GLÜKOOS kui inimkeha keskne süsivesik Ann Kaleviste stom 2. kursus õppejõud Tiiu Vihalemm

1. GLÜKOOSkui inimkeha keskne süsivesikAnn Kalevistestom 2. kursusõppejõud Tiiu Vihalemm

2. SÜSIVESIKUTE METABOLISMI PÕHIEESMÄRK, GLÜKOOS ON INIMKEHA KESKNE SÜSIVESIK -50-60% toiduenergia vajadusest -Veresuhkru tase normis -Glükoosi vastavad omadused -Metaboolne “põhikütus” -Ajukoe energia

3. GLÜKOOSI METABOLISMI PÕHIRAJAD • Glükogenolüüs • Glükoneogenees • Glükolüüs • Glükogenees • Pentoosfosfaaditsükkel • Lipogenees

4. 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.

5. 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

6. 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.

7. 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

8. 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.

9. 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

10. PÜRUVAADI JA ATSETÜÜL-CoA BIOKEEMILIS-MEDITSIINILINE TÄHTSUS • Nende ühenditega toimubki glükoosi täielik oksüdatsioon • Metabolismi võtmeprotsess on Pyr pöördumatu oksüdatiivne dekarboksüülimine atsetüül-CoA-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.

11. ATSETÜÜL-CoA ON INIMKEHA KESKNE METABOLIIT a) biomolekulid (süsivesikud, lipiidid, aminohapped) lõhustuvad makroergiliseks atsetüül-CoA-ksb) atsetüül-CoA lõhustumine veeks ja CO2-ks TKT ja hingamisahela koostöösc) ATP salvestamine

12. 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.

13. 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

14. 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

15. GLÜKONEOGENEES ON ELULISELT HÄDAVAJALIK a) Süsivesikute metabolism hoiab veresuhkru tasetb) Kestev hüpoglükeemia toob kahjustused, sest Glc on esmakütuseks närvikoele, embrüonaalkudedele, testistele, silmaläätsele, silma sarvkihile, erütrotsüütidelec) Glc-i kasutab loode, vajalik piimanäärmete laktoosi sünteesiksd) Vastsündinud on vastuvõtlikud hüpoglükeemiale, seetõttu sõltub nende ajutegevus glükogenolüüsist ja glükoneogeneesist maksase) Toitumispausil ja nälgimisel on vajalik glükoneogeneesi aktiveerimine

16. 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

17. AITÄH!