Laktat ve Pirüvat Metabolizması
Pirüvat, glikolizin son ürünüdür ve laktat, glikolizin devam etmesi için gerekli kofaktör hücre tarafından yeniden üretildiğinde pirüvattan oluşmaktadır. Birlikte, glikozun nasıl parçalandığının kesişim noktasında yer alırlar ve kan konsantrasyonları ile oranları, aerobik ve anaerobik metabolizma arasındaki denge hakkında bilgi vermektedir.
Tanım
Laktat ve pirüvat, glikolizin birbirine bağlı üç karbonlu metabolitleridir ve laktat dehidrogenaz enzimi tarafından NAD+/NADH çifti ile birbirine dönüştürülmektedir; kan seviyeleri ve oranları, glikoliz hızını ve sitozolik redoks durumunu göstermektedir.
Kapsam
Bu madde, pirüvat ve laktatın biyokimyasal dönüşümünü, laktat-pirüvat oranının hücresel redoks durumu hakkında neyi yansıttığını, laktatın dokular arasında nasıl hareket ettiğini ve ölçümünün gerektirdiği pre-analitik bakımı kapsamaktadır. Bu, bir referans-biyokimya konusudur ve herhangi bir birey için tanısal eşikler veya tedavi rehberliği sağlamamaktadır.
Temel sorular
- Pirüvat ve laktat birbirine nasıl dönüştürülür ve onları hangi kofaktör birbirine bağlar?
- Laktat-pirüvat oranı hücresel redoks durumu hakkında neyi ortaya koyar?
- Laktat neden sadece bir atık ürün değil, aynı zamanda taşınabilir bir yakıttır?
Anahtar kavramlar
- Glikoliz ve son ürünü pirüvat
- Laktat dehidrogenaz reaksiyonu
- NAD+/NADH redoks çifti
- Laktat-pirüvat oranı
- Cori döngüsü
- Laktat mekiği (lactate shuttle)
- Aerobik ve anaerobik metabolizma
Mekanizmalar
Glikoliz, glikozu pirüvata dönüştürerek NADH üretmektedir; glikolizin devam etmesini sağlamak için laktat dehidrogenaz, NADH'yi NAD+'ye yeniden oksitlerken pirüvatı laktata indirgemektedir. Reaksiyon dengeye yakındır, bu nedenle laktat-pirüvat oranı sitozolik NADH/NAD+ oranını yansıtmaktadır ve oksijen iletimi veya mitokondriyal oksidasyon sınırlı olduğunda yükselmektedir. Laktat bir çıkmaz sokak değildir: Cori döngüsü aracılığıyla karaciğer onu glikoza dönüştürmekte ve laktat mekiği (lactate shuttle) onu dokular arasında ve içinde oksitlenebilir bir yakıt ve sinyal molekülü olarak taşımaktadır, bu da laktatı sadece bir atık olmaktan ziyade merkezi bir metabolik ara ürün olarak yeniden tanımlamaktadır (Berg et al., 2015; Brooks, 2018).
Klinik önem
Kan laktatı, glikoz oksidasyonu ile anaerobik glikoliz arasındaki dengenin bir belirtecidir ve metabolik biyokimyada referans bir analit olarak kabul edilmektedir. Bu madde, laktat ve pirüvatın biyokimyasal olarak neyi temsil ettiğini açıklamaktadır; klinik uygulamaya ve güncel kılavuzlara ait olan tanısal kesme noktaları veya yönetim rehberliği sağlamamaktadır.
Tarihçe
Coriler, kas laktatının karaciğere geri döndürüldüğü ve glikoza dönüştürüldüğü döngüyü tanımlayarak laktatı tüm vücut karbonhidrat metabolizmasına entegre etmişlerdir. Laktatın oksijen borcunun bir atık ürünü olduğu yönündeki uzun süredir devam eden görüş, onu paylaşılan, taşınabilir bir yakıt ve sinyal olarak yeniden tanımlayan laktat mekiği (lactate shuttle) kuramı tarafından revize edilmiştir (Brooks, 2018).
Tartışmalar
- Laktat bir atık ürün mü yoksa birincil yakıt ve sinyal mi?
- Klasik görüş, laktatı anaerobik glikolizin bir çıkmaz sokak yan ürünü olarak ele almıştır, ancak laktat mekiği (lactate shuttle) kuramı, laktatın dokular arasında sürekli olarak üretilip oksitlenebilir bir substrat ve sinyal molekülü olarak tüketildiğini savunmaktadır; bu yeniden yorumlama, egzersiz ve metabolik fizyolojiyi yeniden şekillendirmiştir.
Öne çıkan isimler
- Carl Cori
- Gerty Cori
- George A. Brooks
- Otto Meyerhof
İlgili konular
Temel eserler
- brooks-2018
- kraut-madias-2014
Sıkça sorulan sorular
- Vücut neden pirüvatı laktata dönüştürür?
- Pirüvatın laktata indirgenmesi, glikolizin ihtiyaç duyduğu NAD+'yı yeniden üretmektedir, bu da mitokondriyal oksidasyonun hıza yetişemediği durumlarda glikoz yıkımının ve ATP üretiminin devam etmesini sağlamaktadır.
- Laktat sadece bir atık ürün müdür?
- Hayır. Cori döngüsü ve laktat mekiği (lactate shuttle) aracılığıyla laktat, dokular arasında taşınmakta ve bir yakıt ve sinyal molekülü olarak kullanılmaktadır, bu nedenle merkezi bir metabolik ara ürün olarak görülmesi daha uygun olmaktadır.