Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

KARBONHİDRAT VE LİPİD METABOLİZMASININ ENTEGRASYONU. Dr. V.Kenan ÇELİK

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "KARBONHİDRAT VE LİPİD METABOLİZMASININ ENTEGRASYONU. Dr. V.Kenan ÇELİK"— Sunum transkripti:

1 KARBONHİDRAT VE LİPİD METABOLİZMASININ ENTEGRASYONU. Dr. V.Kenan ÇELİK

2 Adipoz doku TAG , Kc Glikojen Kas Glikojen Kan ve hüc.arası Glukoz Vücut proteini Bu tablo niçin glukoz ve lipid metabolizması entegre olmalıdır sorusuna bir yanıt oluşturur mu? Doku yakıt Kaynağı ~yakıt rezervi g kJ Enerji sağlayacak depolanmış yakıt Kaynaklarının tahmin Edilen kullanım süresi Açlık Yürüme Maraton GÜN Gün dakika

3 Diğer dokular (beyin,kalp,eritrosit..) kullansın diye kan dolaşımına glukoz veren yegane organ nedir? Dokuların günlük karbonhidrat kullanım miktarı ~ 300 g dır. Bu durumda karbonhidrat depo rezervleri bu gereksinimi karşılayabilir mi? Tabi ki karşılayamaz, öyle ise hücreler enerji kaynağı olarak mobilize olan TAG’leri kullanmak zorundadır. Eğer bir de açlığın 12 saat sonrasında kahvaltı da kaçırılmış ise kandaki değerleri yükselecektir. Kan glukoz derişimi, yağ asit miktarına oranla yüksek olmasına rağmen istirahat ya da egzersiz anında yağ asitleri kullanılırmı?

4 Glukoz / yağ asit döngüsü. Pirüvat← Θ←glu← ↓ Θ ↓ CO 2 ← ←← ←s.y.a - KAS Glukoz YAĞ DOKUSU TAG Θ sya İnsülin PANKREAS +

5 Metabolik yakıtın düzenlenmesi

6 Yeni konsept: Karbonhidrat stresi. Kan glukoz düzeyi hangi sınırlar da olmalı ki strese maruz kalmayalım mg/ dL nin altı HİPOGLİSEMİ mg / dL nin üzeri HİPERGLİSEMİ nedenidir. Metabolizmanın entegrasyonu kan glukoz düzeyinin 45 mg/dL nin altına düşmemesinde önem kazanır. Aksi takdirde koma gelişir. Kan glukoz düzeyi bu sınırlara yaklaştığında ve kc glikojen depoları yetersiz kaldığında, KARBONHİDRAT STRESİ gelişir. Bu koşulda adipoz dokudan yağ asitleri mobilize olur ve kaslarda oksidasyon oranı artar. Artan yağ asit oksidasyonu glukoz kullanımını inhibe eder. Böylece kan glukoz düzeyi korunur.

7 Yağ asitleri tarafından glukoz kullanımının kontrol mekanizması: Glikoliz akış hızının azaltılması: -Hücreler arası glukoz konsantrasyonun da artışa -Hücre içerisinde glukoz, fruktoz-6-P ve pirüvat konsantrasyonunda artışa neden olacaktır. Bu ürünlerin birikimi ve yağ asitlerinin oksidasyonu sonucu artan ATP ve Asetil CoA allosterik olarak enzim inhibisyonlarına yol açacaktır. 1.HK, inhibe olur. Hangi molekül ile? 2.Sitrat ve ATP tarafından 6-fosfofrukto kinaz inh. 3.Pirüvat dehidrogenaz kompleksi artan Asetil CoA/CoA dan dolayı asetil CoA tarafından inhibe edilir.

