Jak se zbavit ketokyselin?

Ketokyseliny — organické látky, jejichž molekuly obsahují karboxylové (COOH—) a karbonylové (—CO—) skupiny; slouží jako prekurzory mnoha sloučenin, které v těle plní důležité biologické funkce. Významné metabolické poruchy, které se vyskytují u řady patologických stavů, jsou doprovázeny zvýšením koncentrace určitých ketokyselin v lidském těle. Při hypovitaminóze B1 se kyselina pyrohroznová hromadí v mozkové tkáni, což má velký význam v patogenezi polyneuritidy. U diabetes mellitus (viz Diabetes mellitus) dochází k náhlým změnám metabolismu sacharidů a tuků, doprovázeným výskytem ketoproduktů v krvi a moči — kyseliny acetooctové (viz) a acetonu (viz). Vývoj mozkových symptomů u pacientů se selháním jater (jaterní kóma) je spojen s narušením tvorby a využití kyseliny alfa-ketoglutarové a oxalooctové, což vede k inhibici reakcí cyklu trikarboxylových kyselin, a tím i oxidačního metabolismu v mozkové tkáni. Porušení přeměny fenylalaninu v těle vede k akumulaci produktu jeho deaminace, kyseliny fenylpyrohroznové, v krvi. Při tomto onemocnění, známém jako fenylpyruvová oligofrenie (viz fenylketonurie), trpí děti těžkou mentální retardací. Vyloučení fenylalaninu z dětské stravy pomáhá eliminovat toxikózu. Lidé s defektem genu kódujícího syntézu enzymů pro oxidativní dekarboxylaci rozvětvených alfa-ketokyselin (viz dekarboxylace) hromadí kyseliny alfa-ketoisovalerové, alfa-keto-beta-methylvalerovové a alfa-ketoisokapronové, které se vylučují močí a dodávají jí specifickou vůni javorového sirupu, tzv. ketoacidurie. Tento stav se také nazývá leucinóza a je příčinou těžké mentální retardace u dětí (viz Deficit dekarboxylázy). Nejdůležitějšími ketony z metabolického hlediska jsou kyselina pyruvová (viz) a její deriváty, kyselina acetooctová, kyselina oxalooctová (viz), kyselina ketoglutarová (viz) atd. V závislosti na poloze ketoskupiny vzhledem ke karboxylové skupině se rozlišují alfa-, beta- a gama-ketokyseliny (např. CH₃COCOOH — kyselina pyrohroznová, CH₃COCH₂COOH – kyselina acetoctová a CH₃COCH₂CH₂COOH — kyselina levulová). Podle počtu skupin COOH se kyseliny dělí na jednosytné (např. kyselina pyrohroznová) a dvojsytné (např. kyselina oxalaoctová a alfa-ketoglutarová). Kyseliny mají chemické vlastnosti ketonů (viz) a kyselin (viz Kyseliny a zásady).

Viz také: BLENNORHEA

Alfa-ketokyseliny se v živém organismu tvoří jako meziprodukty v procesech biosyntézy a rozkladu alfa-aminokyselin v důsledku reakcí enzymatické transaminace (viz) a oxidační deaminace (viz). V transaminačních reakcích působí alfa-ketokyseliny jako akceptory aminoskupin (NH₂-skupiny) a nakonec vytvářejí svůj společný pool ve formě jedné aminokyseliny, obvykle glutamové, která se po reverzibilní deaminaci opět přeměňuje na svůj keto analog – kyselinu alfa-ketoglutarovou. Během oxidativní deaminace většina aminokyselin tvoří odpovídající alfa-ketokyseliny, které mohou podléhat reverzní aminaci a začlenění do proteinů nebo být katabolizovány na oxid uhličitý a vodu. Je známo, že alfa-ketokyseliny stimulují růst živých organismů téměř ve stejné míře jako podobné aminokyseliny. Proto je za podmínek nedostatku aminokyselin v potravě důležitá přítomnost dostatečného množství alfa-ketokyselin v těle pro vytvoření souboru aminokyselin nezbytných pro biosyntézu proteinů. Prostřednictvím ketokyselin v těle se realizuje neustálý vztah mezi metabolismem bílkovin, sacharidů a tuků. Během rozkladu glykogenu (viz) se tedy tvoří kyselina pyrohroznová, která se po aminaci přeměňuje na alanin nebo po oxidativní dekarboxylaci na acetyl-CoA, používaný k syntéze mastných kyselin (viz), stejně jako v dalších biosyntetických procesech. Prostřednictvím tvorby kyseliny pyrohroznové se produkty hydrolytického rozkladu proteinů – alanin, cystein, glycin, serin, threonin – podílejí na cyklu trikarboxylových kyselin (viz cyklus trikarboxylových kyselin) nebo na metabolismu tuků (viz). Kyselina pyrohroznová, asparagin a kyselina asparagová jsou zdrojem tvorby kyseliny oxalooctové – nezbytného substrátu cyklu trikarboxylových kyselin, jehož kvantitativní obsah v buňce ovlivňuje celkovou rychlost energetického metabolismu. V cyklu trikarboxylových kyselin se tvoří kyselina alfa-ketoglutarová, která hraje důležitou roli v procesech metabolismu dusíku. Prostřednictvím tvorby kyseliny alfa-ketoglutarové se do energetického metabolismu zapojují arginin, glutamin, kyselina glutamová, prolin a histidin. Meziprodukty transformace valinu, isoleucinu a leucinu na kyselinu jantarovou jsou kyseliny alfa-ketoisovalerové, alfa-keto-beta-methylvalerové a alfa-ketoisokapronové. Prostřednictvím tvorby kyseliny acetoctové a acetyl-CoA je metabolismus fenylalaninu, tyrosinu a leucinu spojen s cyklem trikarboxylových kyselin a metabolismem lipidů. Transformace methioninu na kyselinu jantarovou probíhá tvorbou kyseliny alfa-ketomáselné.

Čtěte také: FILIMONOV Ivan Nikolajevič

Identifikace ketokyselin v biologickém materiálu je spojena s obtížemi kvůli nestabilitě mnoha alfa-ketokyselin. Ve formě hydrazonů se alfa-ketokyseliny stanovují chromatograficky. Při hydrogenaci hydrazonů alfa-ketokyselin vznikají odpovídající aminokyseliny, které lze také identifikovat chromatograficky. Kvantitativní stanovení alfa-ketokyselin lze provést jejich dekarboxylací síranem cesným nebo peroxidem vodíku, stejně jako získáním derivátů bisulfitu, pomocí infračervených a ultrafialových absorpčních spekter. Pro identifikaci některých alfa-ketokyselin lze použít enzymatické metody. Bibliografie Leninger A. Biochemie, přeloženo z angličtiny, Moskva, 1976; Meister A. Biochemie aminokyselin, sv. 1-2, NY, 1965; Metabolický základ dědičných onemocnění, ed. JB Stanbury a další, NY, 1972. L. S. Chajlovová.