Hayvan Trlerine Gre Karbonhidrat Metabolizmasndaki Farkllklar 1 Hayvan
Hayvan Türlerine Göre Karbonhidrat Metabolizmasındaki Farklılıklar 1
Hayvan Türlerine Göre Karbonhidrat Metabolizmasındaki Farklılıklar. Gıdalar ile alınan besin maddelerinin sindirilmesi ve emilmesi gereklidir. . Bu süreç metabolizmanın temel unsurudur ve bu süreçte çeşitli organ ve dokular görev alır. . Mide-bağırsak kanalından başlıca monosakkaritler, yağ asitleri ve amino asitler emilirler. 2
3
Hayvan Türlerine Göre Karbonhidrat Metabolizmasındaki Farklılıklar. Çoğu temel sindirim ürünleri, emildikten sonra ilgili oldukları hücresel metabolik yollara sevk edilirler. . Bu yollar çoğunlukla asetil Ko. A üzerinden geçmektedir. . Asetil Ko. A ve oksaloasetat, glikoneojenez, üre siklusu, amino asit sentezi, yağ asiti sentezi ve TCA siklusunda kilit maddelerdir. 4
Hayvan Türlerine Göre Karbonhidrat Metabolizmasındaki Farklılıklar . Gıdalarla alınan karbonhidratlar, hızlıca parçalanarak enerji kaynağı olarak kullanılabilirler veya glikojen olarak depo edilebilirler. . Depo edilmek üzere yağlara da dönüştürülebilirler. 5
Sindirim ve Emilim . Memelilerin sindirim sistemleri türler arasında bazı farklılıklar gösterir. . Sindirim organları yapı ve fonksiyon itibariyle düşünüldüğünde, ruminantlar ile tek mideliler (monogastrikler) farklı değerlendirmeye tabi tutulurlar. 6
Monogastriklerde Karbonhidrat Sindirimi. İnsan ve domuzlarda tükrükteki α-amilaz enzimi etkisi ile karbonhidrat sindirimi ağızda başlar. . Diğer bazı türlerde bu enzimin olmadığı, bazılarında da olmasına rağmen aktif bulunmadığı bilinmektedir. . Monogastriklerde midedeki hidroklorik asitin karbonhidrat sindirimine katkısı olduğu farzedilmektedir. 7
Monogastriklerde Karbonhidrat Sindirimi. Karbonhidratların bağırsaklardır. büyük oranda sindirildiği yer ince . İnsan ve diğer monogastrik türlerde karbonhidratlar, enzimatik yolla monosakkaritlere hidroliz edilirler. . Disakkaritlerin sindirimi ince bağırsakta bulunan ve genel olarak disakkaraz olarak isimlendirilen enzimlerce gerçekleştirilir. 8
Monogastriklerde Karbonhidrat Sindirimi. Maltaz nişastanın hidrolizi sonucu açığa çıkan maltozu tamamen glikoz ünitelerine dönüştürür. . Sakkaraz çay şekeri olarak bilinen sakkarozu glikoz ve früktoz ünitelerine dönüştürür. . Laktaz süt şekeri olarak bilinen laktozu glikoz ve galaktoz ünitelerine dönüştürür. 9
Laktoz İntoleransı. İnsanlarda kalıtsal olarak laktaz enzimi noksanlığı saptanmıştır. . Çocuklarda ve özellikle siyah ırkta daha belirgin olan bu kalıtsal noksanlıkta, laktoz sindirimi gerçekleştirilemez ve buna bağlı olarak süt içmeyi takiben ishal, karın ağrısı, kramp ve gaz gibi belirtiler ortaya çıkar. . Laktoz intoleransının diğer nedenleri arasında B vitamini eksikliği, uzun süre süt tüketilmemesi, uzun süreli antibiyotik tedavileri, bağırsaklardaki patolojik bozukluklar ve bağırsak operasyonları sayılabilir. 10
Monogastriklerde Karbonhidrat Sindirimi takiben monosakkaritler, ince bağırsak (duodenum ve jejenum) mukozal hücrelerince emilerek kan dolaşımına verilirler. . Monosakkaritler içerisinde en hızlı emilen galaktoz’dur. . Bunu sırasıyla glikoz ve früktoz takip eder. . Emilim hızındaki bu farklılık, bağırsak mukozasının emilimde seçici bir özelliğe sahip olduğunu akla getirmektedir. 11
Monogastriklerde Karbonhidrat Sindirimi. Karbonhidrat emilimi büyük oranda aktif transport, az oranda da pasif transportla olmaktadır. . Aktif emilimde Na, K ve Mg gibi elementler ile tiamin ve pridoksal gibi vitaminler rol oynar. . Karbonhidrat sindiriminin son aşamasında ve emilimde rol alan enzimler, bağırsakların (duedenum ve jejenum) epitel mikrovilluslarında bulunur. 12
Monogastriklerde Karbonhidrat Sindirimi. Burada yer alan enzimlerin bazılarının, birden fazla substratı vardır. . Emilen monosakkaritlerin büyük çoğunluğu vena porta, az bir kısmı da lenf yoluyla kan dolaşımına verilir. . Emilimi takiben hiperglisemisi denir. kan şekerinin yükselmesine emilim 13
14
Ruminantlarda Karbonhidrat Sindirimi . Ruminantlardaki karbonhidrat sindiriminin temelinde rumen florası yer alır. . Ruminantlarda ön mideler hariç (rumen, retikulum ve omazum) 4. mide olarak bilinen abomazum, monogastriklerdeki midenin karşılığıdır ve gerekli salgılar için bez hücrelerine sahiptir. 15
Ruminantlarda Karbonhidrat Sindirimi Ruminantlarda sindirim sistemine giren suda çözünür ve çözünmez karbonhidratların (başta selüloz) floral sindirimi sonucunda, büyük oranda uçucu yağ asitleri olan asetoasetik asit (asetoasetat), propiyonik asit (propiyonat) ve bütirik asit (bütirat), az miktarlarda da laktik asit, karbondioksit ve metan gazı oluşur. . . Sindirimi takiben karbonhidratlar, ruminantlarda uçucu yağ asitleri halinde rumen epitellerinden emilirler. . Mikrobiyal sindirimin devamı için rumende uygun p. H’nın korunması gereklidir. 16
Ruminantlarda Karbonhidrat Sindirimi. p. H düşmesinin doğal olarak önlenmesi, günlük olarak büyük hacimlerde sentezlenen tükrük salgısı ile mümkün olmaktadır. . Uçucu yağ asitlerinin hızla emilmesi de p. H’nın korunmasında önemli rol oynar. . Ruminantlar enerji ihtiyaçlarının yaklaşık %’ 70’ini uçucu yağ asitlerinden karşılarlar. 17
Kan Glikoz Düzeyinin Regülasyonu. Her canlı türünde kan şekeri düzeyleri, fizyolojik olarak belirli sınırlar içerisinde tutulur. . Kan şeker düzeylerinin bu sınırların üstüne çıkmasına hiperglisemi, altına düşmesine ise hipoglisemi adı verilir. . Kan şeker düzeylerinin belirli sınırlar içerisinde tutulması için en önemli sistem, hormonal regülasyon’dur. 18
Kan Glikoz Düzeyinin Regülasyonu. Temel olarak kan glikoz seviyelerinin ayarlanmasında rol alan hormonlar, insülin ve glukagon hormonlarıdır. . Bunların haricinde diğer birçok hormon da, direkt veya indirekt yolla kan şeker düzeyini etkiler. . Örneğin korku, stres ve benzeri durumlarda adrenal medulladan salgılanan adrenalin, glukagon benzeri etki yaparak kan şekerini yükseltir (glikojenoliz yoluyla). 19
Kan Glikoz Düzeyinin Regülasyonu . Adrenal korteks hormonlarından kortikosteroidler ve hipofizyel adrenokortikotropin (ACTH) de, glikoneojenetik yolla kan şekerinin yükselmesine neden olur. . Karaciğer, bağırsak ve böbrekler de kan şeker düzeyinin sabit tutulmasına ilişkin sistemlere sahiptir. 20
İnsülin . Kan şekerinin yükselmesi insülin salınımını uyarır. . Bu hormonun etkisi ile glikozun hücre içine girişi artar, dokularda glikojen sentezi artar, karaciğerde glikoz sentezi inhibe edilir, yağ depolarında yağ asidi ve trigliserid sentezi ile depolanması artar. 21
Glukagon. Kan şekerinin düşmesi pankreastan glukagon salınımını uyarır. . Bu hormonun etkisi insülinle tamamen zıttır. . Bu hormonun etkisi ile glikojen sentezi inhibe edilir, glikojenin hidrolizi ve kana glikoz verilmesi hızlanır, yağ asidi sentezi inhibe edilir, glikoneojenetik yoldan glikoz sentezi hızlanır. 22
Epinefrin ve Norepinefrin. Adrenal medulladan salınan hormonlar, c. AMP aracılığı ile trigliserid ve glikojen hidrolizini arttırırlar. . Epinefrin ayrıca, insülin salınımını bloke ederken glukagon salınımını stimule eder. . Böylece epinefrinin etkisi ile kan şekeri yükselir. 23
Glikokortikoidler . Glikoneojenez yoluyla kan şekerinin yükselmesini sağlayarak, günün değişen saatleri içersinde beyin hücrelerinin glikozdan mahrum kalmasının önlenmesinde önemli rol oynarlar. . Ruminantlarda sindirim sistemlerinden monosakkarit emiliminin az olmasından dolayı, plazma glikoz düzeylerinin hemen tamamı glikoneojenetik yoldan sağlanmaktadır. 24
Glikoz Metabolizması. Omnivorlarda karaciğer, gıda tüketimi sonrası portal kanın glikoz konsantrasyonu yüksek olduğunda glikojen sentezi için, gıda tüketilmediğinde ya da öğün aralarında ise glikojenoliz veya glikoneojenez yoluyla glikoz sentezi için çalışmaktadır. . Dolayısı ile karaciğer, kandaki glikoz değişimlerine karşı büyük bir tampon görevi görür. 25
Glikoz Metabolizması. Karaciğerde glikojenoliz yolu elde edilen glikoz, açlıkta glikoz ihtiyacını 12 -28 saate kadar karşılayabilir. . Ruminantlarda ve karnivorlarda ise karaciğer glikojen depoları ve karaciğerde glikojen sentezi önemsiz düzeydedir. . Dolayısı ile bu türlerde dokuların glikoz ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla, plazmaya glikoz glikoneojenez yoluyla verilmekte ve dokuların ihtiyaçları bu şekilde karşılanmaktadır. 26
27
Glikozun Hücrelere Girişi ve Fosforilasyonu. Hücrelerde iki tip transport protein bulunur: İNSÜLİNE BAĞIMLI ve İNSÜLİNDEN BAĞIMSIZ transport proteinler. . Karaciğer, beyin hücreleri ve eritrositlerde bulunan insülinden bağımsız glikoz transport proteinleri, glikozun konsantrasyon farklılığına göre hücrelere alınmasında rol alırlar. . Ancak insülin bu dokularda indirekt etki ile hücrelere glikoz girişini arttırır. 28
Glikozun Hücrelere Girişi ve Fosforilasyonu Hücre içi glikoz metabolizmasındaki bazı enzimler örneğin glikojen sentaz aktivitesindeki artış sonucunda sitoplazmadaki serbest glikozun kullanılması, hücre içi glikoz konsantrasyonunu düşük tutacağından dolayı hücreye glikoz girişinde süreklilik sağlanır. . . Karaciğer, eritrosit ve beyin hücrelerinin haricinde kas hücreleri ve adipositlerde insüline bağımlı transport proteinler bulunur. . Glikozun hücrelere girişinde özel transport proteinler (GLUT’lar) rol alır. 29
Glikozun Hücrelere Girişi ve Fosforilasyonu. Çeşitli dokularda iki adet sodyuma-bağımlı glikoz taşıyıcısı (SGLT) izoformu ve 5 adet GLUT izoformu tanımlanmıştır. . SGLT 1; 2 sodyum ve 1 glikoz’a ihtiyaç duyar. . SGLT 2 ise; 1 sodyum ve 1 glikoz’a ihtiyaç duyar ve insüline bağımlıdır. . SGLT’ler simportturlar, yani aynı anda iki farklı molekül taşırlar (sodyum ve glikoz) ve glikozun böbrek ile bağırsaktaki aktif transportunda konsantrasyon yoğunluğunun tersine doğru çalışırlar. 30
Glikozun Hücrelere Girişi ve Fosforilasyonu. GLUT 1, 2 ve 3; insüline bağımlı değildir. . GLUT 1 proksimal renal tubullerde glikozun geri emiliminde; eritrositler, kolon, plasenta ve beyinde ise glikozun hücre içine alınmasında rol oynar. . GLUT 2 pankreasın β hücrelerinde, intestinal kanalda, karaciğerde ve böbreklerde glikozun alımı ve atılmasında rol alır. . GLUT 3 nöronlar, plasenta ve diğer organlarda bazal glikoz alımından sorumludur. 31
Glikozun Hücrelere Girişi ve Fosforilasyonu. GLUT 4, insüline bağımlı tek taşıyıcıdır ve primer olarak kas ve yağ dokuda bulunur. . İnsülin tarafından membrandaki c-kinaz geçidi üzerinden uyarılır. . Özellikle adipoz doku hücrelerinde golgi aparatında inaktif havuz şeklinde bulunduğu düşünülmektedir. 32
33
34
Glikozun Hücrelere Girişi ve Fosforilasyonu. Hücreye giren serbest glikoza fosforilasyonla bir fosfat bağlanarak glikoz-6 -fosfat oluşturulur. . Bu fosforilasyon, hücre içi serbest glikoz konsantrasyonunun düşük tutularak girişin devam etmesinde, glikozun metabolik yollara girebilmesinde ve glikozun membranı geçerek hücre dışına çıkmasının engellenmesinde önemlidir. . Glikozun fosforilasyonu, hekzokinaz ve glikokinaz enzimleri tarafından kataliz edilir. . Heksokinaz sadece glikozu değil diğer monosakkaritleri de substrat olarak kabul eden bir enzimdir. 35
Glikozun Hücrelere Girişi ve Fosforilasyonu. Heksokinaz karaciğer, iskelet kası ve birçok dokuda bulunur. . İnsülinden direkt olarak etkilenmez. . Oluşan glikoz-6 -fosfat tarafından inhibe edilebilir. . Glikokinaz enzimi ise sadece glikoza spesifiktir. . Karaciğer ve pankreasın β hücrelerinde bulunur. 36
Glikozun Hücrelere Girişi ve Fosforilasyonu. Glikokinaz aktivitesi insülin tarafından arttırılır, diabetojenik hormonlar tarafından ise azaltılır. . Oluşan glikoz-6 -fosfat tarafından inhibe edilemez. . Kas, adipoz doku ve karaciğer hücrelerinde glikozun net akışını insülin belirler. . İnsülin karaciğerde glikokinaz sentezini arttırmasına rağmen, GLUT 2’nin glikoz taşıyıcı aktivitesine etki yapmamaktadır. 37
38
Glikozun Hücrelere Girişi ve Fosforilasyonu. Hücreye alınan glikozun fosforilasyonu sonucu şekillenen glikoz 6 fosfat molekülleri, bir çok metabolik yolda kullanılırlar. . Fosfatlanmış glikoz, organizmanın durumu ve uyarılara göre değişik metabolizma yollarına girebilir. 39
Glikojen, hayvanların depo karbonhidrat formudur. . Bitkilerdeki nişastanın hayvanlardaki karşılığıdır. . Başlıca karaciğer (yaş ağırlığının % 6 -8’i) ve kasta (yaş ağırlığının % 1’i) depo edilir. . Kas kütlesi daha çok olduğu için glikojen, karaciğere göre kasta 3 -4 kat daha fazla depo edilmektedir. 40
Glikojen. Hücrelerin sitoplazmasında bulunur ve ortalama 60. 000 adet glikoz taşır. . Hidrofiliktir ve yapısının % 65’i sudur. . Örneğin bir köpek yağ depolayabildiği kadar glikojen depolayabilseydi ağırlığı, şu anki ağırlığının yaklaşık 2 kat daha fazlası olurdu. 41
Glikojen. Bu nedenle canlılar enerjiyi, su içeriği daha az olan yağ şeklinde depo etmeyi tercih ederler. . Glikojenoliz (glikojenin parçalanması) ve glikojenez (glikojen sentezi) ayrı metabolik geçitler üzerinden gerçekleşirler. . Her iki süreç te fizyolojik ve dinamik olarak gerçekleşip, çeşitli hormon ve nörotransmitter maddeler tarafından regüle edilmektedir. 42
Glikojenez. Glikozdan glikojen sentezlenmesidir. . Özellikle karaciğer, böbrekler, adipositler, iskelet kası ve kalp kasında gerçekleşir. 43
Glikojenoliz. Glikojenden glikoz moleküllerinin ayrılmasıdır. . Glikoz-6 -fosfataz enzimi, glikoz-6 -fosfat’ın serbest glikoz ve inorganik fosfata parçalanmasını ve böylece kan dolaşımına glikoz verilmesini sağlar. . Bu enzim karaciğer, böbrek ve sınırlı olarak ta bağırsakta bulunur. 44
Glikojenoliz. Kas ve yağ dokuda glikoz-6 -fosfataz enzimi bulunmamaktadır. . Dolayısıyla sadece, glikoz-6 -fosfataz enzimi içeren dokular dolaşıma serbest glikoz verebilmektedirler. . Karaciğerdeki glikoz-6 -fosfataz enzimi, özellikle diabetojenik hormonlar tarafından uyarılır ve insülin tarafından inhibe edilir. 45
Glikojenoliz. Kas hücreleri heksozları sadece kendi ihtiyaçları için kullanılır. . Karaciğer, glikojenoliz yoluyla kan dolaşımına glikoz vererek vücudun bütün glikoz ihtiyacını karşılar. . Glikojen yıkımlanması (glikojenoliz), karaciğerde egzersiz ve açlık durumunda, kasta ise egzersiz sırasında gerçekleşir. 46
Glikojen Depolama Hastalıkları. Glikojen depolama hastalıkları kalıtsal olarak gelişen metabolik bozukluklar sonucu glikojenin parçalanması, anormal formlarda depo edilmesi, kas zayıflığı, egzersize toleranssızlık ve bazen de ölümle karakterize durumlardır. . Bu hastalıklarda glikojen, normal metabolik yollardan sentez edilemez veya yıkımlanamaz. . Özellikle bazı küçük ırk köpeklerde, kedilerde, atlarda ve primatlarda görülmektedir. 47
Glikojen Depolama Hastalıkları. Tip I Von Gierke hastalığı: Hücrelerde glikoz-6 -fosfataz enzimi noksanlığı vardır. . Tip II Pompe hastalığı: Glikojen dallanma enzimi noksanlığı sonucu glikojen depolanması minimal düzeydedir. . Klinik olarak gastrik reflü, mega özafagus, genel kas zayıflığı ve kardiak anomaliler ile karakterizedir. . Tip III Cori hastalığı: Özellikle köpeklerde görülür. . Dal kırıcı enzim noksanlığı söz konusudur. 48
Glikojen Depolama Hastalıkları. Bu 3 tip hastalığın kesin teşhisi için, etkilenen dokulardan enzim analizleri yapılmalıdır. . Tip I için karaciğer, kas ve bağırsak; Tip II için iskelet kası, lökosit ve deri fibroblastları; Tip III için karaciğer, kas ve deri fibroblastları alınır. . Etkilenen hastalarda genel olarak egzersize toleranssızlık, hipoglisemi, hiperlipidemi, hepatomegali ve ketonemi görülür. 49
Glikojen Depolama Hastalıkları. Hasta hayvanlarda hipoglisemiye yanıt olarak, hormonlar devreye girer ve lipoliz ile glikoneojenezi aktive ederler. . Hastalığın prognozu kötüdür. . Köpeklerde görülen bir diğer glikojen depolama anomalisi de, steroidler (örneğin glikokortikoidler) nedeniyle gelişmektedir. . Etkilenen hayvanlarda aşırı glikojen depolanmasına ve birikmesine bağlı olarak hepatomegali gelişir. 50
Glikoliz. Glikozun enerji üretimi için yıkımlanması yoludur. . Glikoliz memeli hücrelerinde glikozun primer katabolik yoludur ve sitoplazmada gerçekleşir. . Aerobik veya anaerobik olarak şekillenebilir. . Anaerobik glikolizde son ürünler memelilerde pirüvat ve laktat, bakterilerde propiyonat, mayalarda ise etanol’dür. 51
Glikoliz. Pirüvat’ın laktat’a veya etanol’e dönüşümünde, glikolizin ilk basamaklarında elde edilen NADH kullanılır. . Böylece anaerobik glikoliz devam eder. . Mayalarda karbonhidratların bu çeşit anaerobik fermentasyonu (alkolik fermentasyon), bira ve şarap endüstrisinin temelini oluşturur. 52
53
Glikoliz. Memeli ve kanatlı türlerinin eritrositlerinde bulunan difosfogliseromutaz enzimi, önemli bir ara metabolit olan 2, 3 difosfogliserat’ın oluşumunu katalizler. . Bu madde, hemoglobin’in oksijene bağlanma afinitesini düşürür ve böylece oksijenin dokularda serbest kalışını düzenlemiş olur. 54
Glikoliz. Glikozun yıkılması ile gliserol-3 -fosfat artışı olur. . Bu madde trigliseritlerin ve çoğu fosfolipidlerin ana çatısını oluşturur. . Bunun yanında kaslarda anaerobik glikoliz sonucunda üretilen laktat, dolaşım ile karaciğere gönderilip glikoza çevrilebilir (cori döngüsü). 55
Heksoz Monofosfat Yolu (Pentoz Fosfat Geçidi). Glikoliz ara ürünlerinden kaynaklanmaktadır. . Lipid biyosentezinde gerekli olan NADPH’ların ve nükleik asit sentezinde kullanılan riboz’un sentez edildiği yoldur. 56
Heksoz Monofosfat Yolu (Pentoz Fosfat Geçidi). Özellikle laktasyonda süt yağlarının sentezi için aktivitesi yüksektir. . Eritrositlerde çok yüksek oranda gerçekleşir. . Bu yolla üretilen NADPH, glutatyon sentezi için de kullanılır. 57
Heksoz Monofosfat Yolu (Pentoz Fosfat Geçidi). Heksoz monofosfat geçidinde görevli olan glikoz-6 -fosfat dehidrojenaz enziminin eksikliği ve bunu takiben eritrositlerde NADPH üretiminin bozulması, Weimaraner ırkı köpeklerde bildirilmiştir ve özellikle akdeniz, asya ve afrika kökenli insanlarda en sık görülen enzimopatidir. . Eritrositlerde glikoz-6 -fosfat dehidrojenaz enzimi eksikliğinde methemoglobin miktarı artar, indirgenmiş glutatyon miktarı düşer ve H 2 O 2 miktarı artar. . Sonuç olarak, eritrosit membranlarının parçalanabilirliği artar ve hemoliz şekillenir. 58
Üronik Asit Geçidi. Glikoliz haricinde glikoz kullanım yollarından biri de glikozun direkt oksidasyonudur. . Glikolitik ara metabolitler üzerinden gerçekleşir. . Bu yolla mukopolisakkaritler sentez edilir. . Heksoz monofosfat yolu ile bağlantısı vardır. 59
Üronik Asit Geçidi. Glikozun 3 farklı yoldan direkt oksidasyonu vardır. . Glikozun 1. karbondan oksidasyonu ile glonik asit, 6. karbondan oksidasyonu ile gliküronik asit (gliküronat), 1. ve 6. karbonlardan birarada oksidasyonu ile de glikarik asit şekillenir. . Bu yolda üridin difosfat gliküronik asit (UDP-gliküronat) sentezi, glikoz -6 -fosfat üzerinden gerçekleşir. 60
Üronik Asit Geçidi. Üronik asit geçidinde sentezlenen gliküronat, NADPH tarafından indirgenir ve L-glonat oluşur. . Çoğu hayvanda dönüştürülebilir. L-glonat, L-askorbat’a (C vitamini) . Bu reaksiyonu L-glonolakton oksidaz enzimi katalizler. 61
Üronik Asit Geçidi. Primatlar, insanlar, balıklar, yarasalar, ötücü kuşlar ve kobaylar (guinea pigs) bu enzim yönünden yoksundurlar. . Bu yüzden bu canlılarda C vitamini sentezlenemez ve dışarıdan alınması gerekir. . Eksojen kimyasalların konjugasyon reaksiyonlarında görev alan enzim, UDP-gliküronozil transferaz’dır ve karaciğerde çeşitli izoenzimleri vardır. 62
Üronik Asit Geçidi. Kedilerde eksojen bileşiklere karşı sentezlenen UDP-gliküronozil transferaz enziminin izoformları, daha az çeşitlilik göstermektedir. . Dolayısı ile kedilerin özellikle aspirin, asetaminofen, diazepam ve morfin gibi bazı ilaçları hepatik gliküronid konjugasyon mekanizması ile konjuge etmesi ve vücuttan uzaklaştırması zordur. . Bu durum, evrim sürecinde kedilerin tam bir karnivor oluşuna neden olmuştur. 63
TCA siklusu. Aerob yolda pirüvattan asetil-Ko. A sentezlenir ve bu da mitokondrilerde gerçekleştirilen TCA siklusuna katılır. . Son ürünler CO 2, H 2 O ve oksidatif fosforilasyon sonucunda oluşturulan ATP’dir. . Sitoplazmada pirüvata duyarlı bir enzim olan malik enzim, malat’ın pirüvata dönüşümünü katalizler. . Bu enzim, bir dekarboksilazdır ve lipojenezde ilave NADPH kaynağı sağlar. 64
TCA siklusu. Ruminantlarda malik enzim aktivitesi düşüktür. . Diğer memeliler ise glikozu bu yol vasıtasıyla lipojenezde kullanabilir. . Pirüvat ve TCA siklusunun ara metabolitleri, endojen amino asitlerin sentezinde kullanılabilirler. . Asetil-Ko. A, uzun zincirli yağ asitlerinin ve kolesterol’ün sentezinde kullanılır. 65
Glikoneojenez. Karbonhidrat olmayan moleküllerden karbonhidrat sentezlenmesidir. . Karaciğerde gerçekleşir. . Hepatik glikoneojenez, ruminantlar ve karnivorlarda sürekli olarak gerçekleşir ve gıda tüketimi ile ilişkisi ya hiç yoktur veya çok azdır. . Ruminantlarda hem açlık hem de tokluk durumunda glikoneojenez’in % 5 -7’si, amino asitlerden sağlanır. 66
Glikoneojenez. Laktat, egzersiz sırasında oluşturulan iyi bir glikoz kaynağıdır. . Ruminantların konsantre karbonhidratlar ile beslenmesi sırasında rumende laktat konsantrasyonu artar ve hepatik glikoneojenez için önemli bir substrat olur. . Tüm hayvanlarda hayatta kalmak için lipoliz şarttır. 67
Glikoneojenez. Gliserol, beyaz adipoz dokuda gliserol kinaz enzimi olmadığı için lipoliz sonucunda artık ürün olarak ortaya çıkar ve başlıca karaciğerde, az oranda da böbreklerde glikoz’a çevrilir. . Özellikle kış uykusuna yatan ayı gibi hayvanlarda gliserol, önemli bir glikoz kaynağıdır. . Propiyonat, TCA siklusunun ikame moleküllerindendir. . Süksinil-Ko. A’ya dönüşerek TCA siklusuna katılır. 68
Glikoneojenez. Propiyonat, ruminantlar ve diğer herbivorlarda rumendeki mikrobiyal karbonhidrat sindirimi sırasında açığa çıkan bir uçucu yağ asididir. . Özellikle ruminantlarda çok önemlidir ve bu hayvanlarda propiyonat’ın TCA siklusuna katılımı, başlıca hepatik glikoneojenetik yoldur. . Propiyonat dışında mikrobiyal sindirim sonucu üretilen diğer uçucu yağ asitleri olan asetat ve bütirat, glikoz sentezi için net C atomları veremezler. . Fosfoenol pirüvat karboksikinaz enzimi, sitoplazmada oksaloasetik asit’in fosfoenol pirüvik asit’e dönüşümünü katalizler. 69
Glikoneojenez. Reaksiyon için gerekli enerji, GTP’den sağlanır. . GTP, TCA siklusunda süksinil-Ko. A’nın süksinata çevrilmesi sırasında elde edilir. . Fosfoenol pirüvat karboksikinaz enzimi, çoğu hayvanda sitoplazma içindedir. . Buna karşın kobaylarda enzimin % 50’si, kuşlarda ise % 100’e yakını mitokondri içinde bulunur. 70
71
Oksidatif Fosforilasyon (Elektron Transport Zinciri) Bozuklukları. Oksidatif fosforilasyonda elektron transport zinciri sistemini inhibe eden ajanlar, hücresel solunumu 4 farklı noktadan engelleyebilirler: * Kompleks I’i inhibe edenler: Barbitüratlar, insektisidler, balık zehirleri. * Kompleks II’yi inhibe edenler: Malonat, karboksin, TTFA (tenoyltrifloroaseton (Fe şelasyon ajanı)). 72
Oksidatif Fosforilasyon (Elektron Transport Zinciri) Bozuklukları * Kompleks III’ü inhibe edenler: Dimerkaprol, antimisin, antibiyotikler. * Kompleks IV’ü inhibe edenler: H 2 S içeren zehirler, karbonmonoksit, siyanid. . Oligomisin, F 0 kanalında (mitokondri membranı boyunca proton (H+) translokasyon kanalı) H+ hareketini engelleyerek ATP sentezini engeller. 73
74
Oksidatif Fosforilasyon (Elektron Transport Zinciri) Bozuklukları. Uncouplerlar (birbirinden ayırıcılar), oksidasyonu fosforilasyondan ayıran moleküllerdir. . Devreye girdiklerinde NADH ve FADH 2 okside olur, ısı üretilir fakat oksidasyondan elde edilen enerji ATP sentezinde kullanılamaz. . Eksojen uncouplerlar: Dinitrokresol (herbisid), valinomisin, gramisidin, 2, 4 -dinitrofenol (antiseptik ve pestisid). 75
Oksidatif Fosforilasyon (Elektron Transport Zinciri) Bozuklukları. Uncouplerlar doğal olarak özellikle yeni doğanlarda, kış uykusunda veya soğuğa adapte olan hayvanlarda metabolik olarak ısı üretimi için kullanılır. . Termojenin, doğal ve iç mitokondrial membranda bulunan bir oksidatif fosforilasyon uncoupler’ıdır. . Transmembran H+ taşıyıcısı olarak görev yapar. 76
Oksidatif Fosforilasyon (Elektron Transport Zinciri) Bozuklukları. Esmer adipoz dokuda bulunur. . Esmer adipoz doku, ısı üretimi için özelleşmiştir ve bol miktarda mitokondrium içerir (esmer renk te bundan kaynaklanır). . Termojenin, foklar ve diğer soğuğa adapte olan hayvanların kas hücrelerinin mitokondrilerinde de bulunur. 77
Oksidatif Fosforilasyon (Elektron Transport Zinciri) Bozuklukları. Yağ asitleri de, termojenin içeren mitokondriumlarda endojen uncouplerlar olarak görev alabilirler. . Yeni doğanların kan damarları, esmer adipoz doku ile kuşatılmıştır. . Buralarda yağ asitlerinin oksidasyonu ile ısı açığa çıkar ve dolaşım kanının sıcaklığı korunmuş olur. 78
Oksidatif Fosforilasyon (Elektron Transport Zinciri) Bozuklukları. Norepinefrin, beyaz adipoz dokudan yağ asitlerinin salınımını kontrol eder. . Soğuk stresi, tiroksin hormonunun salınımına neden olur. . Bu da lipolizi tetikler ve oksidasyon ile fosforilasyonun eşleşmesi engellenmiş olur (uncoupling). 79
- Slides: 79