8 GLUKOZ GLU G-6-P F-1,6-P F-6-P Trioz-P 3PGP 3PGA 2PGA PEP Pirüvat Asetil CoA SİTRAT TCA CO 2 Yağ asiti ya X HK X PDH PFK

9 Glukoz / yağ asit / Keton cisimcikleri DÖNGÜSÜ Egzersiz anında yakıt olarak yüksek oranda yağ asitleri kullanılır. Dinlenmede, beyin,böbrek, ince barsak ve süt verme süresince meme bezleri gibi dokularda glukoz kullanımı yüksektir. Uzun süreli açlıkta glukoz kullanımı düşen dokular bu dokular yağ asitlerinin metabolize olması sonucu artan KETON cisimciklerini enerji olarak kullanırlar.

10 Günde bir insan beyni ~ 100 g glukozu CO 2 ve H 2 O ya oksitler. Glukoneogenezle sentezlenen glukoz ile yenilenen hepatik karbonhidrat depoları 24 saatlik açlık gereksinimini karşılayabilir. Çok uzunsüreli açlıkta ise beynin 100 g glukoz gereksinimi bu yolla karşılanamaz. Vücut proteinleri bu koşullar altında glukoz oluşturmak için önemli öncüllerdir. Total vücut proteinlerinin % 50 si ile oluşturulan glukoz ~ 17 gün idare eder, buda ölümcül olabilir. Bir insan 1-2 ay uzun süreli açlıkta yaşayabilir. Beyin glukoz dan başka bir yakıt kullanmalıdır…….

11 Yakıt Kaynağı Olarak KETON CİSİMCİKLERİ. ADİPOZ DOKU Yağ asitleri Ya Keton Cisimcikleri KC İnce barsak Meme bezleri KAS Beyin

12 Bir keton olan 3-hidroksibütirat’ın kandaki derişimi arttığında glukoz kullanımı azalır. Gerekli olan enerjinin % 70 i bu yolla karşılanır. Günlük ~ 30 g glukoz kullanımında tasarruf sağlar. Keton parçacıkları tarafından glukoz kullanımının kontrolü kaslarda olduğu gibi eşit olmasa da benzerdir. - Sitrat tarafından PFK inhibe edilir. - Asetil CoA/CoA oranı PDH inhibe edilir. -G-6-P tarafından HK inhibe edilir.

13 Yağ asit Metabolizmasında Keton Cisimciklerinin rolü. Kan glukoz konsantrasyonu azalırsa ……….salınımı artar. Kan glukoz konsantrasyonu artarsa ……….salınımı azalır. Yağ asitlerinin mobilizasyon oranının düzenlenmesinde baskın etki, glukoz kullanımının baskılanması ve kaslarda enerji gereksiniminin karşılanmasına bağlıdır. Yağ asit mobilizasyonunu düzenlemede önemli rol oynayan hormonların miktarlarındaki değişimlerdir. Bu düzenlemede en önemli rol yine 3-hidroksibütirat ile olmaktadır. ya

14 Beyin, İnce bar CO 2 KCis Glu KCis Ser.Yağ asit. K.Ciğer Keton Cisimcikleri Pankreas İNSÜLİN + İnsülin KCis Glu SYA CO 2 CO 2 CO 2 KAS, BÖBREK, Meme BEZİ — ADİPOZ DOKU TG SYA — — Serbest yağ asitleri Glukoz GLUKOZ/Ya/Keton Cis DÖNGÜSÜ

15 Glukoz / yağ asit / keton cisimcikleri döngüsün de bu 3 yakıt molekülünün kullanımı, kandaki oranlarına bağlı olduğu kadar FİZİKSEL ve PATALOJİK durumlarda entegrasyonu da önemlidir. -Devamlı egzersiz, - Açlık, - Sitres, -Açlık sonrası yeniden beslenme, - Diyabet.

16 DEVAMLI EGZERSİZ: Günün belirli bir zamanında egzersiz yapıldığında hatta perhizde karaciğer glikojeni bir gecelik gereksinimi karşılar. Kahvaltı öncesi yapılan JOGGİNG hatırı sayılır ölçüde yağların mobilize olmalarına neden olur. Glukoz / yağ asit döngüsünün aktif hale gelmesi metabolizmayı HİPOGLİSEMİ ye karşı korur.

