Karbonhidrat Metabolizması
Karbonhidrat metabolizması, besinsel ve depolanmış karbonhidratların enerji için parçalandığı, sentezlendiği ve birbirine dönüştürüldüğü biyokimyasal yolların bütünüdür. Merkezinde glikoz yer almaktadır: glikoliz yoluyla oksitlenmekte, glikojen olarak depolanmakta, glukoneogenez ile yeniden üretilmekte ve biyosentetik ihtiyaçlar için pentoz fosfat yolu aracılığıyla yönlendirilmektedir.
Tanım
Karbonhidrat metabolizması, hücresel enerji ve biyosentetik talepleri karşılamak üzere glikoz üretimi ve kullanımına odaklanan, şekerlerin katabolizmasını, depolanmasını, sentezini ve birbirine dönüşümünü yöneten entegre bir yollar bütünü olarak tanımlanmaktadır.
Kapsam
Bu madde, başlıca karbonhidrat yollarını — glikoliz, glukoneogenez, glikojen sentezi ve yıkımı ile pentoz fosfat yolu — insülin ve glukagon tarafından hormonal düzenlenmeleriyle birlikte ele almaktadır. Karbonhidrat işlenmesini tüm vücut yakıt metabolizması içinde konumlandırmakta ve klinik bir rehberlik olarak değil, bir referans konusu olarak değerlendirmektedir.
Anahtar kavramlar
- Glikoliz
- Glukoneogenez
- Glikojenez ve glikojenoliz
- Pentoz fosfat yolu
- Glikoz homeostazı
- İnsülin ve glukagon düzenlemesi
- Hepatik glikoz çıkışı
Mekanizmalar
Hücreye giren glikoz, glikoliz yoluyla pirüvata fosforilasyon ve oksidasyona uğramaktadır. Bu pirüvat, aerobik koşullar altında sitrik asit döngüsü için asetil-CoA'ya veya oksijenin sınırlı olduğu durumlarda laktata dönüştürülmektedir. Fazla glikoz, başlıca karaciğer ve kaslarda glikojen olarak depolanmakta ve ihtiyaç duyulduğunda glikojenoliz yoluyla serbest bırakılmaktadır. Açlık sırasında karaciğer, laktat, gliserol ve glukojenik amino asitlerden glukoneogenez yoluyla yeni glikoz sentezleyerek beyin ve kırmızı kan hücreleri için kan glikozunu sürdürmektedir. Pentoz fosfat yolu, glikoz-6-fosfatı NADPH ve riboz-5-fosfat üretmek üzere yönlendirmektedir. Bu yollar karşılıklı olarak kontrol edilmektedir: insülin glikoz alımını, glikolizi ve glikojen sentezini teşvik ederken, glukagon glikojenolizi ve glukoneogenezi yönlendirmektedir; böylece hepatik glikoz çıkışı, stabil bir dolaşım arzını sürdürmek üzere ayarlanmaktadır.
Klinik önem
Karbonhidrat metabolizması, kan glikoz düzenlemesini ve diyabet gibi bozulduğu durumları anlamanın biyokimyasal temelini oluşturmaktadır. Bu madde, temel fizyolojiyi arka plan bilgisi olarak açıklamakta ve bireyler için tanı eşikleri veya tedavi tavsiyesi sunmamaktadır.
Tarihçe
Glikoliz reaksiyonları, büyük ölçüde yirminci yüzyılın başlarında çözülmüş ve bu yola Embden-Meyerhof adını vermiştir. Carl ve Gerty Cori ise laktat ve glikozun kas ile karaciğer arasındaki döngüsünü tanımlamışlardır. Bu yolların insülin ve glukagon tarafından düzenlenmesi, endokrin ve sinyal biyokimyasının olgunlaşmasıyla daha sonra açıklığa kavuşturulmuştur.
Öne çıkan isimler
- Gustav Embden
- Otto Meyerhof
- Carl Cori
- Gerty Cori
İlgili konular
Temel eserler
- han-2016
- saltiel-kahn-2001
Sıkça sorulan sorular
- Glikoliz ve glukoneogenez arasındaki fark nedir?
- Glikoliz, enerji açığa çıkarmak için glikozu pirüvata parçalarken, glukoneogenez laktat, gliserol ve amino asitler gibi karbonhidrat olmayan öncüllerden yeni glikoz sentezlemektedir; bu iki yol zıt yönlerde ilerlemekte ve karşılıklı olarak düzenlenmektedir.
- Vücut neden karbonhidratı glikojen olarak depolar?
- Glikojen, karaciğer ve kasların glikoz arz ve talebindeki kısa vadeli dalgalanmaları kan glikozunu bozmadan dengelemesini sağlayan, hızla mobilize edilebilir bir glikoz rezervidir.