أجسام كيتونية: الفرق بين النسختين

[[ملف:Ketone bodies.png|thumbتصغير|الاجسام الكيتونية الثلاثة]]

هي ثلاث جزيئات قابلة للذوبان في الماء(اسيتواستيت ,، بيتا هايدروكسيبيوتاريت وناتج التكسر العشوائي لهما المسمى ب [[اسيتون]])التي تصنع بواسطة [[الكبد]] من الاحماض الدهنية<ref name=stryer2>{{مرجع كتاب |الأخير1= Stryer |الأول1= Lubert | العنوان=Biochemistry. | الإصدار= Fourth |المكان= New York |الناشر= W.H. Freeman and Company|publication-date= 1995 |الصفحات= 510–515, 581–613, 775–778 |الرقم المعياري= 0 7167 2009 4}}</ref> خلال فترات التي يكون فيها تناول الطعام منخفض ([[الصيام]]),، حميات التقييد من الكاربوهيدرات ,، [[المجاعة]] ,، ممارسة [[تمارين رياضية|التمارين]] الرياضية المكثفة والمطولة<ref>{{cite journal |الأخير1= Koeslag |الأول1= J.H. |الأخير2= Noakes |الأول2= T.D.|الأخير3=Sloan | الأول3=A.W. |العنوان= Post-exercise ketosis |publication-date= 1980|volume= 301| الصفحات= 79–90| journal = Journal of Physiology}}</ref>, [[سكري النمط الأول|مرض السكري نوع 1]] الغير معالج (او المعالج بشكل غير كافي ).هذه الاجسام الكيتونية يتم بعد ذلك التقاطها بشكل سريع من قبل انسجة خارج الكبد وتحول الى اسيتايل كو اي ومن ثم تدخل في [[دورة حمض الستريك]] وتؤكسد في [[ميتوكوندريا|الميتوكوندريا]] الى [[طاقة]]<ref>{{مرجع كتاب

| الناشر=Cengage Learning | الرقم المعياري=0-534-40521-5}}</ref> .في [[الدماغ]] ,، تستعمل في صنع اسيتايل كو اي الى احماض دهنية طويلة السلسلة .والاخيرة لا يمكن الحصول عليها من [[الدم]] ,، لانها غير قادرة على النفاذ من خلال [[الحاجز الدموي الدماغي]].

الاجسام الكيتونية يتم صنعها من قبل الكبد تحت تاثير الظروف المذكورة اعلاه ( [[الصيام]],، [[مجاعة|المجاعه]],، حميات قليلة [[الكاربوهيدرات]],،[[التمارين الرياضية]] المكثفة ,، [[سكري النمط الأول|السكري نوع 1]] الغير معالج )نتيجة ل [[استحداث الجلوكوز|دورة تخليق الكلكوز]] شديدة : وهي عملية صنع كلكوز من مصادر غير كاربوهيدراتية (لا تشتمل على احماض دهنية )<ref name=stryer2/> .ولهذا دائما ما تنطلق الاجسام الكيتونية الى الدم بواسطة الكبد بالتزامن مع افراز الكلكوز حديث الصنع ,بعدما،بعدما تنضب مخازن الكلايكوجين الخاصة بالكبد ( مخازن الكلايكوجين تنضب بعد 24 ساعة من الصيام )<ref name=stryer2/>

عندما جزيئتين من اسيتايل كواي تخسر [[مرافق الإنزيم-أ|مرافق الانزيم أ]] الخاص بهما ,يمكنهما،يمكنهما صنع مركب كيميائي ثنائي الوحدات يسمى اسيتواستيت . بيتاهايدروكسي بيوتاريت هو الناتج من اختزال اسيتواستيت ,حيث،حيث ان مجموعة [[الكيتون]] تحول الى مجموعة كحول . كلاهما جزيئات رباعية [[الكاربون]] لهذا تستطيع بشكل سريع ان تعود مرة اخرى الى اسيتايل كواي بواسطة اغلب انسجة الجسم مع الاستثناء [[الكبد|للكبد]] طبعا . [[اسيتون]] هو الشكل منزوع [[كاربوكسيل|الكاربوكسيل]] من اسيتواستيت ,والذي،والذي لا يستطيع ان يحول مرة اخرى او يعود الى اسيتايل كواي ماعدا عن طريق عملية ازالة السموم في الكبد حيث انه يحول الى [[حمض اللاكتيك|حامض اللبنيك]] والذي يستطيع بالمقابل ان يؤكسد الى [[حامض البيروفيك]] ,وعندها،وعندها فقط الى اسيتايل كواي.

