close

Enter

Log in using OpenID

Açlık Tokluk Metabolizması

embedDownload
Açlık Tokluk Metabolizması Yrd. Doç. Dr. Bekir Engin Eser Zirve Üniversitesi EBN Tıp Fakültesi Tıbbi Biyokimya A.B.D. İştah ve Açlık Merkezleri •  Besin alınımı vücudun metabolik faaliyetleri için gereken enerjinin karşılanması için bir ihJyaçKr •  Vücudumuz bu ihJyacın karşılanması için fizyolojik ve piskolojik mekanizmalar kullanır •  Besin alınımını etkileyen faktörler: -­‐Beyinde bulunan açlık ve tokluk merkezleri -­‐Besin alımı sonrası bu alımın kesilmesi için uyarı alma sistemi Açlık ve Tokluk Merkezleri •  Açlık ve tokluk merkezleri hipotalamusta bulunur •  Açlık merkezi hipotalamusun lateral bölgesinde, tokluk merkezi ise ventromedikal hipotalamustadır •  Hipotalamusta bulunan nöronlar, endokanabinoidleri (neuro modulatory lipids) üreterek iştahı ve açlığı düzenlerler hVp://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/digesJon/pregastric/hypocenters.gif İştah ve Açlık Merkezleri •  Açlık ve tokluk fizyolojik bir tepkidir •  Ancak fizyolojik tepki tek başına yeterli değildir •  Yiyecek alımı iştahla kontrol edilir •  Fizyolojik gereksinimin yanında piskolojik gereksinim de önemlidir (tat alma zavki, lezzet, sosyal çevre gibi) •  Ayrıca çeşitli hastalıklar ve alışkanlıklar da açlık ve tokluğu etkiler Doyma ve Açlık döngüsü besin alımı Açlık kan glikoz seviyesinin yükselmesi lateral hipotalamusun açılması kan glikoz seviyesinin düşmesi ventro medial hipotalamusun açılması Doygunluk hissi besin alımının durdurulması İnsulin ve Glukagon •  Kandaki glikoz miktarı insulin ve glukagon adı verilen iki hormon tara[ndan düzenlenir •  Bu hormonlar vücuVaki homeostazi için önemlidir •  Bu iki hormon da pankreas tara[ndan üreJlip salgılanır •  İnsulin ve glukagon üreJmindeki bozukluklar diabetes denilen hastalığı neJce verir hVp://www.endocrineweb.com/condiJons/diabetes/normal-­‐regulaJon-­‐blood-­‐glucose İnsulin •  PepJt yapısındaki bir hormondur •  51 amino asiVen oluşur •  Pankreastaki beta-­‐
hücreleri tara[ndan salgılanır •  VücuVaki karbonhidrat ve yağ metabolizmasını düzenleyen önemli bir hormondur •  Reseptörlere bağlanarak etkisini gösterir akJf formu Zn iyonlarının varlığında hekzamer oluşur – inakJf form kana difüzyonu yavaşKr İnsulin •  Pankreastan her zaman az miktarda insulin salınımı olur •  Kan şekerinin yükseldiği durumlarda ise salgılanması artarak kandaki glikozun hücrelere (kas, kırmızı kan ve yağ hücreleri) geçmesini sağlar •  Bu şekilde kanda artmış olan glikoz düzeyi normal seviyelere geJrilmiş olur •  Özellikle yemekten sonra kandaki glikoz düzeyinin artmasından dolayı salgılanması artar •  Kan şekerinin düştüğü durumlarda (açlık gibi) ise insulin salgılanması düşer Glukagon •  PepJd yapısındaki bir hormondur •  29 amino asiVen oluşur •  Pankreastaki alfa hücreleri tara[ndan salgılanır hVp://www.diapedia.org/metabolism/glucagon crystal structure of glucagon Glukagon •  Kandaki glikoz miktarı düştüğü zaman (özellikle açlık durumunda ve egzersiz yaparken) salgılanarak karaciğerde depo edilen glikozun (glikojen) kana geçmesini sağlar •  Kısacası karaciğerde glikojenin glikoza çevrilerek kana geçmesini sağlar •  Kan şekerinin yüksek olduğu durumlarda alfa hücrelerinden glukagon salgısı olmaz (insulinden farklı olarak) •  Glukagon aynı zamanda karaciğerde (alınan besinlerden) glikoz sentezini de etkiler Kan Şekeri Değerleri •  Vücudumuzda kan şekeri seviyesi genellikle 70-­‐110 mg/dl arasında tutulur •  Üst seviye olan 110 mg/dl normal kabul edilebilir olmasına rağmen ancak besin alımından 2-­‐3 saat sonrasında görülmesi normaldir •  70 mg/dl’nin alKndaki durumlara hipoglisemi; •  180 mg/dl veya üzerinde olduğu durumlara ise hiperglisemi adı verilir Tokluk Durumunda Metabolizma •  Yemekten 2-­‐4 saat sonra besinlerin emilimi başlar •  Plazmada glikoz, amino asitler ve trigliseritlerin düzeyi yükselir •  İnce bağırsak mukozasında şilomikron (lipoprotein) sentezi artar •  Pankreastan insulin salgısı artarken glukagon salgısı azalır •  Trigliserit, glikojen ve protein sentezi uyarılır •  Genel olarak vücudun değişik kısımlarındaki metabolizmada değişiklikler olur Merkezi Molekül Olarak AseJl-­‐KoA
carbohydrates
glycogen
proteins
glucose
fats
glycolysis
pyruvate
oxidation
amino acids
acetyl-CoA
citric acid
cycle
fatty acids
fatty acid
oxidation
fatty acid
synthesis
CO2 + energy
Glucose in excess of metabolic needs results in fat deposition
1) EnzimaJk Değişiklikler •  Enzim akJvitesinin regülasyonu yoluyla birtakım enzimlerin akJvitelerinin arKrılıp azalKlmasıdır. Aşağıdaki şekillerde olur: 1) Allosterik Düzenleme 2) Geri-­‐beslemeli İnhibisyon 3) Kaskat Sistemler/Kovalent Modifikasyon 4) Enzim Sentezinin İndüksiyonu ve Represyonu 5) Proenzimler 1) EnzimaJk Değişiklikler •  Allosterik etki: Glikoliz olayında oluşan fruktoz-­‐2,6-­‐difosfat molekülünün fosfofruktokinaz enzimini allosterik yolla akJve etmesi (poziJf efektör) •  Kovalent modifikasyon: Birçok enzimim regülasyonu fosforilasyon/defosforilasyon olaylarıyla kontrol edilir •  Enzim sentezinin İndüksiyonu ve Represyonu: İyi beslenme durumunda kandaki insüli düzeyinin artması 2) Karaciğerdeki Değişiklikler •  Yiyeceklerin büyük kısmı sindirim ve besin emiliminden sonra karaciğere geJrilirler •  Burada depo işlemi veya diğer dokulara dağıKm yapılır Karaciğerde Karbonhidrat Metabolizması •  Besin yoluyla alınan glikoz karaciğerde glikojene çevrilir •  Karaciğerdeki glikoz miktarının artması glikokinaz enzimini uyararak glikoz-­‐6-­‐fosfat sentezini arKrır •  Glikoz-­‐6-­‐fosfat molekülü glikojen sentetaz enzimi vasıtasıyla depo maddesi olan glikojene çevrilir •  Glikoz-­‐6-­‐fosfat molekülünün artması ayrıca karaciğerdeki glikozun %5-­‐10 kadarının da metabolize edilmesini sağlar •  Artan insulin miktarıyla ise glikozun aseJl-­‐KoA’ya dönüşümü uyarılır; aseJl-­‐KoA’dan enerji üreJmi ve yağ asidi sentezi gerçekleşir Karaciğerde Yağ Metabolizması •  Besin sindiriminden sonra emilen yağ asitleri şilomikronlarla karaciğer kontrolüne girmeden periferal dokulara taşınırlar •  Karaciğerde glikoz miktarının artması yağ asidi sentezini arKrır •  Yağ asitlerinin sentezinden sonra 3 yağ asidi 1 gliserol molekülü ile esterleşJrilerek lipid depo maddesi olan trigliseritler sentezlenir •  Sentezlene trigliseritler VLDL ve LDL içerisinde kan yoluyla diğer dokulara gönderilirler (başta adipoz dokular) Yağ Asitlerinin Sentezi •  Yağ asitlerinin sentezi sitoplazmada gerçekleşir ve lipogenez olarak da isimlendirilir •  Lipogenez birçok dokuda yapılabilir (karaciğer, böbrek, beyin, akciğer, adipoz doku) •  Yağ asidi sentezindeki ilk basamakta ase@l-­‐KoA molekülünün bikarbonat molekülü aracılığıyla karboksilasyonu sonucu malonil-­‐KoA oluşur •  Bu reaksiyonu gerçekleşJren enzim ase@l-­‐KoA karboksilazdır (Reaksiyon için biyoJn ve ATP’ye ihJyaç duyulur) •  Malonil-­‐KoA molekülü oluştuktan sonra yağ asidi sentetaz enzim kompleksi (7 enzimden oluşur) tara[ndan her döngüde iki karbon atomu takılarak zincir uzaKlır •  16 Karbonlu (palmitat) yağ asidine gelindiğinde sentaz kompleksinden ayrılma olur ve sentez bu aşamada sonlanır Yağ Asidi Sentezi ÖzeJ acetyl-­‐CoA + 7 malonyl-­‐CoA + 14 NADPH palmitate + 7 CO2 + 14 NADP+ + 8 CoA hVp://dailymed.nlm.nih.gov/dailymed/fda/fdaDrugXsl.cfm?seJd=1c12b44c-­‐f074-­‐4a14-­‐efad-­‐4a6c743613cf&type=display Triaçilgliserol Sentezi •  Triaçilgliseroller yağların vücudumuzdaki depo şeklidir •  Triaçilgliseroller, omurgalıların karaciğer, bağırsak ve yağ dokusu (adipoz) hücrelerinde akJf olarak sentez edilir •  Sentez için gliserol 3-­‐fosfat ve açil-­‐KoA molekülleri gereklidir (açil-­‐KoA, yağ asitlerinin akJf halidir) gliserol 3-­‐fosfat Karaciğerde Amino Asitlerin Oksidasyonu (Yıkımı) •  Amino asitlerin yıkımı mitokondride gerçekleşir •  Amino asitlerin yıkımındaki ilk basamak azotun uzaklaşKrılmasıdır (deaminasyon) •  Amino asitler sitrik asit döngüsüne kaKlacak moleküllere parçalanırlar (AseJl-­‐KoA moleküllerine) •  Bu şekilde proteinlerden enerji elde edilebilir •  VücuVa protein depolanması olmaz 3) Yağ dokusu •  VücuVaki yağ oranı normalde %20-­‐25 civarında iken % 70’e ulaşabilir •  Vücut yağının artmasında ve obezite oluşumunda birçok sebep vardır: -­‐Fiziksel akJvite azlığı -­‐GeneJk yatkınlık -­‐Enerji etkinliği sorunu Adipoz Doku (Yağ dokusu) Beyaz Adipoz Doku 1)  Beyaz adipoz doku 2)  Kahverengi adipoz doku (yağ hücresi – adiposit) (depo edilen yağ büyük tek bir damla halinde bulunur) çekirdek ve sitoplazma köşeye sıkışmışKr Yağ dokusunda Metabolizma •  Yağ dokusu (adipoz) vücudumuzda lipitlerin özellikle trigliseritler şeklinde depolandığı dokulardır •  Genelde olmasa da bazı durumlarda aseJl-­‐KoA’dan yağ asidi sentezi adipoz dokularda gerçekleşebilir •  Adipozlara sağlanan lipitlerin çoğu besin yoluyla alınan yağlardan şilomikronlar ve VLDL aracılığıyla gelir •  Enerji gereksinimi durumunda trigliseritler lipaz enzimleri vasıyasıyla metabolize edilerek serbest yağ asitleri oluşturulur •  İyi beslenme durumunda glikoz düzeyi yükselir ve trigliseritlerin depolanması artar 4) İskelet Kasları: Karbonhidrat Metabolizması •  Kaslar yüksek oranda ATP harcayan dokulardır •  Vücudun oksijen tükeJminin %30’u kaslarda olur; egzersiz durumunda bu oran % 90’a kadar çıkabilir •  Karbonhidratlı yiyecek alımı sonrası kanda glikoz ve insülin oranları yükselir •  Bunun neJcesinde kas dokularına da glikoz girişi artar •  Glikoz fosfatlanarak glikos-­‐6-­‐fosfata dönüştürülür ve metabolize edilerek enerji elde edilir (glikoliz ve oksidaJf fosforilasyon) 4) İskelet Kasları: Yağ ve Protein Metabolizması •  Yağ asitleri ise kaslar için ikincil enerji kaynağıdır •  Yağ asitleri lipoprotein lipaz enzimi vasıtasıyla şilomikronlardan ve VLDL’den serbest bırakılır •  Dallı zincirli amino asitlerin kaslarda tutumu yüksekJr ve bunlar hem protein sentezi hem de enerji kaynağı olarak kullanılırlar 5) Beyin •  Beyin vücut ağırlığının %2 ‘sini oluşturur •  Dinlenme halinde beyinin kullandığı oksijen miktarı vücuVaki bazal oksijenin %20 ‘sidir •  Beyin tara[ndan kullanılan enerji sabivr •  Beyine enerji veren moleküllerin beyin hücrelerine ulaşmaları için kan-­‐beyin bariyerini geçmeleri gerekir (blood-­‐brain barrier) •  Beyindeki enerji üreJmi için glikoz başlıca kaynakKr •  Ayrıca uzun süreli açlık durumlarında keton cisimcikleri de enerji ihJyacı için beyin tara[ndan kullanılırlar Keton Cisimcikleri •  Yağ asidi oksidasyonu sırasında karaciğerin üretmiş olduğu bir molekül grubudur •  3-­‐hidroksibü@rat (beta-­‐hidroksibüJrat), asetoasetat ve aseton olmak üzere 3 adet suda çözünebilen molekülden oluşur •  Yağ asidi oksidasyonu (yıkımı) esnasında keton cisimciklerinin oluşmasına ketogenez (ketogenesis) denir hVp://eaJngacademy.com/nutriJon/ketosis-­‐advantaged-­‐or-­‐misunderstood-­‐state-­‐part-­‐i Keton grubu Beyindeki Karbonhidrat Metabolizması •  Beynimiz günde yaklaşık olarak 140 g glikozu enerji üreJmi için kullanır •  Bu glikozun tamamı oksidaJf fosforilasyonla CO2 ve suya yükseltgenir •  Beyinde glikojen deposu yoktur ve glikoz tamamen kandan alınarak harcanır Beyindeki Yağ Metabolizması •  Beyinde yağ deposu (trigliserit) yoktur •  Kandan gelen yağ asitlerinin oksidasyonuyla beyinde enerji üreJmi çok azdır •  Bunun sebebi kandan sağlanan yağ asitlerinin kan-­‐beyin bariyerini aşamamalarıdır Tokluk Durumundaki Metabolizma ÖzeJ •  Yiyecek alımı sonrası kanda glikoz ve amino asitlerin seviyelerinin yükselmesi pankreastan insülin salgılanmasını uyarır; glukagon salgılanması ise inhibe edilir 1) Kasların glikoz alımı uyarılır 2) Karaciğer ve kaslarda artan glikoz, glikojen sentezini uyarır 3) Glikoz düzeyinin yükselmesi, dokulardaki trigliserit sentezini uyarır 4) Protein sentez hızındaki yükselme doku amino asit oluşumunu uyarır Besin Alımından Sonra Kan Şekerini Düzenleyen Faktörler 1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
Alınan besinin bileşimi ve miktarı Besinin mideden ince bağırsağa geçme hızı Sindirim ve emilimin etkinliği Pankreastan insülin salınım miktarı Karaciğerde glikoz ve insülinin metabolizması Glikozun beyin, kas ve yağ dokusu tara[ndan kullanımı 7.  Kandan idarara şeker geçişi Açlıkta ve Oruç Durumunda Metabolizma •  Açlıkta plazmadaki glikoz, amino asit ve trigliserit değerleri düşer •  İnsüli salgısı azalırken, glukagon seviyesi yükselir •  Katabolik devre başlar •  Yağ (adipoz) dokudan yağ asidi mobilizasyonu başlar •  Keton cisimcikleri enerji eldesi için kullanılır Açlık Durumundaki Yakıt Depoları •  70 kg vücut ağırlığına sahip bir insanda yaklaşık 64 kg protein, 14-­‐15 kg yağ ve 0.2 kg civarında glikojen deposu bulunur •  Öncelikle glikojen depoları daha sonra ise yağ depoları enerji üreJmi için kullanılır •  Proteinlerin vücuVa işlevleri olduğu için yıkımları tercih edilmez; ancak enerji ihJyacı durumunda proteinlerin yıkılmasıyla da enerji ihJyacı karşılanır Glukozdan Enerji Eldesi •  Bir glukoz molekülünden; glikoliz, sitrik asit ve oksidaJf fosforilasyon olayları sonucu toplam 40 ATP oluşur •  Bu olaylar esnasında iki yerde ATP kullanılır: 1)  Glikolizin ilk basamağında glukozun akJfleşJrilmesi için her glukoz başına 2 ATP harcanır 2)  Glikoliz sonucu oluşan NADH’ların mitokondriye taşınması için her NADH başına 1 ATP harcanır; Glukoz başına 2 NADH oluştuğu için toplam 2 ATP harcanmış olur [email protected] [email protected] toplam 40 ATP oluşup 4 ATP de harcandığı için oluşan net ATP sayısı 36’dır NET 36 ATP MOLEKÜLÜ OLUŞUR Yağ Asidi Oksidasyonu ve ATP üreJmi •  Yağ asitlerinin oksidasyonu sonucu çok sayıda ATP molekülü, yani enerji ü[email protected] •  Örneğin; bir mol palmiJk asidin (16 karbon atomlu yağ asidi) oksidasyonu (yıkımı) sonucu 106 mol ATP üreJmi yapılır: 1) Her yıkım döngüsü sonucu 4 ATP molekülü oluşur – 7 yıkım döngüsü (7 x 4 = 28 ATP) 2) Oluşan her aseJl-­‐KoA molekülü sitrik asit döngüsüne girerek her oksiadsyon sonucu 10 ATP molekülü oluşur (10 x 8 = 80 ATP) 3) Yağ asidinin ilk akJvasyonu esnasında 2 ATP molekülü harcanır 80 ATP + 28 ATP – 2 ATP = 106 ATP (106 x 51.6 kJ = 5470 kJ – palmiJk asidin yanma Serbest enerjisinin % 68’ine karşılık gelir) 
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
1 733 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content