Informace

6.2: Cyklus kyseliny citrónové a cesty související s ampéry - biologie


Zdroj: BiochemFFA_6_2.pdf. Celá učebnice je k dispozici zdarma od autorů na http://biochem.science.oregonstate.edu/content/biochemistry-free-and-easy

Cyklus kyseliny citronové

Primární katabolickou cestou v těle je cyklus kyseliny citronové, protože zde dochází k oxidaci na oxid uhličitý u produktů rozkladu hlavních stavebních kamenů buňky - cukrů, mastných kyselin a aminokyselin. Dráha je cyklická (obrázek 6.63), a proto ve skutečnosti nemá počáteční ani koncový bod. Všechny reakce probíhají v mitochondriích, ačkoli jeden enzym je vložen do vnitřní membrány organely. Jak se potřeby mění, buňky mohou používat podmnožinu reakcí cyklu k produkci požadované molekuly, než aby spustily celý cyklus (viz ZDE).

Acetyl-CoA

Molekula „napájející“ cyklus kyseliny citrónové je acetyl-CoA a lze ji získat z pyruvátu (z glykolýzy), z beta-oxidace mastných kyselin, z ketolátek a z metabolismu aminokyselin. Molekuly z jiných cest vstupujících do cyklu kyseliny citrónové pro katabolismus dělají z cyklu kyseliny citrónové „kataplerotický“. Stojí za zmínku, že acetyl-CoA má velmi odlišné osudy v závislosti na energetickém stavu/potřebách buňky (viz ZDE). Níže uvedený popis popisuje oxidaci (katabolismus) v cyklu kyseliny citronové.

Anabolicky je acetyl-CoA také velmi důležitý pro poskytování stavebních kamenů pro syntézu mastných kyselin, ketolátek, aminokyselin a cholesterolu. Další meziprodukty cyklu kyseliny citronové jsou také důležité v metabolismu aminokyselin (obrázek 6.63), syntéze hemu, srážení elektronů a převádění acetyl-CoA přes mitochondriální vnitřní membránu. Schopnost cyklu kyseliny citronové dodávat meziprodukty drahám vede k pojmu „anaplerotický“. To znamená „naplnit.“ Před diskusí o cyklu kyseliny citrónové je důležité nejprve popsat jeden důležitý enzymový komplex, který je významným zdroj acetyl-CoA pro cyklus.


Obrázek 6.64 - Podjednotka E1 pyruvátdehydrogenázy. Wikipedie

Dekarboxylace pyruvátu

Enzym pyruvátdehydrogenázy je komplex více kopií tří podjednotek, které katalyzují dekarboxylaci pyruvátu za vzniku acetyl-CoA. Mechanismus reakce vyžaduje použití pěti koenzymů. Pyruvátdehydrogenáza je obrovský komplex u savců s velikostí pětkrát větší než ribozomy.

Podjednotky

Tyto tři podjednotky jsou označeny E1, E2 a E3. E2 se také označuje jako dihydrolipoamid acetyltransferáza a E3 se přesněji nazývá dihydrolipoyl dehydrogenáza. S názvem pro E1 vzniká zmatek. Někteří tomu říkají pyruvátdehydrogenáza a jiní mu dávají název pyruvát dekarboxyláza. Pyruvát dekarboxylázu použijeme výhradně k označení E1 a pyruvát dehydrogenázu pouze k označení komplexu E1, E2 a E3.

Katalytické působení pyruvátdehydrogenázy lze rozdělit do tří kroků, z nichž každý probíhá na jedné z podjednotek. Kroky, postupně se vyskytující na El, E2 a E3, jsou 1) dekarboxylace pyruvátu; 2) oxidace dekarboxylovaného produktu; a 3) přenos elektronů za vzniku NADH (obrázek 6.65).


Obrázek 6.65 - Mechanismus účinku dekarboxylace pyruvátu a oxidace pyruvátdehydrogenázou.

Katalýza

Katalytický proces začíná po navázání substrátu pyruvátu aktivací koenzymu thiamin pyrofosfátu tvorbou ylidového meziproduktu. Nukleofilní karbanion ylidu napadá elektrofilní ketonový uhlík na pyruvát, uvolňuje oxid uhličitý a vytváří enol, který ztrácí proton na uhlí, aby se stal 1,3 dipólem, který obsahuje kladně nabitý dusík thiamin. Reakce (krok A na obrázku 6.65) je neoxidační dekarboxylace. Oxidace dvou hydroxyetylových jednotek uhlíku probíhá při přenosu na lipoamid.

Reduktivní acetylace

Následuje redukční acetylace (krok B), protože 2-uhlíková hydroxyethylová jednotka je přenesena na lipoamid na E2. (Lipoamid je název pro molekulu kyseliny lipoové kovalentně připojenou k postrannímu řetězci lysinu v podjednotce E2). V prokaryotech v nepřítomnosti kyslíku není hydroxyethylová skupina vedena na lipoamid, ale místo toho se uvolňuje jako volný acetaldehyd, který může přijímat elektrony z NADH (katalyzované alkohol dehydrogenázou) a stát se ethanolem v procesu fermentace. V přítomnosti kyslíku téměř ve všech aerobních organismech proces pokračuje přenosem hydroxyetylové jednotky na E2 a pokračováním níže uvedeného cyklu.

Oxidační krok

Přenos hydroxyetylové skupiny z E1 na lipoamidový koenzym v E2 je oxidace, s přenosem elektronů z hydroxyethylové skupiny na disulfid lipoamidu (jeho redukce) a tvorbou acetylthioesteru na lipoamidu (jeho oxidací).

Acetylová skupina se poté přenese z lipoamidu na koenzym A v E2 (krok C na obrázku 6.65), přičemž se vytvoří acetyl-CoA, který se uvolní a na lipoamidu zůstanou redukované sulfhydryly. Aby se enzym vrátil do původního stavu, musí být znovu vytvořena disulfidová vazba na lipoamidu. K tomu dochází při přenosu elektronů ze redukovaného lipoamidu na FAD kovalentně vázaný na E3 (krok D). To snižuje FAD na FADH2.

Vznik NADH

V posledním kroku procesu jsou elektrony z FADH2 přeneseny do externího NAD+, tvoří NADH (krok E) a dokončují celkový cyklus. Poté může enzym poté zahájit další katalytické kolo vazbou na pyruvát.

Regulace pyruvátdehydrogenázy

Pyruvátdeyhdrogenasa je regulována jak alostericky, tak kovalentní modifikací - fosforylace / defosforylace. Regulace pyruvátdehydrogenázy, ať už alosterickými nebo kovalentními mechanismy, má stejnou strategii. Indikátory vysoké energie enzym vypínají, zatímco ukazatele nízké energie jej stimulují. Pro alosterickou regulaci jsou vysokými energetickými indikátory ovlivňujícími enzym ATP, acetyl-CoA, NADH a mastné kyseliny, které jej inhibují. AMP, koenzym A, NAD+a vápník jej naopak stimulují (obrázek 6.67).

Kovalentní modifikace

Kovalentní modifikace regulace pyruvátdehydrogenázy je o něco složitější. Vyskytuje se v důsledku fosforylace pyruvátdehydrogenázovou kinázou (PDK - obrázek 6.67) nebo defosforylace pyruvátdehydrogenázovou fosfatázou (PDP).

PDK dává fosfát na jeden ze tří serinových zbytků na podjednotce El, což způsobuje, že pyruvátkináza není schopna provést svůj první krok katalýzy - dekarboxylace pyruvátu. PDP může tyto fosfáty odstranit. PDK je alostericky aktivována v mitochondriální matrici, když stoupají koncentrace NADH a acetyl-CoA.

