115年:(醫檢)生化(2)

有關血中酮體(ketone body)的敘述,下列何者最不適當?

A丙酮(acetone)可由呼吸排出體外
B乙醯輔酶A(acetyl-CoA)為酮體合成起始物
Cβ-羥基丁酸(β-hydroxybutyrate)為最早生成的酮體
Dβ-羥基丁酸(β-hydroxybutyrate)為濃度最高的酮體

詳細解析

本題觀念

酮體是肝臟在脂肪酸氧化過程中產生的代謝產物,主要有三種:乙醯乙酸(acetoacetate)、β-羥基丁酸(β-hydroxybutyrate)及丙酮(acetone)。酮體生成途徑中,乙醯輔酶 A 經過一系列酵素反應最先產生乙醯乙酸,之後乙醯乙酸再被還原為 β-羥基丁酸或自發脫羧為丙酮。本題為否定式題型,需找出最不適當的敘述。

選項分析

A:丙酮具揮發性,確實可經肺部呼氣排出體外,此敘述正確。酮酸中毒(如糖尿病酮酸中毒)的病人呼氣會帶有特殊的水果味,就是因為丙酮從呼吸排出所致。丙酮是酮體代謝中的次要副產物,主要經呼吸系統排除。

B:乙醯輔酶 A(acetyl-CoA)確實是酮體合成的起始物質,此敘述正確。酮體生成始於兩分子乙醯輔酶 A 在硫解酶(thiolase)催化下縮合為乙醯乙醯輔酶 A,再經 HMG-CoA 合成酶與第三分子乙醯輔酶 A 反應生成 HMG-CoA,最後由 HMG-CoA 裂解酶產生乙醯乙酸。

C:此敘述最不適當。最早生成的酮體是乙醯乙酸,而非 β-羥基丁酸。酮體生成途徑中,HMG-CoA 經裂解酶作用首先產生的是乙醯乙酸;之後乙醯乙酸才在 β-羥基丁酸脫氫酶的催化下,利用 NADH 被還原為 β-羥基丁酸。β-羥基丁酸雖然是血中濃度最高的酮體,但在生合成順序上是第二步產物。

D:β-羥基丁酸確實是血中濃度最高的酮體,此敘述正確。正常或酮症狀態下,β-羥基丁酸約占循環酮體的 70%,嚴重糖尿病酮酸中毒時可高達 75%。這是因為肝臟粒線體中 NADH 與 NAD⁺ 的比值偏高,有利於乙醯乙酸還原為 β-羥基丁酸的反應方向。

答案解析

本題答案為 C。酮體生成的順序為:乙醯輔酶 A → 乙醯乙醯輔酶 A → HMG-CoA → 乙醯乙酸(第一個酮體)→ β-羥基丁酸或丙酮。因此最先生成的酮體是乙醯乙酸,而非選項 C 所述的 β-羥基丁酸。其他三個選項的敘述均為正確。

核心知識點

酮體生成的三個關鍵區分:第一,合成順序——乙醯乙酸是最先產生的酮體,β-羥基丁酸是由乙醯乙酸還原而來;第二,濃度排序——β-羥基丁酸濃度最高(約 70%),丙酮最低;第三,排除途徑——丙酮主要經呼吸排出,乙醯乙酸和 β-羥基丁酸則可被周邊組織利用為能量來源。

參考資料

  1. StatPearls: Biochemistry, Ketogenesis. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK493179/
  2. StatPearls: Biochemistry, Ketone Metabolism. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554523/
  3. Microbe Notes: Ketone Body Synthesis. https://microbenotes.com/ketone-body-synthesis/