Acétyl-CoA avec l’acétyl-groupe indiquées en bleu.
Les graisses stockées dans le tissu adipeux sont libérées des cellules adipeuses dans le sang sous forme d’acides gras libres et de glycérol lorsque les taux d’insuline sont faibles et que les taux de glucagon et d’épinéphrine dans le sang sont élevés. Cela se produit entre les repas, pendant le jeûne, la famine et l’exercice intense, lorsque la glycémie est susceptible de baisser. Les acides gras sont des combustibles à très haute énergie et sont absorbés par toutes les cellules métabolisantes qui ont des mitochondries., En effet, les acides gras ne peuvent être métabolisés que dans les mitochondries. Les globules rouges ne contiennent pas de mitochondries et dépendent donc entièrement de la glycolyse anaérobie pour leurs besoins énergétiques. Dans tous les autres tissus, les acides gras qui pénètrent dans les cellules métabolisantes sont combinés avec la coenzyme A pour former des chaînes acyl-CoA. Ceux-ci sont transférés dans les mitochondries des cellules, où ils sont décomposés en unités acétyl-CoA par une séquence de réactions connues sous le nom de β-oxydation.,
L’acétyl-CoA produit par β-oxydation entre dans le cycle de l’acide citrique dans la mitochondrie en se combinant avec l’oxaloacétate pour former du citrate. Il en résulte la combustion complète du groupe acétyle de l’acétyl-CoA (voir schéma ci-dessus, à droite) en CO2 et en eau. L’énergie libérée dans ce processus est capturée sous la forme de 1 GTP et de 11 molécules d’ATP par groupe acétyle (ou molécule d’acide acétique) oxydées. C’est le sort de l’acétyl-CoA partout où la β-oxydation des acides gras se produit, sauf dans certaines circonstances dans le foie., Dans le foie, l’oxaloacétate est totalement ou partiellement détourné dans la voie gluconéogène pendant le jeûne, la famine, un régime pauvre en glucides, un exercice intense prolongé et dans le diabète sucré de type 1 non contrôlé. Dans ces circonstances, l’oxaloacétate est hydrogéné en malate qui est ensuite retiré de la mitochondrie pour être converti en glucose dans le cytoplasme des cellules hépatiques, d’où le glucose est libéré dans le sang., Dans le foie, par conséquent, l’oxaloacétate n’est pas disponible pour la condensation avec l’acétyl-CoA lorsque la gluconéogenèse significative a été stimulée par une faible (ou absence) insuline et des concentrations élevées de glucagon dans le sang. Dans ces circonstances, l’acétyl-CoA est détourné vers la formation d’acétoacétate et de bêta-hydroxybutyrate. L’acétoacétate, le bêta-hydroxybutyrate et leur produit de dégradation spontanée, l’acétone, sont connus sous le nom de corps cétoniques. Les corps cétoniques sont libérés par le foie dans le sang., Toutes les cellules avec des mitochondries peuvent prendre des corps cétoniques du sang et les reconvertir en acétyl-CoA, qui peut ensuite être utilisé comme carburant dans leurs cycles d’acide citrique, car aucun autre tissu ne peut détourner son oxaloacétate dans la voie gluconéogène de la manière dont le foie le fait. Contrairement aux acides gras libres, les corps cétoniques peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique et sont donc disponibles comme carburant pour les cellules du système nerveux central, agissant comme substitut du glucose, sur lequel ces cellules survivent normalement., L’apparition de niveaux élevés de corps cétoniques dans le sang pendant la famine, un régime pauvre en glucides et un exercice intensif prolongé peut entraîner une cétose, et sous sa forme extrême dans le diabète sucré de type 1 hors de contrôle, comme l’acidocétose.
L’acétoacétate a une odeur très caractéristique, pour les personnes qui peuvent détecter cette odeur, qui se produit dans l’haleine et l’urine pendant la cétose. D’autre part, la plupart des gens peuvent sentir l’acétone, dont l’odeur « douce & fruitée » caractérise également le souffle des personnes en cétose ou, en particulier, en acidocétose.