S üsivesikute metabolism inimkehas

1. Aleksandra Vorobjova Hambaarstiteaduse 2. kursus 1. rühm Süsivesikute metabolism inimkehas

2. metaboolse energia saamine (50-60% inimkeha toiduenergia vajadusest) veresuhkru taseme tagamine (füsioloogiline norm 3,3-6 mmol/l ehk 60-110 mg) mosahhariidsete eelühendite tekitamine (riboos-5-P, aminosahhariidid jne) Süsivesikute metabolismi põhieesmärgid

3. Glükogenolüüs (glükogeeni lammutamine) Glükoneogenees (Glc süntees) Glükolüüs (Glc oksüdatiivne lõhustumine) Glükogenees (glükogeeni süntees glükoosist maksas, lihastes) Pentoosfosfaaditsükkel (riboos-5-P süntees) Lipogenees Aminohapete süntees Glc metaboolsed rajad

4. Na-sõltuv ko-transport – neerutorukestes, imendumisel seedekulglas, choroid plexus Kergendatud difusioon valktransporteritega (GLUT) päri gradienti madala kontsentratsiooniga rakuosadesse – koespetsiifiline Glc rakku võtmine

5. GLUT sõltub kontsentratsioonide erinevusest raku ja rakuvälise keskkonna vahel Maksa, neerude, pankrease (B rakud) ja peensoole rakkudesse transporditakse Glc juhul, kui veresuhkru tase on toitumisjärgselt tõusnud GLUT rasvkoe, skeleti- ja südamelihase rakkudesse suureneb insuliini toimel GLUT regulatsioon

6. Vaba glükoos aktiveeritakse – fosforüülitakse ATP-ga, tekib glükoos-6-fosfaat • Glc-6-P suunatakse kontrollitult metaboolsesse rajasse • Radade kontrolli põhimehhanismid • substraadiga varustatus • hormonaalne kontroll • allosteeriline kontroll Glc lülitamine metaboolsetesse radadesse

7. On süsivesikute metabolismi üks võtmeühenditest Üle tema toimuvad kõik glükoosi metaboolsed (kataboolsed ja anaboolsed) rajad Aktiveerimata Glc ei saa minna metabolismi rajale Glc-6-P

8. Hapnikuvõla tingimustes asendamatu metaboolse energia (ATP) tootja Erütrotsüütides peamine ATP allikas, kuna nendel pole mitokondreid Hüpoksia puhul võimaldab rakkude elulemuse (nt infarkti puhul) Aitab vältida püruvaadi (Pyr) kuhjumist ja seetõttu neurotoksiliste efektide esinemist Anaeroobne glükolüüs

9. Anaeroobse glükolüüsi toimumine ja võtmeensüümid • Glc • Glc-6-P • püruvaat • laktaat • heksoosi (glükoosi) kinaas • fosfofruktoosi kinaas-1 (FFK-1) • Pyr kinaas • laktaadi dehüdrogenaas Kogu raja energiakasum on 2 ATP

10. Vere pH langus alla normi koos laktaadi kontsentratsiooni tõusuga Võib tekkida laktaadi üleprodutseerimisel anaeroobse glükolüüsi käigus, kui laktaadi ärakasutamine on häiritud Peapõhjuseks on hüpoksia Rohke alkohol tekitab tiamiini defitsiidi ning kutsub esile laktatsidoosi Laktatsidoos

11. Aeroobse glükolüüsi teoreetiliselt võimalik energeetiline kasu on 38 ATP Protsess toimub ainult hapniku kättesaadavuse tingimustes Toimub glükoosi täielik oksüdatiivne lõhustumine süsihappegaasiks ja veeks Väga oluline laktatsidoosi vältimiseks Kestev hapnikupuudus ja aeroobse glükolüüsi võimatus kutsub esile nekroosi (eriti tundlik on närvikude) Aeroobne glükolüüs

12. Glc lõhustatakse püruvaadini Pyr oksüdeeritakse atsetüül-CoA-ks mitokondrites (ensüüm PyrDH). Atsetüül-CoA on kogu metabolismi keskne vaheühend, kuna see tekib süsivesikute, rasvhapete, ketokehade ja aminohapete katabolismi käigus. Atsetüül-CoA kondenseerub oksaloatsetaadiga (tekib tsitraat) ja suunatakse trikarboksüülhapete tsükli TKT käigus eralduvad CO2 molekulid ning NAD ja FAD redutseeritakse NADH ja FADH2-ks NADH ja FADH2 reoksüdeeritakse hingamisahelas, eraldub vesi → kokku saab 38 ATP Aeroobse glükolüüsi toimumine

13. TKT seostab süsivesikute, lipiidide ja aminohapete metabolismi TKT ja hingamisahela koostöös toimub nende biomolekulide lõplik oksüdatsioon, mille käigus toodetakse enamikku ATP-st Organism kasutab TKT vaheühendeid rasvhapete, steroolide, aminohapete, heemi, glükoosi biosünteesis TKT on inimkeha keskne metaboolne rada

14. Võtmeensüümid Vitamiinid ja mikroelemendid • PyrDH (püruvaadi dehüdrogenaasne kompleks) • Isotsitraadi DH • AKGDH (α-Ketoglutaraadi dehüdrogenaasne kompleks) • Suktsinaadi DH • Tiamiin • Riboflaviin • Pantoteenhappe • Nikotiinhappe • Lipoehappe • Kaltsium • Magneesium Aeroobse glükolüüsi toimumiseks vajalikud ühendid

15. PyrDH aktiivsust reguleeritakse allosteeriliselt ja hormonaalselt (insuliin, noradrenaliin) • TKT reguleeritakse allosteeriliselt kontrollpunktide abil: • Tsitraadi süntaasi aktiivsuse regulatsioon • Isotsitraadi dehüdrogenaasi akt. reg. • AKGDH akt. reg. • TKT aktiivsus sõltub suhtest ATP/ADP • TKT ja hingamisahela aktiivsus on omavahel seotud ning sõltub varustatusest NAD (NADH) ja FAD (FADH2)-ga Regulatsioon

16. Glükoneogenees (glükoosi süntees mittesahhariidsetest ühenditest) on oluline protsess veresuhkru taseme hoidmiseks pikaajalistel toitumispausidel • Ühendid, mida organism saab kasutada: • laktaat • püruvaat • glütserool • glükogeensed aminohapped (Ala, Asp) Glükoosi biosüntees

17. 20 tundi saab maks veresuhkru tasemel hoida, lõhustades glükogeeni Pikemaajalisel nälgimisel on glükoneogenees inimkehas hädavajalik, et rahuldada kudede elulised metaboolsed vajadused. Kestev hüpoglükeemia tekitab kudedes kahjustusi Vastsündinutele on hüpoglükeemia eriti kahjulik, sest neil on glükogeenivaru ja glükoneogeneesi võimsus tühised Glükoneogeneesi ja glükogenolüüsi stimuleerib glükagoon Glükoneogenees