Inhibice produktu

Produkty pyruvátdehydrogenázové reakce tedy inhibují produkci více produktů tím, že podporují její fosforylaci PDK. Pyruvát, substrát pyruvátdehydrogenázy, inhibuje PDK, takže rostoucí koncentrace substrátu aktivují pyruvátdehydrogenázu snížením její fosforylace PDK. Jak koncentrace NADH a acetyl-CoA klesají, PDP se spojuje s pyruvát kinázou a odstraňuje fosfát na serinu na podjednotce El.

Nízké koncentrace NADH a acetyl-CoA jsou nezbytné k tomu, aby PDP na enzymu zůstalo. Když tyto koncentrace stoupnou, PDP se disociuje a PDK získá přístup k serinu pro fosforylaci. Inzulín a vápník mohou také aktivovat PDP. To je ve svalové tkáni velmi důležité, protože vápník je signálem pro svalovou kontrakci, která vyžaduje energii. Inzulin také aktivuje pyruvát kinázu a dráhu glykolýzy k použití internalizované glukózy. Je třeba poznamenat, že cAMP fosforylační kaskáda z beta-adrenergního receptoru nemá žádný účinek na pyruvát kinázu, ačkoli inzulínová kaskáda ve skutečnosti ovlivňuje PDP a pyruvát kinázu.

Reakce cyklu kyseliny citronové

Se zaměřením na samotnou dráhu (obrázek 6.69) je obvyklým bodem zahájení diskuse přidání acetyl-CoA k oxaloacetátu (OAA) za vzniku citrátu.

Acetyl-CoA pro cestu může pocházet z různých zdrojů. Reakce, která ji spojuje s OAA, je katalyzována citrát syntázou a ∆G ° ‘je dosti negativní. To zase pomáhá „vytáhnout“ reakci malátdehydrogenázy, která jí v cyklu předchází.

V další reakci je citrát izomerizován na izocitrát působením enzymu zvaného aconitase.

Isocitrate je bodem rozvětvení rostlin a bakterií pro cyklus glyoxylátu (viz ZDE). Oxidační dekarboxylace isocitrátu izocitrátdehydrogenázou produkuje první NADH a poskytuje a-ketoglutarát.

Tento meziprodukt s pěti uhlíky je bodem větve pro syntézu glutamátu aminokyseliny. Kromě toho lze z tohoto meziproduktu v reverzní reakci snadno vyrobit také glutamát. Dekarboxylace a-ketoglutarátu produkuje sukcinyl-CoA a je katalyzována a-ketoglutarát dehydrogenázou.

Enzym a-ketoglutarát dehydrogenáza je strukturálně velmi podobný pyruvátdehydrogenáze a využívá stejných pět koenzymů-NAD+, FAD, CoA-SH, thiamin pyrofosfát a lipoamid.

Regenerace oxaloacetátu

Zbývající část cyklu kyseliny citrónové zahrnuje konverzi čtyř uhlíkového sukcinyl-CoA na oxaloacetát. Succinyl-CoA je odbočný bod pro syntézu hemu (viz ZDE). Succinyl-CoA se převádí na sukcinát reakcí katalyzovanou sukcinyl-CoA syntetázou (pojmenovanou pro reverzní reakci) a vzniká také GTP-jediná fosforylace na úrovni substrátu v cyklu.

Energie pro syntézu GTP pochází z hydrolýzy vysokoenergetické thioesterové vazby mezi sukcinátem a CoA-SH. Důkaz o vysoké energii thioesterové vazby je také evidentní v reakci citrát syntázy, která je také energeticky velmi příznivá. Sukcinát je také produkován metabolismem mastných kyselin s lichým řetězcem (viz ZDE).

Oxidace sukcinátu

Oxidace sukcinátu nastává v dalším kroku, katalyzována sukcinát dehydrogenázou. Tento zajímavý enzym katalyzuje tuto reakci a podílí se na elektronovém transportním systému, přičemž elektrony z FADH2 získává reakcí na koenzym Q. Produkt reakce, fumarát, získá v další reakci vodu přes trans dvojnou vazbu katalyzovaná fumarázou za vzniku malátu.

