Transcript GLÜKOOS kui inimkeha keskne süsivesik Ann Kaleviste

GLÜKOOS
kui inimkeha keskne süsivesik
Ann Kaleviste
stom 2. kursus
õppejõud Tiiu Vihalemm
SÜSIVESIKUTE METABOLISMI
PÕHIEESMÄRK, GLÜKOOS ON
INIMKEHA KESKNE SÜSIVESIK
-50-60% toiduenergia vajadusest
-Veresuhkru tase normis
-Glükoosi vastavad omadused
-Metaboolne “põhikütus”
-Ajukoe energia
GLÜKOOSI METABOLISMI PÕHIRAJAD
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Glükogenolüüs
Glükoneogenees
Glükolüüs
Glükogenees
Pentoosfosfaaditsükkel
Lipogenees
GLÜKOOSI VÕTMINE RAKKUDESSE JA
LÜLITUMINE METABOOLSETESSE
RADADESSE
-Glc transport rakkudesse on Na-sõltuv ko-transport
ja kergendatud difusioon valktransporteritega
-Glc-6-P on glükoosi metabolismi üks
võtmeühendeid
-Glc peab olema aktiveeritud:
Selleks fosforüülitakse glükoos ATP-ga ja
saadakse glükoos-6-fosfaat, mis läheb edasi
radadesse.
GLÜKOOS-6-FOSFAAT ON ÜKS
VÕTMEÜHENDEID
-Üle tema toimuvad kõik kataboolsed ja anaboolsed
rajad
-Glükoos peab olema aktiveeritud
-Glc-6-P on aktiveeritud vorm, mis läheb edasi
metaboolsetesse radadesse
ANAEROOBNE GLÜKOLÜÜS JA TEMA REGULATSIOON
-Toimub hapniku puudumisel
-Saadakse 2 laktaadi molekuli ja energiakasum on 2 ATP molekuli
-Glc aktiveeritakse Glc-6-P-ks, see tekitab heksoosi kinaasi ja muundub ise GAP-ks.
GAP-st saab püruvaat ja sellest laktaat.
-Anaeroobse glükolüüsi regulatsioon:
metaboolsete radade põhilised kontrollmehhanismid on substraadiga
varustatus, allosteeriline kontroll ja hormonaalne kontroll
-Ensüümide isovormideks on heksoosi kinaas ja glükoosi kinaas.
ANAEROOBSE GLÜKOLÜÜSI TÄHTSUS
-1. Asendamatu ATP tootja hapnikuvõla puhul
-2. Võimaldab rakkude elu lühiajalise hüpoksia juures
-3. Küpsete erütrotsüütide energiavajadus
-4. Aitab vältida Pyr kuhjumist
-5. Laktaat kui energiareserv
LAKTATSIDOOS
-Kui laktaadi kontsentratsioon vereplasmal on püsivalt
üle 5 mmol/l ja arteriaalse vere pH on alla 7,25
-Tavapõhjused:
a) kudede hüpoksia, pärsitud aeroobne
metabolism
b) pärilikud (nt eriti imikutel PyrDH
vähesusel kuhjuvad Pyr ja laktaat)
c) leukeemia, lümfoomid
d) keemilised (nt ravimid biguaniinid
põhjustavad, kui on neerupuudulikkus või
hüpoksiline seisund)
- Suurel alkoholi manustamisel võib kaasneda
laktatsidoos: manustatud alkohol oksüdeerub maksas
atseetaldehüüdiks. See tootab rohkesti NADH, mis
tingib Pyr intensiivse muundumise laktaadiks.
AEROOBNE GLÜKOLÜÜS
- See on täielik süsivesikute lõhustumine CO2-ks ja
veeks
- Hapniku olemasolul viiakse Pyr mitokondritesse ja
oksüdeeritakse atsetüül-CoA-ks täielikult
trikarboksüühapete tsükli (TKT) ja hingamisahela
koostöös
- Tekib rohkem ATP-d
ht p:/ jaz philosophybiscuits.co.uk/uploads/2010/08/de p-breath.jpg
PÜRUVAADI JA ATSETÜÜL-CoA BIOKEEMILIS-MEDITSIINILINE
TÄHTSUS
-
Nende ühenditega toimubki glükoosi täielik oksüdatsioon
Metabolismi võtmeprotsess on Pyr pöördumatu oksüdatiivne dekarboksüülimine atsetüülCoA-ks. Seda viib läbi püruvaadi dehüdrogenaasne kompleks (PyrDH).
Pyr-st atsetüül-CoA tekke biokeemilis-med sisu:
...vaja on kindlaid vitamiine: tiamiin, pantoteenhape, nikotiinhape, lipoehape, riboflaviin.
...PyrDH tõsine defitsiit tingib Pyr kõrgtaseme veres.
...PyrDH on hästi allosteeriline ja hormonaalselt reguleeritud. INS aktiveerib PyrDH.
...PyrDH on trikarboksüülhapete tsükli jaoks vajaliku atsetüül-CoA põhitootja.
...PyrDH katalüüritav protsess on pöördumatu. Rasvhapped ei metaboliseeru veresuhkruks.
ATSETÜÜL-CoA ON INIMKEHA KESKNE METABOLIIT
a) biomolekulid (süsivesikud, lipiidid, aminohapped) lõhustuvad
makroergiliseks atsetüül-CoA-ks
b) atsetüül-CoA lõhustumine veeks ja CO2-ks TKT ja
hingamisahela koostöös
c) ATP salvestamine
GLÜKOOSI TÄIELIKU OKSÜDATSIOONI
BIOKEEMILIS-MEDITSIINILINE SISU
- Glükoosi täielik oksüdatsioon toimub aeroobses
metabolismis trikarbüksüülhapete tsükli (TKT) ja
hingamisahela koostöös
- Glükoos lõhustub CO2-ks ja veeks
- TKT üks ring annab kuni 12 ATP-d
- 1 NADH reoksüdeerumine annab 3 ATP-d ja 1 FADH2
annab 2 ATP-d.
INIMKEHA KESKNE METABOOLNE RADA
-
-
-
Trikasborksüülhapete tsükkel ongi inimkeha keskne metaboolne rada
See seostab süsivesikute, lipiidide ja aminohapete metabolismi, seega kogu metabolismi
TKT põhiroll on atsetüül-CoA täielik lõhustumine CO2-ks ja veeks ning selle arvelt rohke ATP tootmine
ATP põhitootja
Kuna ta on metabolismi keskrada, on ka tema häired väga ohtlikud, eriti intensiivse aeroobse
metabolismiga kudedes
TKT häire võib tekitada laktatsidoosi, rakuödeemi, rakkude nekroosi jne.
TKT töös on vitaiinide derivaadid koensüümidena asendamatud: tiamiin, riboflaviin, lipoehape,
nikotiinhape, pantoteenhape
Tsüklis on 3 kontrollpunkti: tsitraadi süntaas, isotsitraadi dehüdrogenaas, AKGDH
Tuleb meeles pidada, et kui liialt tarvitada süsivesikuid, läheb liigne atsetüül-CoA rasvhapete sünteesiks.
Kuna PyrDH katalüüs on pöördumatu, ei metaboliseeru rasvhapped tagasi veresuhkruks. Võib kaasneda
rasvumine
TKT-l on ka anaboolne tähtsus. Tema vaheühenditest algab mitmeid biosünteese
MIKS ON GLÜKOOSI BIOSÜNTEES INIMKEHAS
VAJALIK?
- Glükoneogenees on glükoosi süntees piimhappest,
glütseroolist, aminohappest
- 90% toimub maksas ja 10% neerukoores
- Glükoneogenees on vältimatu, et ära hoida
hüpoglükeemia
- Glükoneogeneesi ja glükolüüsi vastastikune
regulatsioon on vajalik tagamaks veresuhkru
normaaltaset
GLÜKONEOGENEES ON ELULISELT
HÄDAVAJALIK
a) Süsivesikute metabolism hoiab veresuhkru taset
b) Kestev hüpoglükeemia toob kahjustused, sest Glc
on esmakütuseks närvikoele, embrüonaalkudedele,
testistele, silmaläätsele, silma sarvkihile,
erütrotsüütidele
c) Glc-i kasutab loode, vajalik piimanäärmete
laktoosi sünteesiks
d) Vastsündinud on vastuvõtlikud hüpoglükeemiale,
seetõttu sõltub nende ajutegevus glükogenolüüsist ja
glükoneogeneesist maksas
e) Toitumispausil ja nälgimisel on vajalik
glükoneogeneesi aktiveerimine
VÄIKELASTELE ON
HÜPOGLÜKEEMIA ERITI OHTLIK
-
-
Vastsündinud on vastuvõtlikud
hüpoglükeemiale
Glükogeenivaru on imikutel väike ja
glükoneogeneesi võimsus tühine, mistõttu
sõltub aju talitlus glükogenolüüsist ja
glükoneogeneesist maksas
Eriti kestval nälgimisel on vajalik
glükoneogeneesi aktiveerimine
Glükoos on esmakütuseks närvikoele,
embrüonaalkudedele, erütrotsüütidele
AITÄH!