17 AÇLIK: Egzersiz yokluğunda bir gecelik açlık yağ asit mobilizasyon oranında küçük bir artışa neden olacaktır. Glikojen yıkımı enerji gereksiniminin çoğunu karşılayabilir. Kahvaltı yapıldığında depolar yenilenecektir Eğer kahvaltı yapılmazsa ve açlık saate uzatılırsa glukoz/yağ asit döngüsü glukozdaki ciddi düşüşü engelleyecektir saatlik açlık sonrası kanda artan keton cisimleri Kas,Böbrek,İnc.Barsak ve Beyin için önemli bir yakıt olacaktır.

18 Baynes and Dominiczak, Medical Biochemistry, Mosby, 1999

19 AÇLIK (Diyet) SONRASI BESLENME: Açlık süresince glukoz korunmuştur, Şayet diyet sonlanması ile birlikte karbonhidratca zengin bir yemek yenirse kan glukoz düzeyindeki ani artış sonucu idrarda glukoz kaybı ile birlikte dehidratasyon, iyon kaybı gibi sorunlar ortaya çıkabilir. Glukoz absorplanması ile İnsülin sekrasyonu artar, lipoliz ve buna bağlı olarak yağ asiti ve keton cisimciklerinin kan düzeyleri düşer. Glukoz kullanımı tekrar Kas ve diğer dokularda artar.

20 STRES: Stres de yağ asitlerinin artan konsantrasyonu ile aktif hale geçen glukoz/yağ asit döngüsü her ne kadar hipoglisemi riskini azaltsa da, epinefrin nedeniyle “fight or flight” etkisi yaratılırsa ciddi bir hipoglisemi ortamı yaratılabilir. Yağ asitlerinin hangi konsantrasyon değeri aterosikleroz riski taşır? 2 mM dan fazlası

21 HİPOGLİSEMİ: Kan glukoz düzeyi normalin altına (45 mg/dL) düştüğünde ciddi patalojik durumlar ortaya çıkmaktadır. Artan yağ asit ve keton cisimleri glukoz/yağ asit/keton cisimleri döngüsü ile hem enerji sağlanır hem de kan glukozunun ani düşmesi engellenir.

22 DİABETES MELLİTUS: İnsülin-bağımlı diabetik hastalar da artmış kan glukoz konsantrasyonuna rağmen enerji gereksinimi yağ ve keton cisimciklerin den sağlanır, dolayısı ile bu tür hastalarda hemglukoz hem de yağ asiti ve keton cisimlerinin konsantrasyonları daima yüksektir. Artan yağ asiti ve keton cisimlerinin oksidasyonu kas ve diğer dokular tarafından glukozun oksidasyonunu azaltacaktır.Böyle bir döngü metabolizmanın karakterini oluşturduğunda HİPERGLİSEMİ kaçınılmazdır.

23 Baynes and Dominiczak

24

25 ADİPOZ DOKUDAN YAĞ ASİTLERİ SALINIMININ KONTROLÜ: Glukoz / yağ asit / keton cisimleri döngüsü adipoz dokuda “triaçilgliserol lipaz (TAG-Lipaz)” tarafından katalizlenen reaksiyonun kontrolündedir. Lipaz aktivitesi antilipolitik hormonlar tarafından azaltılır ve lipolitik hormonlar tarafından artırılır. Yağ asitlerinin adipoz dokudan mobilize olmalarında sinirsel kontrolün ADRENALİN aracılığı ile olduğu ileri sürülmektedir.

