辅酶A通过HMG-CoA合酶的作用与第三乙酰辅酶A缩合，产生HMG-CoA（β-羟基-β-甲基戊二酰辅酶A）。HMG-CoA通过HMG-CoA裂解酶的作用降解为乙酰乙酸酯和乙酰-CoA。以这种方式获得了第一酮体。
通过β-羟基丁酸酯脱氢酶的干预将乙酰乙酸酯还原为β-羟基丁酸酯。该反应取决于NADH。
乙酰乙酸酯的主要酮体是β-酮酸，其经历非酶促脱羧作用。此过程很简单，会产生丙酮和CO 2。
因此，这一系列反应产生了酮体。这些可溶于水，可以很容易地通过血液运输，而无需锚定到白蛋白结构上，就像不溶于水介质的脂肪酸一样。
Β-氧化和生酮相关
脂肪酸代谢产生了生酮作用的底物，因此这两个途径在功能上相关。
乙酰乙酰基-CoA是脂肪酸代谢的抑制剂，因为它会停止酰基-CoA脱氢酶（β-氧化的第一种酶）的活性。此外，它也对乙酰辅酶A转移酶和HMG辅酶A合酶具有抑制作用。
HMG-CoA合酶（由CPT-1（在β氧化中参与产生酰基肉碱的酶参与））从属，在脂肪酸的形成中起重要的调节作用。
β-氧化的调节及其对生酮作用的影响
生物的摄食调节着一系列复杂的激素信号。饮食中消耗的碳水化合物，氨基酸和脂质以三酰基甘油的形式沉积在脂肪组织中。胰岛素是一种合成代谢激素，参与脂质的合成和三酰基甘油的形成。
在线粒体水平，β-氧化受线粒体中某些底物的进入和参与的控制。CPT I酶从胞质酰基CoA合成酰基肉碱。
喂食人体时，乙酰辅酶A羧化酶被激活，柠檬酸盐增加CPT I水平，而其磷酸化（取决于环AMP的反应）则降低。
这会导致丙二酰辅酶A的积累，从而刺激脂肪酸的合成并阻止其氧化，从而防止产生无效的循环。
在禁食的情况下，羧化酶的活性非常低，因为CPT I酶的水平已经降低，并且也被磷酸化，从而激活和促进脂质的氧化，这随后将允许通过乙酰辅酶A
降解
酮体从细胞中扩散出来，并在那里合成，并通过血流运至周围组织。在这些组织中，它们可以通过三羧酸循环被氧化。
在周围组织中，β-羟基丁酸酯被氧化为乙酰乙酸酯。随后，存在的乙酰乙酸酯通过酶3-酮酰基-CoA转移酶的作用而被激活。
琥珀酰-CoA通过将自身转化为琥珀酸酯而充当CoA供体。发生乙酰乙酸酯的活化以防止琥珀酰-CoA在柠檬酸循环中转化成琥珀酸酯，并通过琥珀酰-CoA合酶的作用合成GTP。
所得乙酰乙酰基-CoA经历了硫解分解，产生了两个乙酰基-CoA分子，这些分子被并入三羧酸循环（众所周知的克雷布斯循环）中。
肝细胞缺乏3-酮酰基-CoA转移酶，从而阻止了这些代谢物在这些细胞中被激活。这样，可以确保酮体在产生它们的细胞中不会被氧化，但是可以将它们转移到需要其活性的组织中。
酮体的医学相关性
在人体中，血液中高浓度的酮体会引起称为酸中毒和酮症的特殊情况。
这些代谢产物的产生对应于脂肪酸和碳水化合物的分解代谢。病理性生酮病的最常见原因之一是高浓度的乙酸二碳酸酯片段，未被三羧酸氧化途径降解。
结果，高于2至4 mg / 100 N的血液中酮体的含量及其在尿液中的存在增加。这导致这些代谢物的中间代谢紊乱。
调节酮体降解和合成的垂体神经腺因子中的某些缺陷，以及碳氢化合物代谢紊乱，是高酮血症的病因。
糖尿病和酮体的积累
糖尿病（1型）是一种内分泌疾病，可引起酮体产生增加。胰岛素生产不足会阻止葡萄糖向肌肉，肝脏和脂肪组织的运输，从而在血液中积累。
缺乏葡萄糖的细胞开始糖异生以及脂肪和蛋白质分解以恢复其代谢的过程。结果，草酰乙酸的浓度降低，脂质氧化增加。
然后发生乙酰辅酶A的积累，在没有草酰乙酸的情况下，乙酰辅酶A不能遵循柠檬酸途径，因此引起该疾病特征的酮体的高产量。
丙酮的积累可以通过丙酮在患有这种疾病的人的尿液和呼吸中的存在来检测，并且实际上是表明该疾病表现的症状之一。
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