Ketogenes är en biokemisk process i levern, där acetyl-CoA ombildas till ketonkroppar (acetoacetat, beta-hydroxibutyrat och aceton). Dessa kan sedan transporteras till vävnader där de används som bränsle. Det hastighetsbegränsande steget är reaktionen till HMG-CoA (hydroximetylglutaryl-koenzym A), som katalyseras av ett enzym som enbart finns i levern, som heter HMG-CoA-syntas.
Övriga enzym som finns i processen är tiolas och HMG-CoA-lyas.
Ketogenes är den process genom vilken ketonkroppar produceras som ett resultat av fettsyranedbrytningen.
Ketonkroppar produceras huvudsakligen i mitokondrierna av leverceller. Syntesen sker som en reaktion på låga glukosnivåer i blodet, då kroppen gjort slut på sitt förråd av cellulära kolhydrater, till exempel glykogen. Produktionen av ketonkroppar påbörjas då för att tillgängliggöra energi som lagras som fettsyror. Fettsyrorna bryts enzymatiskt ned via β-oxidation och bildar acetyl-CoA. Under normala förhållanden blir acetyl-CoA ytterligare oxiderat och dess energi överförs som elektroner till NADH, FADH2 och GTP i citronsyracykeln (TCA-cykeln). Men om mängden acetyl-CoA som genereras från fettsyrornas β-oxidation är för hög för TCA-cykelns bearbetningskapacitet eller om aktiviteten i TCA-cykeln är låg på grund av för små mängder av intermediärer (ex. oxalacetat) så används acetyl-CoA istället i syntesen av ketonkroppar.
Ketonkroppar skapas i måttliga mängder under alla tillstånd, men ökar under omständigheter där inga kolhydrater finns tillgängliga, exempelvis fasta. Om ketogenes pågår under längre tid än vanligt sägs kroppen vara i ett tillstånd som kallas ketos.
De tre typerna av ketonkroppar är:
Under fasta eller omständigheter med låga glukosnivåer i blodet kommer levern att fyllas av fria fettsyror som mobiliserats från fettvävnaderna. När fettsyrorna bryts ner av levern ökar nivåerna av acetyl-CoA, vilket hämmar pyruvatdehydrogenaskomplexet, och aktiverar istället pyruvatkarboxylasenzymer, som behövs för att bilda oxaloacetat. Detta oxaloacetat används främst i glukoneogenes och inte i citronsyracykeln eftersom kroppen vill kompensera för de låga blodsockernivåerna och därför bilda glukos.
Beta-oxidationen av fettsyror genererar stora mängder NADH från NAD+. Detta förskjuter balansen på malatdehydrogenas-enzymets reaktion, och det börjar arbeta för att ombilda oxaloacetat till malat, istället för tvärtom. Detta gör att det acetyl-CoA som finns tillgängligt i cellerna går till ketogenes istället för in i citronsyracykeln. Reaktionerna då acetyl-CoA sedan omvandlas till ketonkroppar kan delas in i följande steg: