Lipidlerin sindirimi ve metabolizması

1. Lipidlerin sindirimi ve metabolizması Suat Erdoğan Aralık 2013

2. Besinsel lipidler • Besinler ile alınan lipidlerin % 90’ı trigliseridlerdir. • Diğer kısım ise • kolesterol, • kolesterol esterleri, • serbest yağ asitleri ve • fosfolipidlerdir.

5. Midede lipid hidrolizi • Lipidlerin sindirimi midede başlar. • Midede bulunan lipazlar: • dil kökünde bulunan bezlerden (lingual lipaz) ve • mide mukozasından salınanlar (gastrik lipaz). • Bu enzimler aside dayanıklı olup optimum pH’ları 4-6’dır. • Özellikle kısa ve uzun zincirli yağ asidi bulunduran TG’lerin sindiriminden sorumludurlar.

7. İnce bağırsaklarda sindirim • Lipidler duodenuma trigliserdiler, fosfolipidler, kolesterol esterleri, bazı kısa ve uzun zincirli yağ asitleri şeklinde gelir. • Duodenuma girişle birlikte endokrin hücrelerden kolesistokinin (CCK) ve sekretin salınımını uyarır.

8. Kolesistokinin (CCK) CCK bağırsaklardan sentezlenen bir çeşit peptit hormondur. • Pankreastan pankreatik sıvıların bırakılmasını sağlar. • Safra kesesini uyararak safra bırakılmasını uyarır. • Safra • Emülsifiyer: lipid-su yüzey alanını genişleterek enzimatik hidrolizi kolaylaştırır. • Emülsifikasyon kısmen peristaltik hareketlerle de sağlanır.

9. Safranın rolü: emilsüfikasyon

11. Sekretin Duodenumdan salgılanan peptit hormondur. • Mideyi uyararak boşalmasını sağlar. • Pankreatik sıvıların bırakılmasını uyarır, pankreastan: • Bikarbonat salgılatır (bağırsak pH’sını yükseltir) • Enzimler, • pankreatik lipaz • kolipaz • esteraz • fosfolipaz A2

12. Trigliseridler üzerin etkili enzimler • Pankreatik lipaz • Trigliserid yapıda 1. ve 3. pozisyonda yer alan yağ asitlerini gliserolden ayırır. • Son ürün: 2-monoasilgliserol ve 2 adet serbest yağ asitidir. • Kolipaz • Kolipaz, pankreatik lipaz ve lipidlere bağlanır ve yapıyı stabilize (dayanıklı) eder.

13. Pankreatik lipazlar OH Bağırsak lipazları Gliserol + Yağ asitleri OH TAG MAG

14. Esteraz • Spesifik değildir • Yağ asitlerini kolesterol esterlerinden ayırır (örn. koleterolün vitamin esterleri). • Safra asitlerine ihtiyaç duyar • Son ürünler: serbest kolesterol ve serbest vitaminler

15. Fosfolipaz A2 • Fosfolipaz A2yağ asitlerinin fosfolipidlerden serbest bırakılışını katalize eder. • Tripsin tarafından aktifleştirilir. • Son ürünler: 1-lizofosfolipid + yağ asidi(leri)

16. Misel yapı • Lipid ürünlerinin absorbe edilmesine yardımcı olur • Absorpsiyon büyük oranda jejenumun üst kısmında gerçekleşir • Misel, yapısında çok çeşitli lipidleri bulundurur. • Hidrofobik kısmı (CH3) merkezinde bulunurken, hidrofilik (COOH ) kısım yapının dış yüzeyinde yer alır. • İnce bağırsakların epitel hücrelerinden pasif difüzyon ile absorbe edilir.

18. Kısa & orta zincir yağ asitlerinin absorbsiyonu • < 14 C yağ asitlerkana bırakılır, albumine bağlanır vekaraciğere taşınır. • Kısa ve uzun zincirli yağ asitleri • Enerji ve • Diğer lipidlerin sentezinde kullanılır.

