Kwas acetooctowy lub kwas dioctowy jest naturalnie występującym ketokwasem, który jest rodzajem cząsteczki zawierającej zarówno grupy ketonowe, jak i grupy funkcyjne kwasu karboksylowego. Ten związek jest beta-ketokwasem, nazwanym tak, ponieważ grupa ketonowa jest umieszczona na drugim węglu z dala od grupy kwasowej. Kwas acetooctowy jest tworzony przez wątrobę i nerki poprzez metabolizm kwasów tłuszczowych. Wraz z innymi ciałami ketonowymi kwas ten może być wykorzystywany do wytwarzania energii przez serce i mózg, ma więc swoje biologiczne znaczenie.
Chociaż kwas acetooctowy jest rozpuszczalny w wodzie, jest kwasem niestabilnym i po około 140 minutach rozpada się na dwutlenek węgla i aceton. W normalnych warunkach mózg i serce nie potrzebują kwasu acetooctowego do wytwarzania energii, a produkcja jest bardzo niewielka. Osoby cierpiące na schorzenia, takie jak cukrzyca lub inne schorzenia, które upośledzają metabolizm, mogą wytwarzać nadmiar ciał ketonowych. Dlatego lekarz może wykonać badanie moczu przy użyciu substancji chemicznej zmieniającej kolor w obecności kwasu acetooctowego, a stopień zmiany koloru można ocenić gołym okiem.
Wykrywanie tego kwasu, jak również innych ciał ketonowych, jest niezbędne dla diabetyków. Jeśli cukrzyca nie jest leczona, beta-ketokwasy mogą gromadzić się we krwi. Kwas acetooctowy jest słabym kwasem, ale w wystarczających stężeniach sam może powodować zakwaszenie krwi. Ten stan nazywa się kwasicą ketonową i w najbardziej skrajnych postaciach może być śmiertelny. Mniejsze stężenie ciał ketonowych we krwi jest znane jako ketoza i nie zawsze jest niebezpieczne.
Chociaż cukrzyca jest najbardziej znanym schorzeniem, które może prowadzić do nadprodukcji kwasu acetooctowego, inne problemy medyczne mogą również powodować ten proces. Choroba spichrzania glikogenu i stany, które zwiększają metabolizm, takie jak nadczynność tarczycy, mogą również powodować wyższy poziom beta-ketokwasów w organizmie. Być może najczęstszą przyczyną tego zjawiska są zaburzenia diety, takie jak głód, post i anoreksja.
Kiedy organizmowi przez jakiś czas brakuje pożywienia, tkanki zaczynają rozkładać swoje rezerwy kwasów tłuszczowych. Mózg nie ma jednak kwasów tłuszczowych do wykorzystania i zamiast tego musi polegać na produktach ubocznych ciała ketonowego z innych tkanek. Jeśli w sercu brakuje kwasów tłuszczowych do użycia, w końcu wykorzysta również ciała ketonowe. Dlatego kwas ten może być postrzegany jako środek przetrwania w ekstremalnych okolicznościach.