الاجسام الكيتونية لها خاصية [[الرائحة]] المميزة ,، حيث يمكن كشفها من خلال رائحة النفس الخاصة بالافراد المصابين ب [[حماض كيتوني سكري|الحماض الكيتوني]] او [[فرط كيتون الجسم]] ,،( التي عادة ما تشبه رائحة مزيل اصباغ الاظافر التي عادة ما تحتوي على [[اسيتون]] او اثيل استيت )

بعيدا عن الاجسام الكيتونية الثلاثة (اسيتون ,اسيتو،اسيتو استيت ,بيتا،بيتا هايدروكسيبيوتاريت )<ref name="dmrr15">{{cite journal

| السنة=1999}}</ref>,، اجاسم كيتونية اخرى مثل بيتا كيتوبينتانوت و بيتاوبيتا هايدروكسيبينتانوت قد تصنع نتيجة لعملية التمثيل الغذاني للدهون الثلاثية الاصطناعية مثل هيباتنون الثلاثي

الدهون المخزونة في [[النسيج الدهني]] تطلق من الخلايا الدهنية الى الدم بشكل احماض دهنية حرة و [[جليسرول|جليسيرول]] عندما يكون مستوى [[الانسولين]] منخفض في الدم ومستويات [[غلوكاغون|الغلوغاكون]] والابنفرين في [[الدم]] عالية . هذا يحدث بين الوجبات ,، خلال الصيام ,المجاعة،المجاعة والتمارين الرياضية المكثفة ,، في حالة كون مستويات [[الجلوكوز|الجلكوز]] في الدم مرجح ان تنخفض )

الاحماض الدهنية هي مصادر طاقة عالية جدا ,وتؤخذ،وتؤخذ من قبل كل الخلايا المؤيضة التي تحتوي على ميتوكوندريا ,وهذا،وهذا لان الاحماض الدهنية لا تؤيض الا بداخل المايتوكوندريا <ref name=stryer2/><ref name="oxidation_of_fats">[http://pharmaxchange.info/press/2013/10/oxidation-of-fatty-acids/ Oxidation of fatty acids]</ref>. [[خلايا الدم الحمراء]] لا تحتوي على ميتوكوندريا لهذا تعتمد بشكل كامل على عملية [[التحلل السكري]] ( تخمر [[جلكوز|الجلكوز]] الى [[حمض اللبنيك|حامض اللبنيك]] ) من اجل متطلبات الطاقة الخاصة بها . في كل الانسجة الاخرى,الاخرى، الاحماض الدهنية التي تدخل الى الخلايا المؤيضة سوف تجمع مع [[مرافق الإنزيم-أ|مرافق الانزيم أ]] لتكوين سلاسل اسيتايل كواي . وهذه تنقل الى [[الميتوكوندريا]] الخاصة بالخلايا (حيث سيتم تكسيرهاالى وحدات من الاستايل كواي عن طريق سلسلة من التفاعلات المعروفة ب [[اكسدة الحمض الدهني|اكسدة الاحماض الدهنية]] ( بالانكليزيه : [[Betaأكسدة oxidationالحمض الدهني|b oxidation]] )<ref name=stryer2/><ref name="oxidation_of_fats"/>