19. Uzun zincirli yağ asitlerinin akibeti Lipid sindirim ürünleri tekrar • Trigliserid sentezinde kullanılabilir • Kolesterole bağlanarak esterlerini oluşturabilir • Fosfolipid sentezine katılabilir.

20. Lipidlerin ince bağırsaklara emilimine etki eden faktörler: • Serbest yağ asitleri ve monoasilgliseroller bağırsak hücreleri (enterosit) tarafından absorbe edilir. • Diyet kolesterolünün %30-50’si absorbe edilir. • Kolesterol absorpsiyonu şu faktörlere bağlıdır: • Çözünür lif (selüloz) içeriği, • Geçiş süresi, • Toplam kolesterol miktarı.

21. Bağırsak hücrelerinde lipidler • Barsak mukoza hücreleri içine alınan lipid sindirim ürünlerinden burada tekrar TG’ler, koleterol esterleri ve fosfolipidler sentez edilir. • Sentez işlemi için sindirim ürünleri endoplazmik retikuluma gelir. • Burada açil-KoA sentetaz enzimi aracılığı ile yağ asitlerine KoA bağlanır. • Aktifleşen yağ asitleri açil transferazlar aracılığı ile trigliseridler, kolesterol esterleri ve fosfolipidler yeniden sentezlenir.

23. Lipidlerin bağırsaklardan transferi • Bağırsaklardan absorbe edilen besinsel lipidler enterositlerde lipoprotein ve şilomikronlar şelinde paketlenirler. • Şilomikronlar enterositleri terk ederek lenfatik sisteme ve kalp aracılığı ile ulaşacağı dokulara geçerler. • Hücreler şilomikronları apolipoprotein apoB-48 aracılığı ile tanırlar.

24. Şilomikron yapı • Bağırsak epitel hücrelerinde yeniden sentezlenen lipidlerin etrafı fosfolipidler, serbest kolesterol ve protein (ApoB48) tarafından çevrelenerek paketlenir. • Bu yapı şilomikron adını alır.

25. Şilomikronların kanda dolaşımı • Şilomikronlar bağırsak epitel hücrelerinden ekzostoz ile lenfatik dolaşıma verilir ve oradan genel dolaşıma katılırlar. • Karaciğere gelen şilomikronlar endostoz ile karaciğer hücreleri içine alınır (reseptörler yapıdaki apoE proteinlerini tanır).

26. Şilomikronların organizmadaki taşınımı Cholesterol Transport TAG transport TAG transport Reverse Cholesterol Transport

27. Yağ dokudaki lipidlerin hidrolizi

28. Depolanmış trigliseridlerin yağ dokusundan mobilizasyonu Yağ hücrelerine enerji ihtiyacını bildiren hormonal uyarı geldiğinde, bu hücrelerde depolanmış olarak bulunan trigliseridler, enerji ihtiyacı bulunan dokularda kullanılmak üzere, yağ asitleri ve gliserole hidroliz edilerek kana verilir.

29. ATGL: adipose triglyceride lipase, cAMP: siklik AMP, HSL: hormon duyarlı lipaz, PKA: protein kinaz A, MGL: monoacylglyceride lipase,

30. Lipoliz etkili hormonlar: epinefrin, büyüme hormonu (GH) glukagon, ACTH, TSH

31. Yağ asitleri ve gliserol • Trigliseridler yağ asitleri ve gliserole parçalanır. • Açığa çıkan yağ asitleri kan dolaşımına geçerek serbest yağ asitleri olarak (FFA: free fatty acid) albumine bağlanarak ihtiyacı olan dokulara (kas, kalp, böbrek gibi) götürülür. • Burada albuminden ayrılan yağ asitleri, sitoplazmada bulunan özel yağ asidi taşıyıcıları ile hücre içine alınır.

33. Trigliseridler yapıdaki gliserolün sonu: • Dokularda açığa çıkan gliserol karaciğere taşınır ve burada metabolize edilir(glikoza veya glikojene dönüştürülebilir).