26 Adrenalin Adrenalin İnsülin İnsülin Noradrenalin Noradrenalin Prostaglandin Prostaglandin Glukagon TSH E1 ve E2 E1 ve E2 Growth hor. Paratriod H. 3-OH bütirat Glukokortikoit Adenozin Tiroksin TSH ACTH Vazoaktif intestinal Hormon (VİP) Lipolitik Hormonlar Rat İnsan Antilipolitik Hormonlar Rat İnsan

27 TAG Lipazın REGÜLASYONU: Hormon Adrenalin Noradrenalin Glukagon ATP cAMP Adenilat siklaz + Kinaz a b Fosfataz Pi ATP ADP TAG Pi TAG Lipaz AMP Fosfodiesteraz Serbest yağ Asiti + Gliserol Hangi hormon etkiler? Bu hormonun etkisini hangi antilipolitik Bileşikler artırır?

28 Lipolitik hızın kontrolünde TAG/ SYA döngüsü: Kaslarda dinlenme ve egzersiz durumları arasında enerji gereksinimi ~ 80 kattır. Yağ asitlerinin mobilizasyonundaki değişme saatlik açlık sonrasında yada 40 dakikalık jogging sonrasında yapılan kahvaltı ile meydana gelmektedir. Böyle bir durumda yağ asitlerinin mobilizasyonu hızla kandan yağ asitlerini esterleşmek üzere çekilmesi yönüne döner.

29 TAG’lerin esterleşmesi ve aktivasyonu: Gliserol-3-P Yağaçil-CoA Yağ asiti TAG Gliserol CoA Bu değişimler hormonal etki ile olur.

30 Noradrenalin ve Glukagonun TAG/Yağ asit döngüsü üzerine etkisi (Rat adipoz dokusu) Döngü hızı İnkübasyon koşulu µmol / saat g yaş doku KONTROL 3.8 Noradrenalin 8.4 KONTROL 3.4 Glukagon 11.0 Ayrıca katakolaminlerde lipoliz hızını TAG/YA sentezini artırarak sağlar.

31 KETON CİSİMLERİ:

32 KETOGENEZ HIZININ DÜZENLENMESİ. Uzun zin.ya yağ-açilCoA Açil-CoA sentaz CoA Ya-karnitin Karnitin-Palmitoil Transferaz I SİTOZOL MİTOKONDRİ Ya-karnitin Karnitin-Palmitoil Transferaz II Yağ-açil-CoA O ıı CH3C-S-CoA Asetil CoA β -oksidasyon

33

34

35 KETON CİSİMCİKLERİNİN ASETİL-CoA ya dönüşümü

36

37 NAD H NAD + CO 2 CoASH H+H+

38 Urine Acetone Lungs Citric acid cycle Liver BloodExtrahepatic Tissues ① ② ③ ④⑤ ⑥ ⑦ Ya lerinin mobilizasyonu Kc de ketogenezisi artırır mı?

39 Uzun süreli egzersiz anında yağ asitlerinin mobilizasyonunda ki artış KETOGENEZ hızınıda artırırmı? Uzun süreli egzersizde dokuların enerji ihtiyacları göz önüne alınırsa, ve kanda ki yağ asit konsantrasyonunun artması kaslarda yağ asit kullanım oranını da artıracaktır. Buna karşın karaciğerde yağ asit kullanımı azalacaktır. Dolayısı ile uzun süreli egzersizde ketogenezis gerçekleşmeyecektir. Egzersiz sonrası ketogenezis hızı ve oranı artar. Bu fenomen “Post-egzersiz ketozis” olarak bilinir. Egzersiz sonrası kasta yağ asit kullanımı azalacağından plazma düzeyi yüksek olan yağ asitleri fizyolojik olarak tehlikeli seviyelerde olacaktır.Bu olumsuz koşulu karaciğer bir yandan yağ asitlerini okside ederek ketogenezin aktifleşmesini sağlamakta diğer taraftan da lipoprotein (VLDL) sentezini oluşturarak kandan yağ asitlerini uzaklaştırmaktadır.

