Acetyl-CoA met de in blauw aangegeven acetylgroep.
in vetweefsel opgeslagen vetten komen als vrije vetzuren en glycerol uit de vetcellen in het bloed terecht wanneer de insulinespiegels laag zijn en de glucagon-en epinefrinespiegels in het bloed hoog zijn. Dit gebeurt tussen de maaltijden, tijdens het vasten, honger en zware inspanning, wanneer de bloedsuikerspiegel waarschijnlijk zal dalen. Vetzuren zijn zeer hoge energie brandstoffen en worden opgenomen door alle metaboliserende cellen die mitochondriën hebben., Dit komt omdat vetzuren alleen kunnen worden gemetaboliseerd in de mitochondriën. Rode bloedcellen bevatten geen mitochondriën en zijn daarom volledig afhankelijk van anaërobe glycolyse voor hun energiebehoefte. In alle andere weefsels, worden de vetzuren die de metaboliserende cellen ingaan gecombineerd met coenzyme A om acyl-COA kettingen te vormen. Deze worden overgebracht in mitochondria van de cellen, waar zij in acetyl-CoA eenheden door een opeenvolging van reacties worden opgesplitst die als β-oxidatie wordt bekend.,
het door β-oxidatie geproduceerde acetyl-CoA komt in de citroenzuurcyclus in het mitochondrion door te combineren met oxaloacetaat tot citraat. Dit resulteert in de volledige verbranding van de acetylgroep van acetyl-CoA (zie diagram hierboven, rechts) naar CO2 en water. De energie die in dit proces wordt vrijgegeven wordt gevangen in de vorm van 1 GTP en 11 ATP molecules per geoxideerde acetylgroep (of azijnzuurmolecuul). Dit is het lot van acetyl-CoA waar β-oxidatie van vetzuren plaatsvindt, behalve onder bepaalde omstandigheden in de lever., In de lever wordt oxaloacetaat geheel of gedeeltelijk omgeleid naar de gluconeogene route tijdens vasten, verhongering, een koolhydraatarm dieet, langdurige zware oefening en bij ongecontroleerde diabetes mellitus type 1. Onder deze omstandigheden wordt oxaloacetaat gehydrogeneerd tot malaat dat vervolgens uit de mitochondrion wordt verwijderd om in glucose in het cytoplasma van de levercellen te worden omgezet, van waaruit de glucose in het bloed wordt afgegeven., In de lever is oxaloacetaat daarom niet beschikbaar voor condensatie met acetyl-CoA wanneer significante gluconeogenese is gestimuleerd door lage (of afwezige) insuline en hoge glucagonconcentraties in het bloed. Onder deze omstandigheden wordt acetyl-CoA omgeleid naar de vorming van acetoacetaat en bèta-hydroxybutyraat. Acetoacetaat, beta-hydroxybutyraat, en hun spontane afbraakproduct, aceton, staan bekend als ketonlichamen. De ketonlichamen komen door de lever vrij in het bloed., Alle cellen met mitochondria kunnen ketonlichamen uit het bloed nemen en hen in acetyl-CoA omzetten, die dan als brandstof in hun citroenzuurcycli kunnen worden gebruikt, aangezien geen ander weefsel zijn oxaloacetaat in de gluconeogenic weg in de manier kan leiden dat de lever dit doet. In tegenstelling tot vrije vetzuren, kunnen ketonlichamen de bloed-hersenbarrière passeren en zijn daarom beschikbaar als brandstof voor de cellen van het centrale zenuwstelsel, als vervanging voor glucose, waarop deze cellen normaal overleven., Het optreden van hoge niveaus van ketonlichamen in het bloed tijdens de honger, een koolhydraatarm dieet en langdurige zware inspanning kan leiden tot ketose, en in zijn extreme vorm bij out-of-control Type 1 diabetes mellitus, als ketoacidose.
acetoacetaat heeft een zeer karakteristieke geur voor de mensen die deze geur kunnen detecteren, die optreedt in de adem en urine tijdens ketose. Aan de andere kant kunnen de meeste mensen aceton ruiken, waarvan de “zoete & Fruitige” geur ook kenmerkend is voor de adem van personen met ketose of, in het bijzonder, ketoacidose.