Bij bèta-ketothiolasedeficiëntie worden ketonen, dat zijn stoffen die worden gevormd bij de afbraak van vet, en het aminozuur isoleucine niet goed afgebroken. Hierdoor kan het lichaam ontregeld raken. Vaak wordt zo’n ontregeling uitgelokt door een infectie, door stress, door vasten of door inname van te veel eiwit. Patiënten krijgen dan last van braken, kortademigheid, snelle ademhaling, verlaagde spierspanning (slap aanvoelen), verminderd bewustzijn en/of epileptische aanvallen. Zonder behandeling kunnen de klachten zelfs leiden tot coma en overlijden.

Mitochondriën
Je lichaam heeft energie nodig voor alles wat je doet: voor bewegen, denken en het laten kloppen van je hart. Je lichaam haalt energie uit voedingsstoffen die we eten en opslaan, zoals koolhydraten, vetten en eiwitten. Deze stoffen kunnen niet direct gebruikt worden als energie, maar moeten eerst worden omgezet in een energievorm die de lichaamscellen wel kan gebruiken. Die energievorm heet ATP en wordt gemaakt in de energiecentrales van je cellen: de mitochondriën. In de mitochondriën worden de door het lichaam opgenomen voedingsstoffen afgebroken en wordt er uit de voedingsstoffen energie vrijgemaakt en opgeslagen als ATP. Er zijn verschillende enzymen die helpen met het afbreken van de verschillende soorten voedingsstoffen.

De mitochondriën halen eerst energie uit suikers (koolhydraten) in het bloed. Deze suikers zijn opgenomen uit de voeding. Als de suikers uit het bloed opraken, worden de suikervoorraden in de spieren en lever gebruikt. Pas wanneer deze suikervoorraden op zijn, schakelen de mitochondriën over op de verbranding van vetten. Dit is bijvoorbeeld nodig bij lang vasten (’s nachts) of langdurige inspanning, zoals bijvoorbeeld tijdens sporten.

Ketonlichamen
Ketonlichamen worden gevormd in de mitochondriën van de levercellen uit acetyl-co-enzym-A (acetyl-CoA). Acetyl-CoA is het resultaat van de afbraak van koolhydraten, vetten en aminozuren. Normaal gesproken wordt het acetylgedeelte van acetyl-CoA in de citroenzuurcyclus omgezet in energie in de vorm van ATP. Een deel kan echter als citroenzuur de mitochondriën verlaten voor de synthese van vetzuren. Maar acetyl-CoA kan ook ketonlichamen gaan produceren. Dit gebeurt wanneer de hoeveelheid acetyl-CoA zo groot is dat de citroenzuurcyclus dit niet meer kan verwerken.
De ketonlichamen worden door de bloedstroom naar de verschillende weefsels getransporteerd, waar acetoacetaat en bèta-hydroxybutyraat kunnen worden omgezet in acetyl-CoA voor de productie van energie. Hier zorgt het enzym bèta-ketothiolase voor.
De meeste weefsels krijgen de grootste hoeveelheid energie uit glucose. Dit geldt vooral voor de hersenen. Wanneer glucosespiegels laag zijn, bijvoorbeeld tijdens langdurig vasten, zullen de hersenen ketonlichamen als energiebron gebruiken.
Zowel acetoacetaat als bèta-hydroxybutyraat zijn zuur. Als de hoeveelheid ketonlichamen te groot wordt, bijvoorbeeld door bèta-ketothiolasedeficiëntie, zal de pH (zuurgraad) van het bloed zakken. De cel heeft dan niet genoeg glucose. Dit leidt tot metabole ontregeling: ketoacidose.

Zeldzaamheid
Hoe vaak bèta-ketothiolasedeficiëntie in Nederland voorkomt, is niet goed bekend. In de Verenigde Staten komt de ziekte bij ongeveer 1 op 232.000 pasgeborenen voor en in Australië bij ongeveer 1 op 137.120 pasgeborenen. Daarmee is bèta-ketothiolasedeficiëntie een heel zeldzame ziekte.