Yağ Metabolizması
Vücuttaki yağlar (veya trigliseritler) gıda olarak alınır veya adipositler veya hepatositler tarafından karbonhidrat öncüllerinden sentezlenir (aşağıdaki şekil). Yağ metabolizması, enerji üretmek ya da daha küçük bileşen moleküllerden yeni yağlar sentezlemek için yağ asitlerinin oksidasyonunu gerektirir. Glikoz ürünleri (asetil CoA gibi) yağlara dönüştürülebildiğinden, yağ metabolizması karbonhidrat metabolizması ile ilişkilidir.
Yağ metabolizması, alınan trigliseritlerin safra tuzları tarafından emülsifiye edildikten sonra yağları parçalayan enzimler olan pankreatik lipazlar tarafından daha küçük zincirli yağ asitlerine ve ardından monogliserit moleküllerine (yukarıdaki şeklin b görseli) parçalandığı bağırsakta başlar. Yiyecekler ince bağırsağa bulamaç şeklinde ulaştığında, bağırsak mukozasındaki bağırsak hücreleri tarafından kolesistokinin (CCK) adı verilen bir sindirim hormonu salgılanır. CCK, pankreastan pankreatik lipaz salınımını uyarır ve depolanmış safra tuzlarının bağırsağa salınması için safra kesesinin kasılmasını uyarır. CCK ayrıca beyne de gider ve burada açlık bastırıcı olarak işlev görebilir.
Pankreatik lipazlar ve safra tuzları birlikte trigliseritleri serbest yağ asitlerine parçalar. Bu yağ asitleri bağırsak zarı boyunca taşınabilir. Ancak, zarı geçtikten sonra tekrar trigliserit molekülleri oluşturmak üzere yeniden birleşirler. Bağırsak hücreleri içinde bu trigliseritler kolesterol molekülleri ile birlikte şilomikron adı verilen fosfolipid kesecikler içinde paketlenir (aşağıdaki şekil). Şilomikronlar, yağların ve kolesterolün lenfatik ve dolaşım sisteminizin sulu ortamında hareket etmesini sağlar. Şilomikronlar enterositleri ekzositoz yoluyla terk eder ve bağırsağın villuslarındaki laktealler yoluyla lenfatik sisteme girer. Şilomikronlar lenfatik sistemden dolaşım sistemine taşınır. Dolaşıma girdikten sonra karaciğere gidebilir ya da vücutta bulunan yağ dokusunu oluşturan yağ hücrelerinde (adipositler) depolanabilir.
Lipoliz
Yağdan enerji elde etmek için trigliseritlerin önce hidroliz yoluyla iki ana bileşenine, yağ asitleri ve gliserole ayrılması gerekir. Lipoliz adı verilen bu süreç sitoplazmada gerçekleşir. Elde edilen yağ asitleri β-oksidasyon ile Krebs döngüsü tarafından kullanılan asetil CoA'ya oksitlenir. Lipolizden sonra trigliseritlerden salınan gliserol doğrudan DHAP olarak glikoliz yoluna girer. Bir trigliserit molekülü, her birinde 16 veya daha fazla karbon bulunan üç yağ asidi molekülü verdiğinden, yağ molekülleri karbonhidratlardan daha fazla enerji verir ve insan vücudu için önemli bir enerji kaynağıdır. Trigliseritler, karbonhidratlar ve proteinlerle karşılaştırıldığında birim kütle başına iki kattan fazla enerji verir. Bu nedenle, glikoz seviyeleri düşük olduğunda, trigliseritler asetil CoA moleküllerine dönüştürülebilir ve oksijenli solunum yoluyla ATP üretmek için kullanılabilir.
Yağ asidi oksidasyonu veya beta (β)-oksidasyon olarak adlandırılan yağ asitlerinin parçalanması, yağ asitlerinin yağ açil CoA moleküllerine dönüştürüldüğü sitoplazmada başlar. Bu yağ açil CoA karnitin ile birleşerek yağ asidinin mitokondriyal zar boyunca taşınmasına yardımcı olan bir yağ açil karnitin molekülü oluşturur. Mitokondriyal matriksin içine girdikten sonra, yağlı açil karnitin molekülü tekrar yağlı açil CoA'ya ve ardından asetil CoA'ya dönüştürülür (aşağıdaki şekil). Yeni oluşan asetil CoA Krebs döngüsüne girer ve piruvattan elde edilen asetil CoA ile aynı şekilde ATP üretmek için kullanılır.
Ketogenez
Yağ asitlerinin oksidasyonundan aşırı asetil CoA oluşursa ve Krebs döngüsü aşırı yüklenir ve bunu kaldıramazsa, asetil CoA keton cisimcikleri oluşturmak için yönlendirilir. Bu keton cisimleri, vücutta glikoz seviyelerinin çok düşük olması durumunda yakıt kaynağı olarak kullanılabilir. Ketonlar, uzun süreli açlık durumlarında veya kontrolsüz diyabet hastalarının dolaşımdaki glikozun çoğunu kullanamadığı durumlarda yakıt görevi görür. Her iki durumda da, yağ depoları Krebs döngüsü yoluyla enerji üretmek için serbest bırakılır ve çok fazla asetil CoA biriktiğinde keton cisimleri üretir.