استايل كواي المنتج من عملية [[اكسدة الحمض الدهني|اكسدة الاحماض الدهنية]] تدخل الى [[دورة حمض الستريك]] في [[الميتوكوندريا]] عن طريق ان تجمع مع اوكزالواستيت لتنتج الستريت (بالانكليزية : citrate ) .وخذا يؤدي الى الاحتراق الكامل لمجموعة الاستيل الخاصة ب استيايل كواي الى [[ماء]] و[[ثنائي أكسيد الكربون|ثنائي اوكسيد الكاربون]] . [[الطاقة]] الناتجة عن هذه العملية يتم التقاطها على شكل 1GTP و 11جزيئةمنو11جزيئةمن ال [[ATP]] لمجموعة الاستيل الواحدة المؤكسدة <ref name=stryer2/><ref name="oxidation_of_fats"/> . هذا هو مصير استيايل كواي حيثما حصلت عملية اكسدة الاحماض الدهنية ماعدا تحت ظروف معينة في الكيد . حيث ان الاوكزالواستيت في الكبد يقوم بشكل جزئي او او كامل بتحويل مساره الى مسار عملية استحداث السكر خلال الصيام والمجاعة وحميات التقييد من الكاربوهيدرات والتمارين الرياضية المطولة والمكثفة وايضا لدى المصابين بالسكري النمط الاول من دون علاج.تحت هذه الظروف اوكزالواستيت يتم هدرجته الى [[حمض التفاح]] (malate)والذي يتم بعد ذلك ازالته من [[الميتوكندريا|المايتوكوندريا]] حتى يتم تحويله الى جلوكوز في [[سايتوبلازم]] [[خلايا]] [[الكبد]] ,، ومن حيث يتم اطلاق سراحه الى [[الدم]] <ref name=stryer2/> .في الكبد لهذا اوكزالو استيت يكون غير متوفر للتكاثف مع استيايل كواي عند حصول تحفيز كبير ل[[استحداث الجلوكوز|عملية استحداث السكر]] ,وهذا،وهذا التحفيز يكون نتيجة لتراكيز الانسولين المنخفض او غلوجاغون العالي في الدم .تحت هذه الظروف يقوم استيايل كواي بنحويل مساره الى صنع اسيتواستيت و بيتاهايدروكسيوبيتاهايدروكسي بيوتاريت <ref name=stryer2/>. اسيتواستيت ,بيتاهايدروكسي،بيتاهايدروكسي بيوتاريت وناتج التكسر العشوائي لهما المعروف ب [[اسيتون]] <ref>[http://watcut.uwaterloo.ca/webnotes/Metabolism/fatKetoneBodyMetabolism.html Ketone body metabolism], University of Waterloo</ref> ,، معروفين في كثير من الاحيان وبشكل مربك ب الاجسام الكيتونية ( برغم انهم ليسوا اجسام في الواقع بل جزيئات قابلة للذوبان في الماء ). الاجسام الكيتونية تطلق بواسطة الكبد الى الدم . جميع الخلايا في الجسد التي تحتوي على مايتوكوندريا تستطيع التقاط الاجسام الكيتونية من الدم وتعيد تحويلها الى استيايل كواي ,، وبهذا تستعملها ك مصدر وقود في دورات حامض الستريك ,، ولا يوجد نسيج اخر يستطيع تحويل مسار اوكزالواستيت الى مسار عملية استحداث السكر كما يستطيع الكبد تحويلها .بخلاف الاحماض الدهنية الحرة ,الاجسام،الاجسام الكيتونية تستطيع عبور الحاجز الدموي الدماغي وبهذا تكون متاحة ك مصدر وقود لخلايا الجهاز العصبي المركزي ,، لتعمل ك بديل للجلوكوز ,الذي،الذي عليه عادة تعتمد الخلايا في النجاة <ref name=stryer2/> .

== استعمالات الاجسام الكيتونية في القلب والعضلات والدماغ (ولكن ليس الكبد ) ==

الاجسام الكيتونية يمكن استعمالها من اجل [[الطاقة]] .الاجسام الكيتونية يتم نقلها من [[الكبد]] الى الانسجة الاخرى ,حيث،حيث اسيتواستيت وبيتاهايدروكسيبيوتاريت يمكن اعادة تحويلها الى استيايل كواي لكي تينتج طاقة من خلال [[دورة حمض الستريك]] . الاجسامالكيتونية لا يمكن استعمالها من قبل الكبد من اجل الحصول على طاقة ,، لان الكبد يفتقر الى [[انزيم]] ثايوبوريز

الاسيتون في تراكيز عالية الذي يتكون بهذه التراكيز نتيجة للصيام المطول او نتيجة لنظام غذائي مولد للكيتون ,، هذا الاسيتون يتم امتصاصه من قبل [[الخلايا]] عدا تلك الموجودة في الكبد وبعده تدخل في مسار مختلف بواسطة 1,2-بروبانيدول رغم ان المسار يتبع سلسلة مختلفة من الخطوات التي تتطلب [[ثلاثي فوسفات الأدينوسين|ثلاثي فوسفات الادينوسين]] , 1,2-بروبانيدول يمكن ان يتحول الى [[حمض البيروفيك|حمض البايروفيك]] .<ref name="Environmental Protection Agency; TOXICOLOGICAL REVIEW OF ACETONE (CAS No. 67-64-1)">http://www.epa.gov/iris/toxreviews/0128tr.pdf</ref>

[[القلب]] يقوم بشكل تفضيلي باستخدام [[الأحماض الدهنية|الاحماض الدهنية]] تحت الظروف الفزيولوجية الطبيعة ,، ومع ذلك تحت ظروف [[فرط كيتون الجسم]] يقوم القلب باستخدام الاجسام الكيتونية بشكل فعال من اجل الحصول على الطاقة .<ref>{{cite journal |vauthors=Kodde IF, van der Stok J, Smolenski RT, de Jong JW |العنوان=Metabolic and genetic regulation of cardiac energy substrate preference |journal=Comp. Biochem. Physiol., Part a Mol. Integr. Physiol. |volume=146 |issue=1 |الصفحات=26–39 |التاريخ=January 2007 |pmid=17081788 |doi=10.1016/j.cbpa.2006.09.014 |المسار=}}</ref>

[[الدماغ]] ايضا يحصل على جزء من من الطاقة الخاصة به الاجسام الكيتونية عندما يكون [[الجالكتوز|الجالكوز]] متوفر بشكل اقل (خلال الصيام او المجاعة او حميات التقييد من الكاربوهيدرات والنظام الغذائي مولد الكيتون وايضا في التمارين لرياضية الشديدة ) . في حالة يكون مستوى الجالكوز في الدم منخفض فان الانسجة الاخرى في الجسم لها مصادر طاقة اضافية الى جانب الاجسام الكيتونية (مثل الاحماض الدهنية ). ولكن الدماغ على الارجح له بعض المتطلبات الاجبارية لبعض الجالكوز <ref>{{مرجع كتاب|الأخير1=Clarke|الأول1=DD|الأخير2=Sokoloff|الأول2=L|وصلة المؤلف1=Substrates of Cerebral Metabolism|editor1-last=Siegel|editor1-first=GJ|editor2-last=Agranoff|editor2-first=BW|editor3-last=Albers|editor3-first=RW|العنوان=Basic Neurochemistry: Molecular, Cellular and Medical Aspects|date=1999|الناشر=Lippincott-Raven|المكان=Philadelphia|الإصدار=6th|المسار=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK28048/}}</ref> . بعد ان يتغير النظام الغذائي الى مستوى جالكوز منخفض ل ثلاثة ايام ,، الدمغ يحصل على 25% من طاقته من الاجسام الكيتونية <ref>{{cite journal | pmid = 8263048 | السنة = 1994 | الأخير1 = Hasselbalch | الأول1 = SG | الأخير2 = Knudsen | الأول2 = GM | الأخير3 = Jakobsen | الأول3 = J | الأخير4 = Hageman | الأول4 = LP | الأخير5 = Holm | الأول5 = S | last6 = Paulson | first6 = OB | العنوان = Brain metabolism during short-term starvation in humans. | volume = 14 | issue = 1 | الصفحات = 125–31 | doi = 10.1038/jcbfm.1994.17 | journal = Journal of cerebral blood flow and metabolism}}</ref> . وبعد تقريبا 4 ايام ,، ترتفع هذه النسبة الى 70% <ref>Cahill GF. Fuel metabolism in starvation. Annu Rev Nutr 2006;26:1–22</ref> ( في المراحل الاولية الدمغ لا يقوم بحرق الاجسام الكيتونية ,، لكونها ركيزة مهمة لتخليق الدهون في الدماغ ) ,، علاوة على ذلك الاجسام الكيتونية المنتجة من [[الأحماض الدهنية أوميجا - 3|الاحماض الدهنية اوميجا 3]] من الممكن ان تسبب تدهور ادراكي في العمر المتقدم <ref>{{Cite journal | الأخير1 = Freemantle | الأول1 = E. | الأخير2 = Vandal | الأول2 = M. N. | الأخير3 = Tremblay-Mercier | الأول3 = J. | الأخير4 = Tremblay | الأول4 = S. B. | الأخير5 = Blachère | الأول5 = J. C. | last6 = Bégin | first6 = M. E. | last7 = Thomas Brenna | first7 = J. | last8 = Windust | first8 = A. | last9 = Cunnane | first9 = S. C. | doi = 10.1016/j.plefa.2006.05.011 | العنوان = Omega-3 fatty acids, energy substrates, and brain function during aging | journal = Prostaglandins, Leukotrienes and Essential Fatty Acids | volume = 75 | issue = 3 | الصفحات = 213–20 | السنة = 2006 | pmid = 16829066| pmc =}}</ref>

في الافراد الطبيعيين ,، هناك انتاج ثابت من الاجسام الكيتونية من قبل الكبد و استخدامهمواستخدامهم بواسطة الانسجة خارج [[الكبد]] . تركيز الاجسام الكيتونية في الدم تكون قرابة واحد [[مليغرام|ملي غرام]] في الديسيلتر الواحد .افراز الاجسام الكيتونية في [[البول]] يكون قليل جدا وغير قابل للتمييز بواسطة اختبارات البول الروتينية .

عندما يتجاوز معدل صنع الاجسام الكيتونية معدل افرازها,افرازها، فان تركيزها في الدم يزداد ,، وهذا يعرف بتراكم الاجسام الكيتونية في الدم ( كيتونيميا ) ومن ثم يتبع ب وجود زيادة في كمية الاجسام الكيتونية في البول وتعرف هذا الحالة ب (كيتونيوريا ) وهذين الحالتين مع بعضهما يكونان حالة تعرف ب فرط كيتون الجسم . وهذه الحالة تمتاز بوجود راجئحة اسيتون في انفاس المريض .

عندما تعاني حالة من مرض السكري نوع 1 من احداث توتر بايولوجية (التهاب ,سكتة،سكتة قلبية ,صدمات،صدمات جسدية )او عندما تفشل في ادارة الانسولين بشكل كافي من الممكن ان يدخل المريض في حالة الحماض الكيتوني فرط سكر الدم . تحت هذه الظروف انخفاض او انعدام مستويات [[الانسولين]] في الدم ,مع،مع تراكيز [[الغلوكاغون]] المرتفعة بشكل غير مناسب <ref>{{cite journal |الأخير1=Koeslag |الأول1=J.H. |الأخير2=Saunders |الأول2=P.T. |الأخير3=Terblanche |الأول3=E.|العنوان= Topical Review: A reappraisal of blood glucose homeostat which comprehensively explains the type 2 diabetes mellitus/syndrome X complex |journal=Journal of Physiology | publication-date=2003 |volume=549 |الصفحات=333–346 |doi=10.1113/jphysiol.2002.037895}}</ref> ,، يحث الكبد على انتاج [[الجالكوز]] بمعدل مرتفع بشكل غير مناسب ,، مما يسبب استايل كواي ( الناتج من الاحماض الدهنية في دورة الاحماض الدهنية ) ان يتحول الى اجسام كيتونية . المستويات الناتجة المرتفعة جدا من الاجسام الكيتونية تعمل على تخفيض درجة الاس الهايدروجيني الخاص ب [[بلازما الدم]] والذي يحفز بشكل غريزي ان تقوم [[الكلى]] بافراز بول شديد [[الحموضة]] . المعدلات المرتفعة من الجالكوز والاجسام الكيتونية في الدم ايضا تتسرب بشكل سلبي الى البول (قابلية الانابيب الكلوية في اعادة امتصاص الجالكوز والاجسام الكيتونية من السائل الانبوبي ,يطغى،يطغى عليها لهذه القابلية من قبل الحجوم الكبيرة من هذه المواد التي يتم تصفيتها الى السائل الانبوبي) ادرار البول التناضحي للجالكوز الناتج يسبب ازالة [[الماء]] والشوارد الكهربائية من الدم مما يسبب احتمالية حصول [[جفاف]] مسبب [[الوفاة|للوفاة]] . الافراد الذين يكونون تحت حميات التقييد من الكاربوهيدرات سينتج لديهم ايضا فرط كيتون الجسم . وهذا فرط كيتون الجسم المحثوث في بعض الاحيان يسمى ب فرط كيتون الجسم الغذائي ,، ولكن مستور تراكيز الاجسام الكيتونية تكون بين 0.5-5 ملي مول بينما الحماض السكري الكيتوني يكون بين 15-25 ملي مول .

== التأثير على درجة الأس الهايدروجيني ( [[PHأس هيدروجيني|ph]] ) ==

كلا من حامض الاسيتواستيت وحامض البيتاهيدروكسيبيوترايت حامضية ,، في حالة ارتفاع مستويات هذان الاثنان من الاجسام الكيتونية بشكل كبير سيؤدي الى انخفاض درجة الاس الهايدروجيني الخاصة بالجسم و سيؤديوسيؤدي الى حالة الحماض الكيتوني ,، ومضاعفات ل مرض السكري النمط الاول والغير معالج وفي بعض الاحيان بؤدي الى المرحلة النهائية من السكري النمط الثاني