La cetogénesis , o ruta de los cuerpos cetónicos, es después del ciclo de Krebs , el segundo uso más importante de la acetil-CoA por parte de las células . Esta vía metabólica se vuelve significativa durante períodos de ayuno prolongado o en casos de diabetes , cuando el cuerpo no puede usar sus reservas de glucosa para producir el ATP que necesita. De hecho, en estas condiciones, el ciclo de Krebs se ralentiza en el hígado porque sus sustratos , principalmente el oxaloacetato , se utilizan por otra vía, la gluconeogénesis , por lo que su concentración celular disminuye. Por lo tanto, la acetil-CoA resultante de la β-oxidación de ácidos grasos no puede condensarse en oxalacetato por la citrato sintasa para formar citrato : la acetil-CoA se une a la ruta de la cetogénesis como sustrato para formar cuerpos cetónicos, principalmente acetilacetato . Esta es transportada por la sangre desde el hígado a los tejidos consumidores de energía. Este último puede convertirlo en dos moléculas de acetil-CoA a partir de succinil-CoA y coenzima A , y oxidar la acetil-CoA así reconstituida a través del ciclo de Krebs y la cadena respiratoria .
Hay tres cetonas producidas durante la cetogénesis:
Estos cuerpos cetónicos son producidos por el hígado , en las mitocondrias de los hepatocitos , y utilizados principalmente por las mitocondrias de las células musculares ( miocitos ) y nerviosas ( neuronas ). Son la fuente de energía preferida para el corazón y la corteza renal y pueden aportar hasta el 75% de la energía consumida por el cerebro en caso de ayuno prolongado, aportando la glucosa en todos los casos al menos del 25 al 30%.
Las reacciones de cetogénesis en la matriz mitocondrial de los hepatocitos son las siguientes:
El acetilacetato es transportado por la sangre a los músculos (especialmente el miocardio ), el cerebro y los riñones , donde se convierte en dos moléculas de acetil-CoA :
El acetil-CoA así formado está disponible para ser oxidado en la mitocondria por el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria para liberar su energía metabólica en forma de ATP .