Fumarát je také vedlejším produktem metabolismu nukleotidů a cyklu močoviny. Malát je důležitý také pro transport elektronů přes membrány v raketoplánu malát-aspartát (viz ZDE) a při přepravě oxidu uhličitého z mezofylových buněk do svazkových pochvových buněk v rostlinách C4 (viz ZDE).

Vzácná oxidace

Konverze malátu na oxaloacetát malátdehydrogenázou je vzácná biologická oxidace, která má ∆G ° ‘s kladnou hodnotou (29,7 kJ/mol).

Reakce je „tažena“ energeticky příznivou přeměnou oxaloacetátu na citrát v reakci citrát syntázy popsané výše. Oxaloacetát protíná další důležité cesty, včetně metabolismu aminokyselin (snadno se přemění na kyselinu asparagovou), transaminace (pohyb dusíku) a glukoneogeneze.

Stojí za zmínku, že obrácení cyklu kyseliny citrónové teoreticky poskytuje mechanismus pro asimilaci CO2. Ve skutečnosti byl tento zvrat zaznamenán u anaerobních i mikroaerobních bakterií, kde se nazývá Arnon-Buchananův cyklus (obrázek 6.73).

Regulace cyklu kyseliny citronové

Alosterická regulace cyklu kyseliny citrónové je docela přímočará. Zahrnuté molekuly jsou všechny substráty/produkty dráhy nebo molekuly zapojené do přenosu energie. Substráty/produkty, které regulují nebo ovlivňují dráhu, zahrnují acetyl-CoA a sukcinyl-CoA.

Inhibitory a aktivátory

Vysokoenergetické molekulární indikátory, jako je ATP a NADH, budou mít tendenci cyklus inhibovat a nízkoenergetické indikátory (NAD+, AMP a ADP) budou mít tendenci cyklus aktivovat. Pyruvátdehydrogenáza, která katalyzuje tvorbu acetyl-CoA pro vstup do cyklu, je alostericky inhibována jak svým produktem (acetyl-CoA), tak NADH a ATP.

Regulované enzymy

Regulované enzymy v cyklu zahrnují citrát syntázu (inhibovanou NADH, ATP a sukcinyl-CoA), isocitrát dehydrogenázu (inhibovanou ATP, aktivovanou ADP a NAD+) a α-ketoglutarát dehydrogenázu (inhibovanou NADH a sukcinyl-CoA a aktivovanou AMP).

Anaplerotická/kataplerotická dráha

Cyklus kyseliny citronové je důležitou katabolickou cestou oxidující acetyl-CoA na CO2 a vytvářející ATP, ale je také důležitým zdrojem molekul potřebných buňkami a mechanismem pro získávání energie z aminokyselin v rozkladu bílkovin a dalších produktů rozkladu. Tato schopnost cyklu kyseliny citronové dodávat molekuly podle potřeby a absorbovat vedlejší produkty metabolismu poskytuje buňkám velkou flexibilitu. Když se z cesty odebírají meziprodukty cyklu kyseliny citronové za vzniku dalších molekul, termín používaný k popisu je kataplerotický, zatímco když jsou do dráhy přidány molekuly, proces je popsán jako anaplerotický.

Kataplerotické molekuly

Mezi primární kataplerotické molekuly cyklu kyseliny citrónové patří α-ketoglutarát, sukcinyl-CoA a oxaloacetát. Transaminace α-ketoglutarátu a oxaloacetátu produkuje aminokyseliny glutamát a kyselinu asparagovou. Oxaloacetát je důležitý pro produkci glukózy v glukoneogenezi.

Glutamát hraje velmi důležitou roli v pohybu dusíku buňkami přes glutamin a další molekuly a je také potřebný pro syntézu purinů. Aspartát je prekurzorem jiných aminokyselin a pro produkci pyrimidinových nukleotidů. Succinyl-CoA je nezbytný pro syntézu porfyrinů, jako jsou hemové skupiny v hemoglobinu, myoglobinu a cytochromech.

Citrát je důležitým zdrojem acetyl-CoA pro výrobu mastných kyselin. Když je koncentrace citrátu vysoká (jako když se cyklus kyseliny citronové pohybuje pomalu nebo je zastaven), dostává se přes mitochondriální membránu do cytoplazmy a je rozložen enzymem citrát lyázy na oxaloacetát a acetyl-CoA. Ten je prekurzorem pro syntézu mastných kyselin v cytoplazmě.

Anaplerotické molekuly

Mezi anaplerotické molekuly doplňující meziprodukty cyklu kyseliny citrónové patří acetyl-CoA (vyrábí se mnoha cestami, včetně oxidace mastných kyselin, dekarboxylace pyruvátu, katabolizmu aminokyselin a rozpadu ketolátek), α-ketoglutarát (z metabolismu aminokyselin), sukcinyl-CoA ( z metabolismu kyseliny propionové), fumarát (z cyklu močoviny a metabolismu purinů), malát (karboxylace PEP v rostlinách) a oxaloacetát (mnoho zdrojů, včetně katabolismu aminokyselin a působení pyruvátkarboxylázy na pyruvát v glukoneogenezi)

Glyoxylátový cyklus

Dráha související s cyklem kyseliny citrónové, která se nachází pouze v rostlinách a bakteriích, je cyklus glyoxylátu (obrázky 6.74 a 6.75). Glyoxylátový cyklus, který obchází dekarboxylační reakce a přitom využívá většinu nedekarboxylačních reakcí cyklu kyseliny citrónové, u zvířat nefunguje, protože jim chybí dva pro něj nezbytné enzymy-izocitrát lyáza a malát syntáza. Cyklus se vyskytuje ve specializovaných rostlinných peroxisomech nazývaných glyoxysomy. Isocitrate lyase katalyzuje přeměnu isocitrátu na sukcinát a glyoxylát. Z tohoto důvodu všech šest uhlíků cyklu kyseliny citronové přežije každé otočení cyklu a neskončí jako oxid uhličitý.

Sukcinát pokračuje ve zbývajících reakcích za vzniku oxaloacetátu. Glyoxylát se kombinuje s dalším acetyl-CoA (jeden acetyl-CoA byl použit k zahájení cyklu) za vzniku malátu (katalyzovaného malát syntázou). Malát může být naopak oxidován na oxaloacetát.

V tomto okamžiku je zřejmý kontrast dráhy glyoxylátu s cyklem kyseliny citrónové. Po jedné otáčce cyklu kyseliny citronové se vyrobí jediný oxaloacetát, který vyváží jediný použitý v první reakci cyklu. V cyklu kyseliny citronové tedy neexistuje čistá produkce oxaloacetátu v každém cyklu cyklu.

Čistá produkce oxaloacetátu

Na druhé straně, díky asimilaci uhlíků ze dvou molekul acetyl-CoA, každé otočení cyklu glyoxylátu vede ke vzniku dvou oxaloacetátů po začátku s jedním. Extra oxaloacetát glyoxylátového cyklu lze použít k výrobě dalších molekul, včetně glukózy v glukoneogenezi. To je zvláště důležité pro klíčení semen rostlin (obrázek 6.76), protože sazenice není vystavena slunečnímu světlu. V cyklu glyoxylátu mohou semena vyrábět glukózu z uložených lipidů.

Protože zvířata nespouštějí glyoxylátový cyklus, nemohou vyrábět glukózu z acetyl-CoA v čistých množstvích, ale rostliny a bakterie ano. V důsledku toho mohou rostliny a bakterie přeměnit acetyl-CoA z tuku na glukózu, zatímco zvířata ne. Obcházení oxidativních dekarboxylací (a fosforylace na úrovni substrátu) má náklady na energii, ale má také své výhody. Každé otočení cyklu glyoxylátu produkuje jeden FADH2 a jeden NADH místo tří NADH, jednoho FADH2 a jednoho GTP vyrobeného v každém otočení cyklu kyseliny citrónové.