40 ADİPOZ DOKU TAG ya Serbest ya KAS CO2 ya Ya Açil-CoA KC Asetil CoA CO 2 Keton cisimcikleri TAG VLDL

41 lipoprotein lipase (on capillary endothelial cell walls) VLDL TAGs FA + glycerol. FA transported into adipocytes (the glycerol is taken up by liver). thiokinase FAs (in adipocyte) fatty acyl CoA, transferases Fatty acyl CoA + glycerol 3-phosphate TAGs in adipocytes. (produced via reduction of dihydroxyacetone phosphate) VLDL olarak kan dolaşımına verilen yağ asitlerinin kapasitesi, yağ asitlerinin adipoz dokudan salınım kapasitesinden fazladır.

42

43 Maraton koşucularının 90 dakikalık antrenman sonrası kandaki keton cisimlerinin konsantrasyonu Kan keton cisimleri kons.(mM) Egzersiz sonrası(saat) Normal diet Düşük kh diet egzersiz öncesi

44 Yağ asitleri okside olabilmeleri için mitokondri içine karnitin transferaz I ve II tarafından alınmaları gerekmektedir. Bu transferazlar iç mitokondri membranının dış yüzeyine lokalizedirler.İnsülin ve malonil-CoA tarafından inhibe edilebileceği ileri sürülmektedir. İleri sürülen iddiaa, karaciğerde yağ asit sentezi ve buna bağlı olarak esterifikasyon oluştuğunda malonil-CoA konsantrasyonuda artar ve buda karnitin palmotoiltransferaz-I ‘in allosterik inhibisyona uğratarak oksidasyon hızının ve oranının azalmasına neden olur. İnsülinin KPT-I üzerinde direkt olarak benzer etki göstermektedir. Ketogenez üzerinde İNSÜLİN in etkisi:

45

46 CoAS H Carnitine acyltransferase Ⅱ Carnitine acyltransferase Ⅰ

47

48 İnsülin Sonrası (dk) Total keton Derişimi (mM) 3-OH bütirat asetoasetat

49 Özetle İnsülin keton cisimlerinin oluşumunu en az 3 yönde azaltmaktadır. 1.Mevcut yağ asitlerinin azaltılması (antilipolitik etki) 2.Esterleşmenin stimülasyonu 3.Hepatik yağ asit oksidasyonunun inhibisyonu.

50 Keton cisimlerinin oluşumu dallanmış metabolizma yapısındadır. Ve mitokondri içerisinde oluşur. Yağ asitlerinin β –oksidasyonu sonucu ile oluşan asetil-CoA tamamen okside olması için TCA döngüsüne girebilir yada HMG-CoA döngüsü ile keton cisimleri oluşturabilir. Artan ketozis TCA döngüsünü inhibe edebilir, bu olay ketozis nedeni ile değilde ketozis sonucunda meydana gelmektedir. Bu nedenle HMG-CoA yolu fizyolojik bir öneme sahiptir.

51 HMG-CoA döngüsünde reaksiyonun ilk enzimi asetil- CoA nın asetoasetil-CoA ya dönüşümünü sağlayan “asetil-CoA asetiltransferaz” enzimdir. Asetoasetil-CoA derişimi keton cisimlerinin düzenlenmesinde önemli bir rol oynar. Çünkü iki enzim “HMG-CoA sentaz” ve “asetil-CoA asetiltransferaz” bu bileşik tarafından inhibe edilir.

52 CoAsH Asetoasetil-CoA HMG-CoA asetoastat Asetil-CoA 3-OH bütirat SüksinatSüksinil-CoA HMG-CoA Liyaz 3-oxoasit-CoA transferaz HMG-CoA Sentaz Kan dolaşımı NADH NAD + 3-OH bütirat dehidrogenaz Asetil-CoA asetiltransferaz — — NAD+ /NADH bu oran Azaldığında ketogenez artar 3-OH bütirat / asetoasetat Oranı da artar.


"KARBONHİDRAT VE LİPİD METABOLİZMASININ ENTEGRASYONU. Dr. V.Kenan ÇELİK" indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları