在肝臟線粒體中脂肪酸一旦降解,生成的乙酰CoA可以有幾種代謝結果。最主要的當然是進入檸檬酸循環及進一步的電子傳遞系統,最終完全氧化為CO2及H2O;其二是作為類固醇的前體,生成膽固醇,它在膽固醇生物合成中是起始化合物;其三是扮演脂肪酸合成前體的角色:其四是轉化為乙酰乙酸、D-β-羥丁酸和丙酮,這三個化合物統稱為酮體(ketone body)。
酮體合成主要是肝臟的功能。酮體中丙酮的生成量相當小,生成后即被吸收。乙酰乙酸和D一β-羥丁酸則經血流進入肝外組織,在那里被氧化,經檸檬酸循環提供更多能量給那些組織使用,例如骨、心肌和腎皮質。腦組織一般只用葡萄糖作為燃料,但饑餓時,葡萄糖供給不足,它可接受使用乙酰乙酸或D -β-羥丁酸 。
肝細胞線粒體中的脂肪酸β-氧化產生的乙酰輔酶A生成酮體
酮體在肝細胞的線粒體中合成。合成原料為脂肪酸β-氧化產生的乙酰CoA。肝細胞線粒體內含有各種合成酮體的酶類,特別是HMGCOA合酶,該酶催化的反應是酮體的限速步驟。
1.兩個乙酰輔酶A被硫解酶催化生成乙酰乙酰輔酶A。β-氧化的最后一輪也生成乙酰乙酰輔酶A。
2.在乙酰乙酰CoA再與第三個乙酰CoA分子結合,形成3-羥基-3-甲基戊二酰CoA。由HMG CoA合成酶催化。
3.HMG CoA被HMG CoA裂解酶(HMG CoA lyase)裂解,形成乙酰乙酸和乙酰CoA。
4.乙酰乙酸在β-羥丁酸脫氫酶(β-hydroxybutyrate dehydrogenase)的催化下,用NADH還原生成β-羥基丁酸,反應可逆,注意此處為D-β-羥丁酸脫氫酶催化,不催化L-型底物。
5.乙酰乙酸自發或由乙酰乙酸脫羧酶催化脫羧,生成丙酮。
乙酰乙酸和β-羥基丁酸都可以被轉運出線粒體膜和肝細胞質膜,進入血液后被其它細胞用作燃料。在血液中少量的乙酰乙酸脫羧生成丙酮。