Bu keton sentezi reaksiyonunda, fazla asetil CoA hidroksimetilglutaril CoA'ya (HMG CoA) dönüştürülür. HMG CoA kolesterolün bir öncüsüdür ve daha sonra kandaki birincil keton cisimciği olan β-hidroksibütirata dönüşen bir ara maddedir (aşağıdaki şekil).
Keton Cisim Oksidasyonu
Klasik olarak sadece glikoza bağımlı olduğu düşünülen beyin gibi organlar aslında ketonları alternatif bir enerji kaynağı olarak kullanabilir. Bu, glikoz sınırlı olduğunda beynin çalışmasını sağlar. Ketonlar kullanılabileceklerinden daha hızlı üretildiklerinde, CO2 ve asetona parçalanabilirler. Aseton nefes verme yoluyla uzaklaştırılır. Ketogenezin bir belirtisi de hastanın nefesinin alkol gibi tatlı kokmasıdır. Bu etki, diyabetli bir kişinin hastalığını düzgün bir şekilde kontrol edip etmediğini anlamanın bir yolunu sağlar. Üretilen karbondioksit kanı asitleştirerek diyabetli kişilerde tehlikeli bir durum olan diyabetik ketoasidoza yol açabilir.
Ketonlar beyin için enerji üretmek üzere oksitlenir. beta (β)-hidroksibütirat asetoasetata oksitlenir ve NADH açığa çıkar. Asetoasetata bir HS-CoA molekülü eklenerek asetoasetil CoA oluşturulur. Asetoasetil CoA içindeki CoA'ya bağlı olmayan karbon daha sonra ayrılır ve molekülü ikiye böler. Bu karbon daha sonra başka bir serbest HS-CoA'ya bağlanarak iki asetil CoA molekülü oluşturur. Bu iki asetil CoA molekülü daha sonra enerji üretmek için Krebs döngüsü boyunca işlenir (aşağıdaki şekil).
Lipogenez
Glikoz seviyeleri bol olduğunda, glikoliz tarafından üretilen fazla asetil CoA yağ asitlerine, trigliseritlere, kolesterole, steroidlere ve safra tuzlarına dönüştürülebilir. Lipogenez adı verilen bu süreç, asetil CoA'dan yağ oluşturur ve adipositlerin (yağ hücreleri) ve hepatositlerin (karaciğer hücreleri) sitoplazmasında gerçekleşir. Vücudunuzun ihtiyaç duyduğundan daha fazla glikoz veya karbonhidrat yediğinizde, sisteminiz fazlalığı yağa dönüştürmek için asetil CoA kullanır. Asetil CoA'nın çeşitli metabolik kaynakları olmasına rağmen, en yaygın olarak glikolizden elde edilir. Asetil CoA mevcudiyeti önemlidir, çünkü lipogenezi başlatır. Lipogenez asetil CoA ile başlar ve daha sonra başka bir asetil CoA'dan iki karbon atomunun eklenmesiyle ilerler; bu işlem yağ asitleri uygun uzunlukta olana kadar tekrarlanır. Bu bağ oluşturan bir anabolik süreç olduğu için ATP tüketilir. Bununla birlikte, trigliserit ve lipitlerin oluşturulması, karbonhidratlarda bulunan enerjiyi depolamanın etkili bir yoludur. Yüksek enerjili moleküller olan trigliseritler ve yağlar, ihtiyaç duyulana kadar yağ dokusunda depolanır.
Lipogenez sitoplazmada gerçekleşmesine rağmen, gerekli asetil CoA mitokondride oluşturulur ve mitokondriyal zar boyunca taşınamaz. Bu sorunu çözmek için piruvat hem oksaloasetata hem de asetil CoA'ya dönüştürülür. Bu dönüşümler için iki farklı enzim gereklidir. Oksaloasetat piruvat karboksilazın etkisiyle oluşurken, piruvat dehidrojenazın etkisi asetil CoA'yı oluşturur. Oksaloasetat ve asetil CoA birleşerek mitokondriyal zarı geçip sitoplazmaya girebilen sitrat oluşturur. Sitoplazmada sitrat tekrar oksaloasetat ve asetil CoA'ya dönüştürülür. Oksaloasetat malata ve ardından piruvata dönüştürülür. Piruvat, bir sonraki lipogenez döngüsünü beklemek üzere mitokondriyal zarı geri geçer. Asetil CoA, yağ asitlerini sentezlemek için kullanılan malonil CoA'ya dönüştürülür. Aşağıdaki şekil yağ metabolizması yollarını özetlemektedir.
Yorumlar
Yorum Gönder