METABOL ZMA. Metabolizmanın amacı nedir?

Transkript

1 METABOL ZMA Canlıda olu an ve devam eden fiziksel ve kimyasal olayların tümüne birden metabolizma adı verilmektedir Ara metabolizma, katabolizma ve anabolizma olmak üzere iki faz içerir; bu iki faz arasındaki ba lantıyı amfibolik yollar sa lar

2 METABOL ZMA Metabolizmanın amacı nedir? Ya am için gerekli enerjiyi besin maddelerinden sa lamak Canlı yapısını olu turmak amacıyla gerekli yapı ta larını sentezlemek sentezleyemediklerini besinleri parçalayarak sa lamak Yapı ta larından makro moleküller sentezlemek Makro molekülleri parçalayarak kendi amacına uygun olarak de i tirmek ve yeni bile ikler olu turmaktır.

3 METABOL ZMA Biyomoleküllerin sentezi, hücre ço alması, hareket, tamir gibi di er faaliyetler için enerji gereklidir. Hücrelerin kullandı ı enerji kimyasal enerjidir.bu enerji ATP (Adenozin trifosfat) molekülünden inorganik fosfatın hidroliziyle sa lanmaktadır

4 METABOL ZMA Her canlı hücre bir enerji dönü türücüsüdür. Canlı hücre, dı arıdan aldı ı kimyasal veya fiziksel enerjiyi, geli tirdi i bir sistemle, (~) eklinde sembolize edilen ve ATP ile ta ınan biyolojik enerjiye çevirir; daha sonra da ATP yi kullanarak i üretir. Biyolojik enerji dönü ümleri termodinamik yasalara uygun olarak gerçekle mektedir.

5 Biyolojik sistemlerde enerji ta ıyıcısı Bütün canlılarda biyolojik enerjinin ta ınmasında, yüksek enerjili fosfat bile i i olan adenozin trifosfat (ATP) molekülü rol oynamaktadır

6 Karbonhidratların sindirim ve emilimi Ni asta ve glikojen tükürükteki -amilaz etkisiyle a ızda enzimatik olarak parçalanmaya ba lar. Pankreas -amilazı ve ince ba ırsak 1,6- glikozidazı etkisiyle karbonhidrat sindirimi devam eder. Disakkaritler, ince ba ırsak epitel hücresi zarında yerle ik uygun disakkaridazlar tarafından tutulurlar.

7 KARBONH DRAT METABOL ZMASI Geli mi ülkelerde yeti kin bir insan, günlük kalori gereksiniminin yakla ık %40-50 gibi büyük bir kısmını karbonhidratlardan sa lamaktadır. Günde yakla ık 300 g karbonhidrat alınır ki bunun büyük bir bölümünü ni asta (~160 g) ve sakkaroz (~120 g) olu turmaktadır.

8 KARBONH DRAT METABOL ZMASI Ayrıca bir miktar laktoz (~30 g) ve glukoz ile fruktoz (~10 g) da alınır. Bitkisel besinlerle bol miktarda selüloz, ni asta ve sakkaroz alınır; hayvansal besinlerle ise glikojen ve laktoz alınır *Hayvansal polisakkarit olan glikojen, diyette az miktarda bulunur. *Diyetle alınması zorunlu olan spesifik bir eker yoktur.

9 KARBONH DRAT METABOL ZMASI Di arıdan alınan glukoz metabolizmasında ana yollar glikoliz, pentozfosfat yolu ve glikojen sentezidir:

10

11 KARBONH DRAT METABOL ZMASI Glikojenin kasta ve karaci erde depolanması farklı fonksiyonlar içindir. Kasta ve di er hücre tiplerinin ço unda depolanmı olan glikojen, ATP nin olu umu için bir yakıt kayna ı olarak i lev görür. Karaci erde depolanmı olan glikojen ise kan glukozu için bir kaynak olarak i lev görür

12 KARBONH DRAT METABOL ZMASI Glukoz, amino asitlere, trigliseridleri olu turacak gliserol ve ya asitlerine de dönü ebilir Ayrıca insanda fruktoz, galaktoz, ksiloz ve metabolik olaylar için gerekli tüm ekerler glukozdan sentez edilebilirler. Karbonhidrat metabolizmasının merkezinde bulunan glukoz, vücutta karbonhidrat olmayan bazı bile iklerden sentez edilebilmektedir:

13 YA LARIN METABOL ZMASI Besin maddelerinin büyük bir kısmı önemli oranda lipid içerir. Lipidler, ya lı yiyecek ve içeceklerde, ette bulunurlar ki günlük diyet g kadar lipid içerir. Diyetteki lipidlerin büyük ço unlu u trigliserid, az bir kısmı da fosfolipid, kolesterol ve kolesterol esteridir

14 Lipidlerin sindirim ve emilimi Nötralize kimus içindeki lipidlerin ince ba ırsakta sindiriminde ilk basamak emülsiyon olu umudur. Lipid sindiriminin ikinci basama ında emülsiyon partiküllerine safra tuzlarının katılmasıyla A o çapında miseller olu ur. Misellerdeki lipidlere enzimlerin etkisi sonucu lipidler hidrolitik olarak parçalanırlar. Trigliseridlerin hidrolizini katalize eden enzim, pankreas tarafından salgılanan ve optimal etkisini ph 7-9 da gösteren pankreatik lipazdır.