34. Yağ asitlerinin mitokondriye taşınması • Yağ asitleri hücre içinde mitokondriye taşınmalarını kolaylaştıran “yağ asidi bağlayıcı protein”e bağlanır. • Not: eritrositler ve beyin dokusu enerji ihtiyaçları için yağ asitlerini kullanamazlar. Bunun sebepleri: • kan beyin bariyeri (KBB) sebebiyle yağ asitlerinin sinir hücrelerine yavaş geçişi, • yağ asitlerinin oksidasyonu için yüksek miktarlarda oksijen gereksinimi, oksijenin nöronlara hipoksik etkisi, • oksidasyon esnasında serbest radikallerin açığa çıkması

37. Yağ asitlerinin beta oksidasyonu • β-oksidasyon yağ asitlerinin mitokondride 2 karbonlu ünitelere parçalanarak katabolize edildiği, enerji ihtiyacının karşılanmasında çok önemli olan bir ana metabolik yoldur. • β-oksidasyon, oksidasyon enzimlerinin mitokondriyal matrikste bulunması sebebiyle yağ asitlerinin önce mitokondriye taşınması gerekir.

38. Yağ asitlerinin aktivasyonu • Sitoplazmada yer alan yağ asitlerinin önce aktive edilmesi gerekir. • Aktif yağ asitleri daha sonra sitozolde mevcut karnitin yardımı ile mitokondrial matrikse taşınır.

39. Karnitin mekiği • Kısa zincirli (<12 C) yağ asitleri için taşıt sistemine gerek duyulmaz. • > 12C yağ asitleri ise karnitin mekiği adı verilen bir taşıyıcı sistemle mitokondriye taşınır. • Bunun için önce, mitokondri dış zarında bulunan “açil-KoA sentetaz” enzimi aracılığı ile yağ asidine KoA bağlanarak, açil-KoA sentezlenir.

40. Koenzim A’nın (CoA) yapısı

42. Açil-KoA, mitokondri iç membranını geçemez, yağ asidi bundan ayrılarak mitokondri matriksine taşınır.

43. Asetil-CoA oluşumu • Mitokondri matriksine giren KoA bağlı yağ asidi (açil-KoA) beta-oksidasyon için hazırdır. • Beta oksidasyonun bir turunda, peşpeşe gerçekleşen dört reaksiyon sonunda yağ asidinden 2 karbonlu bir ünite olan “asetil-KoA” (=asetil-CoA) şeklinde ayrılır. • Ayrıca bu reaksiyonlar esnasında 1 FADH2 ve 1 NADH meydana gelir. • Iki karbon (2 C) eksilen yağ asidi, tamamı 2C’lu asetil-KoA’lara parçalanana kadar beta oksidasyon turuna girmeye devam eder.

46. 16 C’lu bir doymuş yağ asidinin enerji bilançosu • 7 X 1.5 ATP= 10.5 • 7 X 2.5 ATP= 17.5 • 8 X 10 ATP= 80 • Toplam = 108-2 ATP = NET: 106 ATP

48. Yağ asitinden Asetil CoA oluşumu

49. Keton cisimciği metabolizması • Keton cisimleri asetoasetat, β-hidroksi butirat ve asetondur. • Keton cisimleri karaciğerde sentezlenir fakat karaciğer dışı dokularda yakıt olarak kullanılır. • Keton cisimlerinin senteiz gereğinden fazla olursa (sentez hızı karaciğer dışı dokularda kullanım hızını aşarsa) kanda birikir. • Bu durum kanda keton artışı ile sonuçlanır. Ve idrarın ve nefesin aseton kokmasına neden olur. • Tüm bunlar ketozis olarak bilinir. Kontrol edilmemiş diabetes mellitus ve açlıkta keton cisimleri oluşur. Ketozis bir metabolik asidozdur.

50. Keton cisimleri