DEU Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı, İnciraltı-İzmir

... konulu sunumlar: "DEU Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı, İnciraltı-İzmir"— Sunum transkripti:

1 DEU Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı, İnciraltı-İzmir
HÜCRE-İÇİ HOMEOSTAZ Prof. Dr. Güldal Kırkalı DEU Tıp Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı, İnciraltı-İzmir

2 HOMEOSTAZİS Hücre içindeki dengenin korunmasını
sağlamak için gerekli bütün işlemlerdir

3 İiç ortamın sabit tutulmasıdır. Ddinamik bir denge durumudur.
HHOMEOSTAZ NEDİR ? İiç ortamın sabit tutulmasıdır. Ddinamik bir denge durumudur. * Claude Bernard ( 1859 ) İiç ortam ile ilgili sabit tutulması gereken özellikler : 1. Ekstrasellüler sıvının : volümü tonisitesi = ozmolaritesi İyon kompozisyonu H+ 2. Intrasellüler sıvının : volümü 3. Vücut sıcaklığı

4 HOMEOSTAZİS Hücre homeostazisi; Hücre açil-CoA homeostazisi
Hücre glukoz homeostazisi Hücre iyon homeostazisi Hücre redoks homeostazisi Hücre volümünün regülasyonu Membran potansiyelinin regülasyonu

5 Açil-CoA homeostazisi
Kolesterol homeostazisi için önemlidir. Kolesterol ester oluşumu Kolesterolün barsaklardan absorpsiyonu Hepatik lipoprotein üretimi Makrofaj köpük hücresi oluşumu

6 Glukoz Homeostazisi Glukoz; Glukoz alımı (barsaklardan glukoz abs.)
Dokudaki kullanımı (glikoliz, pentoz fosfat, TCA, glikojen sentezi) Endojen üretim (glikojenoliz ve glukoneogenez) Glukoz homeostazisi; insulin ve bazı insulin benzeri büyüme faktörleri tarafından kontrol edilir.

7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Hiperglisemik etki Hipoglisemik etki Glukagon, epinefrin, kortizol, GH İnsülin Plazma glukozu azalır Plazma glukozu artar İnsulinin hedef dokuları : K.C, Kas, Yağ dokusu

8

9 Glukoz Homeostazisinin Regülasyonu
K.C ve kastaki glikojen sentezi K.C’deki glikojen degradasyonu Uzun süreli açlıklardaki prot. ve A.A degradasyonu Glukoneogenez Adipoz dokudan ve yağ asidi oksidasyonundan salınan yağ

10 GLUKOSTAT Glukoz + glukokinaz glukoz glukokinaza bağlanır
G6P/min potansiyel dönüşmü Ca2+ girişi İnsülin salınımı İnsülin salınımı için direkt stimulus -hücresi içine kalsiyum salınımıdır. Kalsiyum hücre membranında bir elektriksel potansiyel oluşturur.

11

12 Glukagon-Like Peptid-1(GLP-1)
-hücresi Ca2+ cAMP GLP-1 Glukoz İnsulin salınımı Barsak İnsulin salınımı glukoz barsağa girdikten Kısa bir süre sonra başlar

13 Redoks Homeostazisi Fizyolojik şartlarda oluşan oksijen türleri
Oksidatif hasarın azaltılması Antioksidan sistem Redoks tampon kapasitesi Enzimler; SOD, peroksidaz, katalaz Diğer bileşikler; askorbik asit, E vit, koenzim Q, glutatyon (GSH) Isı şok proteinleri sitoplazmik antioksidanlar

14 Redoks Homeostazisi Küçük ısı şok prot. G6P-DH GSH Glutatyon redüktaz
Glutatyon transferaz GSH Hem oksigenaz Biliverdin Bilirubin

15 Redoks Homeostazisi Kükürt içeren amino asitler
oksidasyona duyarlıdır. Tiyoredoksin (Cys içeren proteinler) Metiyonin sulfoksit redüktaz (Met içeren proteinler)

16

17

18

19                                                              

20                                                                    

21 Normal Durumda Rasgele Normal Brownian Su Hareketi
Normal cell Water molecule Swollen cell

22 Hücrelerin şişmesine ve interstisyel kompartmanın büzüşmesine bağlı olarak su moleküllerinin sınırlı hareketi Laktat artışı ve hücreden hücre dışı sıvıya laktat geçişi Dönüşümsüz hasar yok. Nöronal marker, N-Asetil Aspartam (NAA)henüz normal

23

24 İntrasellüler Kalsiyum Artışı  Ca2+-Mg2+ ATP az pompasının bozulması
                                                                                             

25 Dönüşümsüz hasarın başlangıç basamağı
Hücre-içi Ca2+ artışı lizozomal enzimlerin otolitik yıkılımı ile mitokondri, plazma ve diğer organel membranlarının yıkılması

26 Dönüşümsüz hücre ölümü Organel ve hücre membranının yıkılımı Sitotoksik ödemin yerine interstisyel ödem gelişir. İntrasellüler = ekstrasellüler Brownian su hareketleri artar, diffuzyondaki kısıtlılık azalır NAA azalır nöron ölümü

27

28 TEMİZLİK Dönüşümsüz hücre hasarı ve hücre rüptürleri ile birlikte hücre bileşenlerinin salınımı ve sitokinlerin üretimi, adhezyon moleküllerinin ekspresyonunun artışı birleşmiştir. Hücresel artıkları PNM ve makrofajlar fagosite ederler. Yerine bir fibrotik doku bırakır (gliosis). İntertisyel sıvıdan sıvıdan oluşur ve yüksek difüzyon gücüne sahiptir

29

30

31 VÜCUT SUYU KOMPARTMANLARININ KOMPOZİSYONU
Plazma kompartmanı Kompozisyonu doğrudan ölçülebilir. Su; iyonlar ve protein, lipoproteinler gibi makromolek. oluşur. En yüksek konsantrasyonda bulunan iyonlar sodyum ve klorürdür. İnterstisyel (Hücrelerarası) sıvı kompartmanı Plazmadan temel farkı, protein bulunmamasıdır. Hücre içi sıvı kompartmanı Heterojendir Hücre içi temel katyonlar potasyum ve magnezyum; temel anyonlar protein, organik fosfatlar ve sülfatlardır.

32 KOMPOZİSYONLARI ( mmol/L )
VÜCUT SUYU KOMPARTMANLARININ ELEKTROLİT KOMPOZİSYONLARI ( mmol/L ) Plazma İnterstisyel İntrasellüler Na+ 141 143 15 K+ 4 140 Ca 2+ 2.5 1.3 0.0001 Mg 2+ 1 0.7 Cl - 103 115 8 HCO3 - 25 28 HPO4 2- 60 SO4 2- 0.5 10 Organik asidler 5 2 Proteinler <1 6

33 Kkompartmanlar arasında suyun dağılımını hangi faktörler düzenler?
H Hücre membranı, endotel tabakası ve epiteller suya geçirgendir. S Suyun hareketini kontrol eden faktörler: 1.   Hidrostatik basınç 2.   Ozmotik basınç (etkin ozmotik basınç ) a. Ozmotik basınç (teorik ozmotik basınç )  b. Membran geçirgenliği Kkapiller duvardan suyun hareketi : hidrostatik + ozmotik basınç farklılığı (Starling Hipotezi)   Hhücre membranlarında ve transsellüler boşlukları çevreleyen epitelde suyun hareketi : ozmotik basınç farklılığı

34 İntrasellüler ve ekstrasellüler boşluklar arasında suyun hareketi
Hücre volümünün sabit kalabilmesi için hücre membranının iki tarafı arasında ozmotik denge bulunmalı

35

36

37 Hücre içi ozmolarite nasıl düzenlenir?
    İyon transportu   ( Na+ - K+ ATP az pompası )     Metabolizmanın düzenlenmesi

38

39 Hücre membranlarında elektrolitlerin hareketi
-  Pompalar -  Taşıyıcılar -  İyon kanalları Bu transport sistemlerinin çalışması nasıl düzenlenir? Hormonlar ve mediatörler

40 Hücrenin iyon kompozisyonu ve volümü neden önemlidir?
Hücre metabolizması Hücrenin uyarılabilirliği Hormon ve transmitter salınımı Hücre proliferasyonu

41 Hücre volümünün önemi (1)
Hücre volümünün değişmesi  iyon transportu etkilenir  Epitelial transport Eksitasyon durumu Hormon salınımı

42 Hücre volümünün önemi (2)
Hücre şişmesi  asidik hücre kompartmanlarında pH  Proteoliz  (pH duyarlı proteazlar) Reseptörlerin ve membranların yönlendirilmesi değişir  hormon ve transmitter salınımı etkilenir Apoptosis Hücre proliferasyonu

43 Hücre volümü ikinci haberci midir?
İnsülin  Na, K 2Cl kotransportunu ve Na-H değiş tokuşunu etkiler  Kc hücreleri şişer Protein ve glikojen sentezi artar