15 YA LARIN METABOL ZMASI Lipidlerin sindirimi ve emiliminden sonra, ince ba ırsak mukoza hücresinde 2- monogliseridlerden ekzojen trigliseridler olu ur. Bu ekzojen trigliseridler, az miktarda serbest kolesterol, kolesterol esteri ve fosfolipid ile bir araya gelirler, bir protein tabakasıyla da kaplanarak suda çözünebilir ve transport edilebilir ilomikronları olu tururlar. ilomikronlar da lenf sistemi yoluyla dola ıma katılırlar

16 YA LARIN METABOL ZMASI ilomikronlarda a ırlıkça % 2 oranında protein, %1 oranında serbest kolesterol, %3 oranında kolesterol esteri, %9 oranında fosfolipid, %85 oranında trigliserid bulunur ilomikronlar, aktive olan lipoprotein lipaz (LPL) etkisiyle trigliserid içeri inin ço unu kaybederler ve daha küçük çaplı ilomikron kalıntılarına dönü ürler. Karaci er hücrelerindeki ApoE reseptörleri ilomikron kalıntılarını tanır. Bu reseptörlerin etkisiyle ilomikron kalıntıları endositoz yoluyla karaci er hücresi içine alınırlar ve orada yıkılırlar Karaci erde ilomikron kalıntılarından VLDL ler olu ur ve bunlar da dola ıma verilirler:

17 YA LARIN METABOL ZMASI incebarsaktan ilomikron olarak dola ıma gelen lipoprotein yapısındaki tirgliseridler plazmada bulunan lipoprotein lipaz enzimi ile hidroliz edilerek serbest ya asitlerine çevrilirler. Plazmadaki ya asitleri albumin proteinine ba lanarak hücrelere ta ınırlar. Hücreye giren ya asiti ATP enerjisi ile KoA'ya ba lanarak aktive edilir.

18 YA LARIN BETA OKS DASYONU Ya asitleri doymu ya da doymamı hidrokarbon zincirleridir. Çift ya da tek karbon sayılı olabilirler. Her tipte ya asiti mitokondride beta oksidasyonu ile oksitlenmektedir. Beta oksidasyon tepkimeleri ya asitinden iki karbon birimi ve iki çift hidrojenin ayrılması ve bir mol su katılmasını içeren turlar eklindedir

19 YA LARIN BETA OKS DASYONU Karbonlar bitinceye kadar turlar devam eder. Her bir turda ayrılan iki karbon birimi asetil KoA olarak ve hidrojenler ise NADH2 ve FADH2 olarak ayrılır. Böylece, glukoz ve ya asitlerinin oksidasyonu ile olu an asetil-koa lar merkezi oksidasyon yeri olan sitrat döngüsünde karbondioksit ve suya kadar yıkılırlar.

20 PROTE N METABOL ZMASI Protein ve amino asitlerin vücuda alınması 70 kg a ırlı ında bir eri kin insan için günde yakla ık 75 g kadar protein gerekmektedir. Hayvansal gıdalar ve baklagiller gibi bitkisel gıdalarla alınan proteinler, midede ısı ve HCl etkisiyle denatüre olurlar. Sindirim kanalında besinsel proteinlerin hidrolitik enzimlerin etkisiyle tamamen parçalanması sonucu amino asitler olu ur

21 PROTE N METABOL ZMASI nce ba ırsak lümenindeki amino asitlerin hemen hemen hepsi intestinal villuslerin hücreleri tarafından emilirler ve ço u portal kana geçerek karaci ere ta ınırlar. Karaci ere gelen amino asitlerin bir kısmı, di er organların ve dokuların gereksinimini kar ılamak için sistemik kan dola ımına geçer

22 PROTE N METABOL ZMASI Besinlerden kaynaklanan amino asitlere ek olarak organizmanın bütün protein metabolizması amaçları için kullanabildi i, önemli miktarda amino asit de doku metabolizması sırasında olu maktadırlar. Özellikle açlık durumlarında, kaslarda depo edilmi olan proteinlerin yıkılımıyla önemli miktarda amino asit ortaya çıkar. Bu amino asitlerin bir kısmının karbon iskeleti organizmanın enerji ihtiyacını kar ılamak amacıyla kullanılır

