第二節(jié) 脂肪的分解代謝與轉(zhuǎn)化

　　一.脂肪的水解

　　催化脂肪水解的酶稱為脂肪酶(lipase)。細(xì)胞中的脂肪酶有三種：三酰甘油脂肪酶、二酰甘油脂肪酶、單酰甘油脂肪酶。脂肪的水解產(chǎn)物是脂肪酸和甘油。

　　植物的脂肪酶主要存在于脂體、油體及乙醛酸循環(huán)體中，油料種子萌發(fā)時，脂肪酶活性急劇上升，貯藏于種子中的脂肪迅速水解，用于生長。能利用脂肪的微生物也具有脂肪酶。脂肪酶在工業(yè)上用于毛皮軟化和絹紡脫脂等。

　　動物消化道中有脂肪酶，可水解食物中的脂肪。脂肪組織中的脂肪酶催化貯脂水解，產(chǎn)生的甘油和脂肪酸被釋放到血液中以供其它組織利用，這個過程稱為脂肪的動員。 脂肪動員中甘油三酯脂肪酶(簡稱脂肪酶)是關(guān)鍵酶，因其活性受激素調(diào)節(jié)，又稱為激素敏感性脂肪酶( hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL)。在某些生理或病理?xiàng)l件下(饑餓、興奮、應(yīng)激、糖尿病)，腎上腺素和胰高血糖素分泌增加，它們與脂肪細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，通過依賴cAMP的蛋白激酶途徑使HSL磷酸化而被激活，促進(jìn)脂肪水解。

　　腎上腺素、胰高血糖素、腎上腺皮質(zhì)激素等可加速脂解作用，稱為脂解激素;胰島素、前列腺素E1作用相反，具有抗脂解作用，稱為抗脂解激素。正常情況下，通過兩類激素的綜合作用調(diào)控脂解速度，使之達(dá)到動態(tài)平衡。饑餓時，血糖降低使胰高血糖素分泌增加，脂解加速，動員貯脂分解供能。糖尿病患者體重減輕的情況較為普遍，原因之一就是病人體內(nèi)胰島素水平下降或胰島素抵抗使抗脂解作用減弱，脂解加快，導(dǎo)致貯脂減少。

　　脂肪動員產(chǎn)生的甘油是水溶性的，可直接在血液中運(yùn)輸;脂肪酸穿過脂肪細(xì)胞膜和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)入血液后，需與血漿中的清蛋白(albumin)結(jié)合，形成可溶性脂肪酸-清蛋白復(fù)合體在血液中運(yùn)輸。脂肪酸-清蛋白復(fù)合體隨血液到達(dá)其它組織后，脂溶性的脂肪酸能通過擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，擴(kuò)散速度隨其在血液中濃度的升高而加快。

　　二.甘油的代謝

　　甘油在甘油激酶催化下磷酸化生成3-磷酸甘油，再經(jīng)磷酸甘油脫氫酶(其輔酶為NAD+)催化，轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岫�羥丙酮。

　　磷酸二羥丙酮是磷酸丙糖，既可沿糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)樘?也可經(jīng)糖酵解變?yōu)楸�酮酸而進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化供能，生成CO2和H2O。

　　值得注意的是，動物脂肪細(xì)胞中缺乏甘油激酶，脂肪水解產(chǎn)生的甘油不能被脂肪細(xì)胞本身利用。

　　三.脂肪酸的分解與轉(zhuǎn)化

　　脂肪酸的分解有β-氧化、α-氧化、ω-氧化等幾條不同途徑，其中以β-氧化最為主要和普遍。β-氧化的主要產(chǎn)物是乙酰CoA、NADH+H+和FADH2。乙酰CoA可進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化為CO2和H2O;在油料植物種子萌發(fā)時可進(jìn)入乙醛酸循環(huán)生成琥珀酸，使脂肪酸向碳水化合物轉(zhuǎn)化;在動物肝臟中可生成乙酰乙酰CoA，再轉(zhuǎn)化為酮體。

　　(一) 脂肪酸的β-氧化途徑

　　1. Knoop實(shí)驗(yàn)

　　1904年，F(xiàn).Knoop用苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸的ω碳原子(烴基末端碳原子)，追蹤其在動物體內(nèi)的轉(zhuǎn)變過程。已知動物體缺乏降解苯環(huán)的能力，標(biāo)記脂肪酸的代謝產(chǎn)物均帶有苯環(huán)。Knoop用五種碳鏈長短不同的苯脂酸(苯甲酸、苯乙酸、苯丙酸、苯丁酸及苯戊酸)飼喂犬，然后分析尿中帶苯環(huán)的排泄物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，飼喂奇數(shù)碳原子的苯脂酸，排出馬尿酸;飼喂偶數(shù)碳原子的苯脂酸，則排出苯乙尿酸。實(shí)驗(yàn)說明，奇數(shù)碳原子和偶數(shù)碳原子的苯脂酸經(jīng)分解代謝分別生成了苯甲酸和苯乙酸，與碳鏈長短無關(guān);苯甲酸和苯乙酸在肝臟中與甘氨酸結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)樗�溶性較強(qiáng)的馬尿酸和苯乙尿酸，便于從尿中排出(表8-1)。

　　這是同位素示蹤技術(shù)建立前頗具創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)之一，Knoop據(jù)此提出了脂肪酸的β-氧化學(xué)說。認(rèn)為脂肪酸的氧化發(fā)生在β-位碳原子上，每次分解出一個二碳單位。脂代謝有關(guān)酶的分離純化及同位素示蹤技術(shù)證實(shí)并進(jìn)一步闡明了β-氧化學(xué)說。β-氧化作用是在一系列酶的作用下，脂肪酸的Cβ被氧化形成酮基后，在Cα和Cβ之間發(fā)生斷裂生成乙酰CoA和較原來少2個碳原子的脂酰CoA的過程。偶數(shù)碳原子的飽和脂肪酸經(jīng)過若干次β-氧化作用被分解成多個乙酰CoA。β-氧化作用主要在線粒體內(nèi)進(jìn)行，也可以在植物的乙醛酸體中進(jìn)行。

　　2. 脂肪酸的β-氧化過程

　　(1)脂肪酸的活化與轉(zhuǎn)運(yùn)

　　① 脂肪酸的活化—脂酰CoA的生成 脂肪酸進(jìn)行β-氧化之前必須活化，反應(yīng)由脂酰CoA合成酶催化。脂酰CoA合成酶有兩種:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酰CoA合成酶，也稱硫激酶(thiokinase),活化12個碳原子以上的脂肪酸;線粒體脂酰CoA合成酶，活化4—10個碳原子的脂肪酸。

　　反應(yīng)生成的焦磷酸(PPi)立即被焦磷酸酶水解，阻止反應(yīng)逆向進(jìn)行。整個反應(yīng)消耗了1個分子ATP的兩個高能鍵，生成的脂酰CoA帶有高能硫酯鍵，且水溶性增加，提高了脂肪酸的代謝活性。

　　另外，胞漿中生成的長鏈脂酰CoA能抑制己糖激酶活性，因此饑餓等情況下脂解加快，進(jìn)入細(xì)胞的脂肪酸增多使長鏈脂酰CoA濃度升高，可抑制糖的分解以節(jié)約糖，這對于維持血糖恒定有重要意義。

　�、� 脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn) 脂肪酸的β-氧化通常在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行。中、短碳鏈脂肪酸(10個碳原子以下)可直接穿過線粒體內(nèi)膜;長鏈脂肪酸則需活化為脂酰CoA后依靠肉堿(即肉毒堿，carnitine)攜帶,以脂酰肉堿的形式跨越內(nèi)膜進(jìn)入線粒體基質(zhì)。

　　肉堿即L-β-羥基 -γ-三甲基銨基丁酸，是由賴氨酸衍生而來的一種兼性化合物，廣泛分布于動植物體內(nèi)。它在線粒體膜外側(cè)與脂酰CoA結(jié)合生成脂酰肉堿，催化該反應(yīng)的酶為肉堿脂�；�轉(zhuǎn)移酶Ⅰ。脂酰肉堿通過內(nèi)膜上的的肉堿載體蛋白進(jìn)入線粒體基質(zhì)，再在內(nèi)膜上的肉堿脂�；�轉(zhuǎn)移酶Ⅱ催化下使脂酰肉堿的脂�；�與線粒體基質(zhì)中的輔酶A結(jié)合，重新產(chǎn)生脂酰輔酶A，釋放肉堿。肉堿則經(jīng)移位酶協(xié)助回到細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行下一輪轉(zhuǎn)運(yùn)。

　　脂酰CoA從線粒體外到線粒體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程是脂肪酸β-氧化的限速步驟，肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ是限速酶，并且決定脂肪酸是進(jìn)入脂質(zhì)合成途徑還是走向氧化分解。動物飽食后糖供應(yīng)充足，脂肪酸合成的關(guān)鍵酶— 乙酰CoA羧化酶活性增強(qiáng)，使丙二酸單酰CoA增加，它抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ的活性，脂肪酸的氧化分解減慢。糖分解代謝障礙時(如動物處于饑餓、高脂低糖膳食、糖尿病狀態(tài))，乙酰CoA羧化酶活性減弱，丙二酸單酰CoA減少，肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ的抑制解除，使脂肪酸的分解供能加快。這種調(diào)節(jié)方式的意義有兩個方面，一是在脂肪酸合成加快時抑制其分解，避免了因兩個過程同時發(fā)生導(dǎo)致的耗能性無效循環(huán);二是在糖供應(yīng)充足時抑制脂肪酸分解，使細(xì)胞脂肪酸合成進(jìn)而脂肪合成加快，把糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹�肪貯存能量。

　　植物乙醛酸體中進(jìn)行的β-氧化不需要脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)。

　　(2)飽和脂肪酸β-氧化的反應(yīng)歷程

　　脂酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)后，經(jīng)過多輪β-氧化逐步分解為乙酰CoA。每輪β-氧化包括脫氫、水化、脫氫、硫解四步反應(yīng)。

　�、� 脫氫

　　在脂酰CoA 脫氫酶催化下，使脂酰CoA的α-和β-碳原子脫去一對氫，生成α,β-反烯脂酰CoA，輔酶為FAD：

　　② 水化

　　烯脂酰CoA水化酶催化α，β-反烯脂CoA加水,生成L(+)-β-羥脂酰CoA ：

　　③ 脫氫

　　β-羥脂酰CoA脫氫酶催化L(+)-β-羥脂酰CoA的β-碳原子脫去一對氫，生成β-酮脂酰CoA,輔酶為NAD+：

　　④ 硫解

　　在β-酮脂酰CoA硫解酶(簡稱硫解酶)催化下，β-酮脂酰CoA被一分子輔酶A硫解，在Cα和Cβ之間斷裂生成乙酰CoA和較原來少2個碳原子的脂酰CoA：

　　此步反應(yīng)是高度放能反應(yīng)(ΔG0′≈-28Kj/mol),促使整個β-氧化向裂解方向進(jìn)行。

　　生成的脂酰CoA重復(fù)上述過程，每循環(huán)一次即生成一分子乙酰CoA和比原來少2個碳原子的脂酰CoA，如此重復(fù)進(jìn)行，偶數(shù)碳原子飽和脂肪酸完全被降解為乙酰CoA。

　　軟脂肪酸的β-氧化需經(jīng)活化、轉(zhuǎn)運(yùn)和7輪循環(huán)反應(yīng)，其總反應(yīng)式為：

　　3. 脂肪酸β-氧化及徹底氧化產(chǎn)生的能量

　　脂肪酸經(jīng)β-氧化產(chǎn)生的NADH+H+ 和FADH2進(jìn)入電子傳遞鏈被氧化;乙酰CoA可進(jìn)入三羧酸循環(huán)繼續(xù)氧化生成CO2，并釋放能量。如果被氧化的是棕櫚酸，則生成8分子乙酰輔酶A、7分子FADH2和7分子NADH+H+。線粒體中1分子FADH2和1分子NADH經(jīng)電子傳遞鏈氧化分別生成的1.5分子ATP和2.5分子ATP，1分子乙酰輔酶A經(jīng)過三羧酸循環(huán)和電子傳遞鏈氧化分解產(chǎn)生10分子ATP;那么，1分子棕櫚酸經(jīng)β-氧化作用生成ATP的總數(shù)為：(8×10)+ (7×1.5)+ (7×2.5)=108,減去脂肪酸活化消耗掉的1分子ATP中的兩個高能磷酸鍵的能量，實(shí)際上1分子的棕櫚酸氧化分解成二氧化碳和水共獲得106個ATP。棕櫚酸完全氧化時自由能變化為-9790.56kj/mol;ATP水解為ADP和Pi時，自由能變化為-30.54kj/mol。因此，棕櫚酸完全氧化的能量轉(zhuǎn)換率為：[(30.54×106)/9790.56] ×100%≈33%。

　　4.不飽和脂肪酸的氧化

　　不飽和脂肪酸活化進(jìn)入線粒體后的β-氧化過程與上述飽和脂肪酸相似。但由于它含有雙鍵，而烯脂酰CoA水化酶具有立體異構(gòu)專一性，氧化過程中還需要烯脂酰CoA異構(gòu)酶和2,4- 烯脂酰CoA還原酶參與。亞油酸的氧化過程如圖8-11所示。經(jīng)3輪與飽和脂肪酸相同的β-氧化后，需要烯脂酰CoA異構(gòu)酶催化脂肪酸分子中原有的順式雙鍵結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉词浇Y(jié)構(gòu)以適于烯脂酰輔酶A水合酶對底物的要求，如此就可以進(jìn)行第4輪β-氧化生成Δ2反，Δ4順-二烯脂酰輔酶A;在2,4-二 烯脂酰CoA還原酶催化下生成Δ3-反烯脂酰輔酶A，再由烯脂酰CoA異構(gòu)酶催化將其轉(zhuǎn)變?yōu)棣? -反烯脂酰輔酶A使之繼續(xù)進(jìn)行β-氧化直至全部生成乙酰CoA。

　　5.奇數(shù)碳原子脂肪酸的β-氧化

　　生物界的脂肪酸大多數(shù)為偶數(shù)碳原子脂肪酸，但在許多植物、海洋生物、石油酵母等體內(nèi)還有部分奇數(shù)碳原子脂肪酸存在。它們通過β- 氧化除產(chǎn)生若干乙酰輔酶A外，最后剩下一個丙酰輔酶A。丙酰輔酶A在動物體內(nèi)轉(zhuǎn)變成琥珀酰輔酶A;而在植物和微生物體內(nèi)則生成乙酰輔酶A。

　　生物體內(nèi)其它一些代謝途徑也生成丙酰輔酶A，如某些支鏈氨基酸(異亮氨酸、纈氨酸等)分解產(chǎn)生丙酰輔酶A或丙酸，反芻動物瘤胃微生物發(fā)酵產(chǎn)生大量丙酸被吸收進(jìn)入體內(nèi)，丙酸在硫激酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楸�酰輔酶A。

　　丙酰輔酶A轉(zhuǎn)變成琥珀酰輔酶A的過程中，丙酰輔酶A的羧化以生物素為輔基，甲基丙二酰CoA生成琥珀酰輔酶A需要VB12作為輔基。生成的琥珀酰輔酶A通過三羧酸循環(huán)的一些反應(yīng)生成草酰乙酸，然后沿糖異生途徑生成糖。丙酸的糖異生對反芻動物非常重要，反芻動物體內(nèi)的糖有一半以上來源于丙酸的異生。

　　(二).脂肪酸的其它氧化途徑

　　1. α-氧化

　　脂肪酸的α-碳原子發(fā)生氧化，生成一分子CO2和比原來少一個碳原子的脂肪酸，這種氧化作用稱脂肪酸α-氧化作用。

　　α-氧化1956年首先在植物中發(fā)現(xiàn)，后來發(fā)現(xiàn)這種氧化方式也存在于動物的腦和肝細(xì)胞中。該氧化系統(tǒng)位于微粒體中，直接利用分子氧使游離脂肪酸的α- 碳原子羥基化生成羥脂酸，再脫氫成酮脂酸，最后脫羧成為少一個碳原子的脂肪酸。α-氧化的機(jī)制尚不十分清楚，其可能的途徑如下：

　　業(yè)已證明，哺乳動物可將葉綠素水解為葉綠醇再氧化為植烷酸(3,7,11,15-四甲基十六酸)，通過α-氧化系統(tǒng)脫羧將植烷酸氧化為降植烷酸，后者經(jīng)硫激酶催化變成降植烷酰輔酶A，再經(jīng)β-氧化途徑降解。在正常情況下，植烷酸能迅速降解，很難在血清中找到。但一種少見的遺傳病──Refsum氏病患者，缺少α-氧化酶系，不能氧化植烷酸。植烷酸的氧化反應(yīng)。

　　植烷酸氧化過程中，α-氧化的作用是在β-氧化受阻時，使植烷酸脫羧，原來的β碳原子變?yōu)棣撂荚�子，�?甲基隨之變?yōu)棣?甲基，使β-氧化順利進(jìn)行。由此可知，α-氧化對于支鏈脂肪酸的降解有重要作用。

