La insulina es una hormona que es producida por el páncreas, y se requiere para que la glucosa sanguínea pueda penetrar al interior de la mayoría de las células del organismo, en donde ocurre su degradación. Cuando por alguna razón el páncreas deja de producir insulina, o las células no la reconocen, la glucosa no puede ingresar a las células y su concentración en la sangre aumenta, produciéndose una enfermedad que se conoce con el nombre de diabetes mellitus. La alta concentración de glucosa en la sangre provoca varios trastornos graves: el riñón se ve forzado a eliminar el exceso de glucosa hacia la orina lo que provoca su atrofia, se dañan los vasos sanguíneos periféricos y los de la retina.
Al nivel bioquímico se presenta, en los pacientes diabéticos no controlados, un fenómeno producido por la falta de glucosa (energía) en el interior de las células. Como en estas condiciones las células no disponen de glucosa que degradar, para satisfacer sus necesidades energéticas, tienen que recurrir a otro combustible: los triacilgliceroles almacenados en el tejido adiposo, mismos que empiezan a degradarse masivamente. A esto se debe uno de los síntomas de la enfermedad: la pérdida de peso.
Bajo esta situación la concentración de acetil - S - CoA intracelular puede llegar a ser más alta de lo que las células pueden degradar y el sobrante de este compuesto es convertida en otros compuestos conocidos con el nombre de cuerpos cetónicos. En los diabéticos, el hígado produce grandes cantidades de cuerpos cetónicos, que son liberados en la sangre para ser llevados hacia los tejidos periféricos y ser convertidos nuevamente en acetil - S - CoA y así, ser degradados, vía ciclo de Krebs, hasta CO2 y H2O. La concentración elevada de los cuerpos cetónicos en la sangre de los diabéticos produce una condición conocida con el nombre de cetosis, caracterizada por producir una acidosis en este tipo de pacientes. Las personas normales tienen una concentración muy baja de cuerpos cetónicos en su sangre.
El acetoacetato y el β - hidroxibutirato son los cuerpos cetónicos que producen los diabéticos. A continuación se verá su síntesis.
La formación de acetoacetato comienza con la unión de dos moléculas de acetil - S - CoA, para producir acetoacetil - S - CoA, la reacción es catalizada por la acetil - CoA – acetiltransferasa. (Figura 13.38).
En la siguiente reacción, para producir acetoacetato, una molécula de acetoacetil - S – CoA reacciona con otra de acetil - S - CoA, para generar un compuesto que se llama β - hidroxi - β - metilglutaril - S - CoA. La enzima que cataliza esta reacción es la hidroximetil - glutaril - S - CoA sintetasa. (Figura 13.39).
Finalmente la hidroximetil - glutaril - S - CoA – liasa produce acetoacetato y acetil - S - CoA. (Figura 13.40).
El acetoacetato se reduce a β - hidroxibutirato en una reacción que cataliza la enzima β - hidroxibutirato deshidrogenasa la cual usa como cofactor NAD+ . (Figura 13.41).
Enseguida, el acetoacetato y el β – hidroxibutirato salen del hígado hacia los tejidos periféricos, en donde el β - hidroxibutirato es reducido a acetoacetato, que se convierte, mediante las enzimas de la β - oxidación, en dos moléculas de acetil - S - CoA la cual es oxidada a CO2 y H2O.