23 PROTE N METABOL ZMASI Proteinlerin yıkılımı, proteazlar ve peptidazlarla ba lantılı olarak meydana gelir. ntrasellüler proteazlar, proteinlerin yapısındaki iç peptit ba larını hidroliz ederek peptitleri olu tururlar, peptitler de peptidazlar vasıtasıyla yıkıma u rayarak serbest amino asitleri meydana getirirler:

24 PROTE N METABOL ZMASI Canlı hücrelerin proteini, devamlı olarak protein dönü ümü ile yenilenir. Sa lıklı bir eri kinde her gün ba lıca kas proteininin yıkılımı ile meydana gelen protein dönü ümü, total proteininin %1-2 si kadardır. Serbest hale geçen amino asitlerin %75-80 i yeni protein sentezi için tekrar kullanılır. Geriye kalan amino asitlerin azotu, üre döngüsünde üreye dönü ür.

25 PROTE N METABOL ZMASI Karbon iskeleti (keto asit) genelde sitrat döngüsü ara ürünleri veya glukoz ve ya asiti yıkım ürünleridir. Bu nedenle deamine olan amino asitler sitrat döngüsünde oksitlenirler ya da glukoz ve ya asitlerine çevrilirler. Glukoza dönü ebilen amino asitlere glukojenik, ya asitlerine çevrilebilenlere ketojenik amino asitler denir.

26 PROTE N METABOL ZMASI Amino asit yıkım ürünlerinden glukoz sentezine glukoneogenez denir. Sitrat döngüsüne giren amino asitler okzaloasetat üzerinden fosfoenolpiruvat'a çevrilerek glikoliz tepkimelerinin ters i lemesi ile glukoza çevrilir. Glukoneogenez karaci erde meydana gelir ve açlık sırasında kan glukozunu dengede tutar

27 DOKULARDA PROTE N METABOL ZMASI amino asitler, kaynakları ne olursa olsun çe itli ekillerde kullanılırlar Glutamin ve alanin, iskelet kaslarından di er dokulara amino gruplarını ta ır. Glutamin, aynı zamanda protonların (H+) atılımı için böbreklere NH4+ ta ır ve böbrekler, immün sistem hücreleri için enerji kayna ı olarak görev görür

28 DOKULARDA PROTE N METABOL ZMASI Karaci er amino asit metabolizmasının önemli bir yeridir. Karaci erde amino asitlerin karbon iskeleti TCA siklusu veya glikolitik yolun ara ürünlerine, asetil- CoA ya veya keton cisimlerine dönü türülür; amino asitlerin azotundan da üre sentez edilir

29 DOKULARDA PROTE N METABOL ZMASI Beslenmeden sonra dallı zincirli amino asitlerin amino gruplarının iskelet kasından karaci ere ta ınmasında alanin önemli görev görmektedir Dallı zincirli amino asitlerin amino grupları, egzersiz sırasında pürin nükleotidleri döngüsüne de girer Beyinde glutamin, birçok farklı nörotransmitterin sentezi için azot ta ıyıcısı olarak görev görür

30 METABOL ZMANIN KONTROLÜ Metabolizma kendi ürünleri tarafından ve hormonlar tarafından kontrol edilmektedir. Hücrelerde yeterli miktarda ATP sentezlendi inde katabolik yollar durur. Bu, metabolik yollardaki bazı kontrol enzimlerinin ATP tarafından inhibe edilmesiyle sa lanır

31 METABOL ZMANIN KONTROLÜ Ayrıca, ATP sentezine kaynak olan bile ikler de benzer mekanizma ile metabolik yolları düzenlerler. Örne in asetil-koa, NADH ve sitrat Aynı ekilde, ADP, Pi, KoA, NAD'nin hücrelerde yükselmesi enerjiye olan ihtiyacın arttı ını gösterir. Bu bile ikler de metabolik yolları aktive ederle

32 METABOL ZMANIN KONTROLÜ Açlıkta kan ekerinin dü mesi pankreastan glukagon hormonunun salınmasını sa lar.böylece karaci er glikojenin glukoza yıkılması ve ya dokusundan ya asitlerinin hidrolizi hızlanır

33 METABOL ZMANIN KONTROLÜ Adrenalin kaslarda glikojenin glukoza yıkılmasını hızlandırır ve ya dokusundan ya asitlerinin hidrolizini sa lar Sonuçta Kanda yükselen glukoz, amino asit ve ya asitleri insulin hormonu tarafından hücrelere ta ınır ve enerji sa lamak amacıyla kullanılılar