Potřeba sacharidů

Organismy, které vytvářejí buněčné stěny, jako jsou rostliny, houby a bakterie, potřebují při svém růstu velké množství sacharidů, aby podpořily biosyntézu komplexních strukturálních polysacharidů stěn. Patří sem celulóza, glukany a chitin. Je pozoruhodné, že každý z organismů může provozovat glyoxylátový cyklus pomocí acetyl-CoA z beta-oxidace.

Koordinace cyklu glyoxylátu a cyklu kyseliny citrónové

Cyklus kyseliny citronové je hlavní katabolickou cestou produkující značné množství energie pro buňky, zatímco hlavní funkcí glyoxylátového cyklu je anabolický - umožňuje produkci glukózy z mastných kyselin v rostlinách a bakteriích. Tyto dvě cesty jsou od sebe fyzicky odděleny (cyklus glyoxylátu v glyoxysomech / cyklus kyseliny citrónové v mitochondriích), ale přesto je důležitá jejich koordinovaná regulace.

Enzym, který vypadá, že poskytuje kontroly pro cyklus, je isocitrát dehydrogenáza. V rostlinách a bakteriích může být enzym inaktivován fosforylací kinázou, která se nachází pouze v těchto buňkách. Inaktivace způsobí, že se izocitrát hromadí v mitochondriích, a když k tomu dojde, přesune se ke glyoxysomům, což zvýhodňuje glyoxylátový cyklus. Odstranění fosfátu z isocitrátdehydrogenázy je katalyzováno isocitrátdehydrognease-specifickou fosfoprotein-fosfatázou a obnovuje aktivitu enzymu.

Když k tomu dojde, pokračuje v mitochondrii oxidace isocitrátů spolu se zbytkem cyklu cyklu kyseliny citrónové. U bakterií, kde jsou enzymy pro oba cykly přítomny společně v cytoplazmě, bude mít akumulace meziproduktů cyklu kyseliny citronové a meziproduktů glykolýzy tendenci upřednostňovat cyklus kyseliny citronové aktivací fosfatázy, zatímco podmínky s vysokou energií mají tendenci upřednostňovat cyklus glyoxylátu bránící tomu.

Metabolismus acetyl-CoA

Acetyl-CoA je jedním z nejvíce „propojených“ metabolitů v biochemii, který se objevuje v oxidaci/syntéze mastných kyselin, oxidaci pyruvátu, cyklu kyseliny citronové, anabolismu/katabolismu aminokyselin, metabolismu ketolátek, syntéze steroidů/žlučových kyselin a prodloužení metabolismu mastných kyselin) syntéza prostaglandinů. Většina z těchto cest bude řešena samostatně. Zde se budeme věnovat metabolismu ketonových těl.

Metabolizmus ketonového těla

Ketonová těla jsou molekuly vytvořené, když hladina glukózy v krvi klesne velmi nízko. Ketonová tělíska lze převést na acetyl-CoA obrácením reakce dráhy, která je vytváří (obrázek 6.78). Acetyl CoA lze samozřejmě použít pro syntézu ATP prostřednictvím cyklu kyseliny citrónové. Lidé, kteří jsou velmi hypoglykemičtí (včetně některých diabetiků), budou produkovat ketolátky (obrázek 6.79) a ty jsou často nejprve detekovány vůní acetonu v jejich dechu.

Překrývající se cesty

Dráhy syntézy ketolátek a biosyntézy cholesterolu (obrázek 6.80 a viz ZDE) se na začátku překrývají. Každý z nich začíná kombinací dvou acetyl-CoA dohromady za vzniku acetoacetyl-CoA. Není náhodou, že je to poslední a poslední produkt β-oxidace mastných kyselin se sudým počtem uhlíků (oxidaci mastných kyselin naleznete ZDE). Ve skutečnosti je enzym, který katalyzuje spojení, stejný jako ten, který katalyzuje jeho rozbití v oxidaci mastných kyselin - thiolasu. Tyto dráhy tedy začínají obrácením posledního kroku posledního kola oxidace mastných kyselin.

Tvorba HMG-CoA

Obě cesty také zahrnují přidání dalších dvou uhlíků k acetoacetyl-CoA ze třetího acetyl-CoA za vzniku hydroxy-methyl-glutaryl-CoA, nebo HMG-CoA, jak je obecně známější. V tomto okamžiku se obě cesty rozcházejí. HMG-CoA je rozvětveným bodem mezi těmito dvěma cestami a může z něj pokračovat buď cholesterol nebo ketolátky. V posledně jmenovaném postupu je HMG-CoA štěpena na acetyl-CoA a acetoacetát.

Acetoacetát je sám o sobě ketonovým tělem a lze jej redukovat za vzniku dalšího, D-β-hydroxybutyrátu (ve skutečnosti však nejde o keton). Alternativně lze acetoacetát převést na aceton. Tato druhá reakce může nastat buď spontánně, nebo katalýzou acetoacetát dekarboxylázou. Aceton lze převést na pyruvát a pyruvát na glukózu.

D-β-hydroxybutyrát se snadno šíří krví a prochází hematoencefalickou bariérou. Může být oxidován zpět na acetoacetát, přeměněn na acetoacetyl-CoA a poté rozdělen na dvě molekuly acetyl-CoA pro oxidaci v cyklu kyseliny citrónové.

Ketóza

Když tělo vyrábí ketolátky pro svoji energii, je tento stav v těle známý jako ketóza. Tvorba ketolátek v játrech je kritická. Glukóza je obvykle primárním zdrojem energie v těle. Pochází ze stravy, z rozkladu zásobních sacharidů, jako je glykogen, nebo ze syntézy glukózy (glukoneogeneze). Vzhledem k tomu, že primární zásoby glykogenu jsou ve svalech a játrech a protože ke glukoneogenezi dochází pouze v játrech, ledvinách a gametách, když je dodávka glukózy z jakéhokoli důvodu přerušena, musí játra dodávat alternativní zdroj energie.

Z rozkladu mastných kyselin

Na rozdíl od glukózy lze ketolátky vyrábět u zvířat rozkladem tuků/mastných kyselin. Většina buněk těla může používat ketolátky jako zdroje energie. Ketóza může vzniknout nalačno, dietou s velmi nízkým obsahem sacharidů nebo v některých případech cukrovkou.

Acidóza

Termín acidóza se týká stavů v těle, kde pH arteriální krve klesá pod 7,35. Je opakem stavu alkalózy, kde pH arteriální krve stoupá nad 7,45. Normálně zůstává pH krve v tomto úzkém rozmezí pH. Hodnoty pH krve nižší než 6,8 nebo vyšší než 7,8 mohou způsobit nevratné poškození a mohou být smrtelné. Acidóza může mít kořeny v metabolismu (metabolická acidóza) nebo v dýchání (respirační acidóza).

Existuje několik příčin acidózy. Při metabolické acidóze může produkce přebytečné kyseliny mléčné nebo selhání ledvin vylučovat kyselinu způsobit pokles pH krve. Kyselina mléčná se v těle produkuje, když je kyslík omezující, takže vše, co narušuje dodávku kyslíku, může vytvořit podmínky podporující produkci přebytečné kyseliny mléčné. Ty mohou zahrnovat omezení pohybu krve do cílových tkání, což má za následek hypoxii (podmínky s nízkým obsahem kyslíku) nebo snížení objemu krve. Problémy s pohybem krve mohou být důsledkem srdečních problémů, nízkého krevního tlaku nebo krvácení.

Namáhavé cvičení může také vést k produkci kyseliny mléčné v důsledku neschopnosti krevního zásobování dodávat kyslík tak rychle, jak to tkáně vyžadují (hypovolemický šok). Na konci cvičení však přísun kyslíku krevním systémem rychle dohání.

Respirační acidóza vzniká akumulací oxidu uhličitého v krvi. Mezi příčiny patří hypoventilace, plicní problémy, rozedma plic, astma a těžká pneumonie.

Obrázek 6.81 - Příznaky acidózy


Podívejte se na video: Kyselina sírová (Listopad 2021).