　　2.脂肪酸的ω-氧化

　　生物體內(nèi)一些中長鏈(如癸酸、十二碳酸等)以及少量長鏈脂肪酸，能首先在ω-碳原子上進(jìn)行氧化生成α，ω二羧酸，稱為ω-氧化。ω-氧化首先是末端甲基羥基化形成一級醇，繼而氧化成醛，再轉(zhuǎn)化成羧酸。生成的二羧酸再從兩端進(jìn)行β-氧化。

　　ω-氧化在脂肪酸分解代謝中并不重要，發(fā)現(xiàn)之初并未受到重視，不過一些海洋浮游細(xì)菌采用ω-氧化方式降解溢入海水中的石油，估計(jì)其降解速率可高達(dá)0.5g/(d·m2)，在防止海洋污染方面有重要應(yīng)用價值。經(jīng)浮油細(xì)菌的ω-氧化，把石油(烴)轉(zhuǎn)變?yōu)橹�肪酸后通過β-氧化途徑降解。人們已從油浸土壤中分離出許多具有ω-氧化酶系的細(xì)菌用于清除海水表面的浮油。

　　(三).脂肪酸β-氧化產(chǎn)物—乙酰輔酶A的轉(zhuǎn)化

　　1.乙醛酸循環(huán)

　　乙醛酸循環(huán)是植物體內(nèi)的一條由脂肪酸向碳水化合物轉(zhuǎn)化的重要途徑(見糖代謝)。乙醛酸循環(huán)對于正在萌發(fā)的油料種子特別重要，因?yàn)樗鼈円灾�肪作為主要營養(yǎng)貯備，脂肪水解產(chǎn)生的脂肪酸經(jīng)β-氧化、乙醛酸循環(huán)和糖異生作用產(chǎn)生幼苗生長所需的碳水化合物，這種轉(zhuǎn)變直至幼苗可獨(dú)立進(jìn)行光合作用為止。乙醛酸循環(huán)存在于細(xì)菌、藻類、正在萌發(fā)的植物種子中，但不存在于動物、高等植物的營養(yǎng)組織。

　　乙醛酸循環(huán)主要在乙醛酸體中進(jìn)行，乙醛酸體是油料種子萌發(fā)過程中形成的微體，隨著幼苗的生長而逐漸消失。該循環(huán)可視為三羧酸循環(huán)的支路，它也開始于草酰乙酸與乙酰輔酶A縮合為檸檬酸，但繞過兩個脫羧反應(yīng)，不生成二氧化碳。

　　該循環(huán)有兩個關(guān)鍵性的酶：異檸檬酸裂解酶(isocitrate lyase),催化異檸檬酸裂解為琥珀酸和乙醛酸;蘋果酸合成酶(malate synthase),催化乙醛酸與乙酰輔酶A反應(yīng)生成蘋果酸。蘋果酸脫氫變?yōu)椴蒗Ｒ宜�，完成循環(huán)過程。其總結(jié)果是由2分子乙酰輔酶A生成1分子琥珀酸：

　　生成的琥珀酸進(jìn)入線粒體，除可補(bǔ)充三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物的不足外，也可在轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜岷筠D(zhuǎn)入胞液，異生成糖或轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌�物質(zhì)。

　　乙醛酸循環(huán)開辟了一條由脂肪酸轉(zhuǎn)變成糖以及合成其它物質(zhì)的途徑，對于一些細(xì)菌和藻類等低等生物，由于乙醛酸循環(huán)的存在，使它們能以乙酸為唯一碳源合成生長發(fā)育所需的其它含碳化合物。動物體內(nèi)不存在乙醛酸循環(huán)，不能將脂肪酸轉(zhuǎn)變成糖。

　　2.酮體的代謝

　　在動物體內(nèi)乙酰CoA不能轉(zhuǎn)變?yōu)樘�，卻能轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜�、β–羥丁酸和丙酮。這三種物質(zhì)總稱為酮體，它們是脂肪酸在肝中氧化分解特有的中間產(chǎn)物，是肝輸出能源的一種形式。

　　(1)酮體的生成

　　在肝細(xì)胞線粒體中脂肪酸β–氧化極為活躍，產(chǎn)生的乙酰CoA可進(jìn)入四條代謝途徑：進(jìn)入三羧酸循環(huán)和呼吸鏈徹底氧化供能;進(jìn)入膽固醇合成途徑;進(jìn)入脂肪酸合成途徑;轉(zhuǎn)化為酮體(圖8-17)。肝細(xì)胞線粒體內(nèi)含有合成酮體的酶類，但缺乏利用酮體的酶系。因此肝臟合成的酮體必須運(yùn)至肝外組織利用。

　　在肝細(xì)胞線粒體中，決定乙酰CoA去向的是草酰乙酸的供應(yīng)情況。在正常生理狀態(tài)下，血液中酮體的含量很低，這是因?yàn)橹�肪酸的氧化和糖的降解處于適當(dāng)平衡，脂肪酸氧化產(chǎn)生的乙酰CoA在草酰乙酸的帶動下，進(jìn)入三羧酸循環(huán)而被徹底氧化分解。但在饑餓或糖供給不足時，草酰乙酸離開檸檬酸循環(huán)進(jìn)入糖異生途徑參與葡萄糖的合成，從而使乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)的量減少并發(fā)生積累。由圖8-17可知，酮體形成的第一步反應(yīng)是2分子乙酰CoA在硫解酶作用下縮合形成乙酰乙酰CoA，而這是β–氧化最后一步的逆反應(yīng)，這種逆反應(yīng)在乙酰CoA水平升高時加快。因此，積累的乙酰CoA轉(zhuǎn)向酮體的生成，使血酮升高。

　　酮體合成中首先生成乙酰乙酸，它在β–羥丁酸脫氫酶催化還原為β–羥丁酸，所需的H由NADH提供，還原速度取決于NADH與NAD+的比值。乙酰乙酸可自發(fā)脫羧生成丙酮。

　　(2)酮體的利用

　　肝內(nèi)產(chǎn)生的酮體通過血液循環(huán)被運(yùn)至肝外組織。肝外組織不能生成酮體，卻具有很強(qiáng)的氧化和利用酮體的能力。心肌、腎上腺皮質(zhì)、腦組織等在糖供應(yīng)不足時，都可利用酮體作為主要能源。

　　酮體生成乙酰CoA，再進(jìn)入三羧酸循環(huán)產(chǎn)生ATP。酮體利用的主要反應(yīng)是把乙酰乙酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ阴�CoA，有三種酶催化這一反應(yīng)，即琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶(β–酮脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶)，乙酰乙酰CoA硫解酶和乙酰乙酸硫激酶。

　　(3)酮體的生理意義

　　當(dāng)機(jī)體缺少葡萄糖時，需要動員脂肪供應(yīng)能量。肌肉組織對脂肪酸的利用能力有限，卻能很好地利用酮體以節(jié)約葡萄糖，這對維持血糖的恒定有特別重要的意義。腦組織不能氧化脂肪酸，在正常情況下，主要以葡萄糖為能源，但是在長期饑餓或糖尿病狀態(tài)下，腦中約75%的能源來自酮體。酮體為可溶于水的小分子，容易通過血腦屏障和肌肉毛細(xì)血管壁，當(dāng)饑餓或糖供應(yīng)不足時，酮體可代替葡萄糖成為腦和肌肉組織的主要能源。因此，與脂肪酸相比，酮體能更有效地代替葡萄糖。肝臟將脂肪酸“加工” 成酮體，使之成為易于利用的形式供其它組織利用。

　　(4)酮病

　　正常情況下，肝臟產(chǎn)生酮體的速度與肝外組織分解酮體的速度處于動態(tài)平衡，血酮含量很低，為0.03 –0.5 mmol/L。但在某些情況下，如長期饑餓或廢食、糖尿病、高產(chǎn)乳牛泌乳初期及綿羊妊娠后期，因酮體生成多于消耗而在體內(nèi)積存，引起酮病�；纪�病時血中酮體含量升高，并隨乳、尿排出體外，出現(xiàn)酮血癥、酮乳癥、酮尿癥，其中酮尿癥最先出現(xiàn)。由于酮體的主要成分為酸性物質(zhì)，酮體在體內(nèi)積存可導(dǎo)致酮癥酸中毒。未控制的糖尿病患者因糖代謝障礙和脂肪酸分解加快，酮體生成量升高數(shù)十倍，這時丙酮約占酮體總量的一半，血、尿中丙酮含量很高，呼出氣中可嗅到丙酮的氣味。高產(chǎn)乳牛泌乳初期由于乳糖合成消耗大量葡萄糖使血糖下降，引發(fā)一系列代謝改變：胰島素減少，胰高血糖素增加，脂解加強(qiáng)，脂肪酸β氧化加快，酮體生成增多。雙胎綿羊妊娠后期發(fā)生的酮病也是體內(nèi)糖缺乏所致。由此導(dǎo)致的酮病靜脈輸注葡萄糖可快速緩解。