探究酮酯及其代谢物的肝脏代谢途径：为酮体补充剂的合理应用提供关键依据

研究人员为明确酮酯（KE）及其代谢物的药代动力学特性，研究其代谢特征，发现 KE 和醛醇代谢快且不饱和，(R)-1,3-BD 代谢慢且饱和，为 KE 的合理使用提供依据。

　　## 酮酯代谢研究：解锁健康密码，突破补充剂应用困境
在能量代谢的奇妙世界里，酮体正逐渐成为备受瞩目的 “明星分子”。β- 羟基丁酸（BHB）、乙酰乙酸（AcAc）和丙酮共同构成了酮体家族，当碳水化合物供应不足时，它们就像身体的 “备用能源”，为心脏、大脑、肾脏和骨骼肌等器官提供能量，维持身体正常运转 。不仅如此，研究发现酮体还具有治疗潜力，在心脏病、创伤性脑损伤（TBI）等疾病的治疗中展现出积极效果，能够减少梗死面积、改善神经病理学和减轻神经行为缺陷。

为了更好地利用酮体的优势，外源性酮体补充剂应运而生，其中酮酯（Veech ketone mono-ester，KE）因其能快速提升血液 BHB 浓度、无无机离子负担且只提供 D - 异构体等优点，成为极具潜力的补充剂。然而，KE 及其代谢物的药代动力学特性却如同神秘的面纱，尚未被充分揭开，这严重阻碍了其在医疗和健康领域的合理应用。为了填补这一知识空白，来自弗吉尼亚联邦大学药学院（VCU School of Pharmacy）的研究人员 N. Panse 和 P. M. Gerk 勇敢地踏上了探索之旅，相关研究成果发表在《The AAPS Journal》上。

研究人员开展此项研究的核心目的，是全面且深入地解析 KE、(R)-1,3 - 丁二醇（(R)-1,3-BD）和醛醇（aldol）在肝脏中的代谢特征，精准计算它们的代谢参数，包括米氏常数（Km?）、最大反应速度（Vmax?）和内在清除率（CLint?）等，同时评估这些分子与肝脏蛋白的结合情况，进而估算肝提取率（ER）和肝清除率（HLC）。

在研究过程中，研究人员采用了多种关键技术方法。他们从 SEKISUI XenoTech, LLC 购买人肝 S9 组分（HLS9）、人肝细胞质组分（HLC）、雄性大鼠肝 S9 组分（male RLS9）和雌性大鼠肝 S9 组分（female RLS9）作为实验样本。运用高效液相色谱 - 质谱联用技术（LC-MS）和高效液相色谱 - 紫外检测技术（HPLC-UV），对 KE 及其代谢物进行定性和定量分析。利用快速平衡透析（RED）装置测定分子与肝脏蛋白的结合率，并借助酶动力学实验，通过改变底物浓度和反应时间，结合 Michaelis-Menten 模型计算代谢参数。

KE 在人及大鼠肝脏中的代谢特征

研究人员首先探究了 KE 在混合性别池化人 S9 肝脏组分（HLS9）中的代谢情况。在高达 15,000 μM 的浓度下，肝酯酶对 KE 代谢的活性并未饱和，其代谢速率与浓度呈良好的线性关系，据此计算出的内在清除率为 195 μL/min/mg 蛋白（95% CI：172, 217）。在雄性和雌性大鼠的 S9 肝脏组分（RLS9）中，KE 同样未表现出代谢饱和现象。雄性大鼠的内在清除率为 103（95% CI：89.01,118）mL/min/mg 蛋白，雌性大鼠的内在清除率为 195（95% CI：174 to 215）mL/min/mg 蛋白，且雌性大鼠对 KE 的水解速度更快。

(R)-1,3-BD 的代谢特点

(R)-1,3-BD 在人肝细胞质肝脏组分和大鼠肝 S9 组分中均表现出饱和动力学特征。在人肝细胞质肝脏组分中，其Km?值为 8,070（95% CI：3,370 to 2,863）μM，Vmax?值为 27.1（95% CI：18.54 to 43.96）nmol/min/mg 蛋白，内在清除率为 3.35 ± 2.50 μL/min/mg 蛋白。雄性和雌性大鼠肝 S9 组分中，(R)-1,3-BD 的Km?值分别为 19,300（95% CI：8,380 to 53,100）μM 和 11,900（95% CI：5,100 to 30,400）μM，Vmax?值分别为 113（95% CI：80.7 to 189）和 75.8（95% CI：56.1 to 112）nmol/min/mg 蛋白，内在清除率分别为 5.86 ± 1.38 和 6.36 ± 0.88 μL/min/mg 蛋白 。此外，在缺乏辅酶NAD+的情况下，(R)-1,3-BD 不会发生代谢消耗。

醛醇的代谢情况

醛醇在人肝细胞质组分中的代谢同样未出现饱和现象，即便浓度高达 50,000 μM，其内在清除率为 86.4（95% CI：82.1 to 90.8）μL/min/mg 蛋白 。在缺乏NAD+时，醛醇也不会被代谢消耗。

蛋白结合及清除率、提取率分析

通过 RED 装置检测发现，(R)-1,3-BD 与人类肝脏细胞质蛋白的结合率极低（2.39% ± 1.14%），与雄性大鼠肝脏 S9 组分的结合率为 18.6% ± 3.30%。KE 和醛醇与人类肝脏组分蛋白（细胞质或 S9）的结合率均小于 0.5%，几乎可以忽略不计。综合各项数据计算得出，KE 和醛醇属于高提取率物质（ER>0.7），而 (R)-1,3-BD 属于低提取率化合物（span data-custom-copy-text="\(ER0.1\)"ER<0.1）。

综合上述研究结果，研究人员发现 KE 和醛醇在测试浓度范围内代谢不饱和，清除迅速且肝提取率高；(R)-1,3-BD 代谢呈现饱和动力学，清除率较低且提取率低。这意味着在使用 KE 作为静脉输注补充剂时，虽然它能快速代谢为 BHB 和 (R)-1,3-BD，但 (R)-1,3-BD 可能会在体内积累，限制 KE 的输注速率和剂量，影响血液中 BHB 的浓度提升。

这项研究意义重大，它首次详细地揭示了 KE 及其代谢物的肝脏代谢途径和关键代谢参数，为深入理解 KE 的药代动力学特性提供了关键数据支持。这些数据对于合理设计 KE 的给药方案、评估其安全性和有效性至关重要，有助于推动 KE 在临床治疗和健康领域的科学应用，让酮体补充剂更好地发挥治疗作用，为相关疾病的治疗和健康管理带来新的希望 。