glikoliz

Karbohidrat Metabolizması
Yrd.Doç.Dr. Ahmet GENÇ
Sağlık Hizmetleri Meslek
Yüksekokulu
YİYECEKLERDEN ENERJİ ELDE EDİLME EVRELERİ
• 1. Evre: Proteinler ve
polisakkaridler gibi büyük
moleküllerin aminoasitler ve
glukoz gibi küçük bileşiklere
dönüştürülmesi
• 2. Evre: Çok sayıda küçük
molekülün az sayıdaki merkezi
basit bileşiklere dönüştürülmesi
(başlıca asetil CoA)
• Evre 3: Asetil CoA’nın asetil
grubunun TCA (Tri Karboksilik
Asit) döngüsü ve solunum
zinciri yoluyla tamamen
karbondioksit ve suya
dönüştürülmesi
Hücresel Metabolizmaya Giriş
Besinlerin Hücresel Metabolizmada Kullanımı
GLİKOLİZ





Glikolitik yol, glukozun enerji (ATP ve NADH+H) ve diğer metabolik
yollara ara ürün sağlamak için pirüvata kadar yıkılmasıdır.
Glikoliz tüm dokularda oluşur.
Glukoz karbonhidrat metabolizmasının merkezinde yer alır çünkü
hemen hemen tüm şekerler glukoza dönüştürülebilir.
Glukozun pirüvata kadar yıkım sürecine glikoliz adı verilir. Pirüvatın
bundan sonraki aşaması ortamın oksijenizasyon derecesine, dokunun
mitokondrisi olup olmaması gibi faktörlere bağlı olarak belirlenir.
Glikoliz hem aerobik hem de anaerobik şartlarda gerçekleşen bir
süreçtir.
Mitokondrisi ve yeterli oksijeni olan hücrelerde glikolizin son ürünü
pirüvattır (aerobik glikoliz). Glukozun laktat’a dönüşümü ise
anaerobik glikolizdir.
Glikoliz
TCA Döngüsü
Aerobik Metabolizmada Enerji Kazancının Özeti
Karaciğer, Beyin ve eritrositlerde Glukoz
Transportu İnsülinden Bağımsızdır.
Glikoliz:
 C6H12O6 + 6H2O  6CO2 + 6H2O + enerji (ısı-ATP-NADH) şeklinde
reaksiyon özetlenebilir.
 Sitoplazmada sitoplazmik enzimlerle gerçekleşir
 Temel amaç enerji elde etmektir.
 Aerobik ve anaerobik olarak ikiye ayrılır.
 Aerobikde pirüvat TCA siklusuna girer CO2 ve H2O’ya kadar yıkılır. Bu
işlemde NAD ve FAD hidrojenle birleştirilir ve indirgenmiş NADH+H
ve FADH2 elde edilir. Bu moleküller solunum zincirine H taşırlar.
 Anaerobik glikolizde ise pirüvat laktata çevrilir ve son ürün laktattır.
Mitokondrisi olmayan hücrelerde anaerobik glikoliz görülür çünkü
aerobik glikoliz için gereken enzim sistemleri mitokondride
yerleşmiştir.
Laktat ve pirüvat




Laktik asit iskelet kası, beyin, RBC, renal medulla ve deri gibi
dokularda karbonhidrat metabolizması sonucu oluşur.
Kan laktat düzeyi bu dokularda oluşum ve KC ile böbrekteki
metabolizma oranlarına bağlıdır. Yaklaşık olarak oluşan laktatın
%65’I (75 gr) KC’de özellikle glukoneogenezde kullanılır.
Laktatın ekstrahepatik uzaklaştırılması iskelet kası ve renal
korteksde olmaktadır.
Kan laktat düzeyi 5 mmol/L’nin üzerinde ve pH<7.25 ise HCO3tampon sisteminin etkisi aşılmıştır ve laktik asidoz ortaya çıkar.
GLUKONEOGENEZ



Beyin, RBC, böbrek medullası, kornea, lens, testis ve egzersiz
halindeki kas gibi bazı dokular metabolik yakıt olarak devamlı
glukoza gereksinim gösterirler. Beyin yettiği sürece sadece glukoz
kullanan bir organdır. Sadece kendine yetmemeye başladığı
zaman keton cisimlerini de yakıt maddesi olarak kullanmaktadır.
Eritrositler mutlak olarak glukoza bağlıdırlar. Mitokondrileri
olmadığı için enerji gereksinimlerini sadece glikolizden elde
etmektedir.
Böbrek medullası, kornea, lens, testis ve egzersiz halindeki kas
gibi dokularında aerob kapasiteleri düşüktür ve enerjilerinin
çoğunu anaerobik glikolizle sağlarlar.
Karbohidrat
Yıkımı ve
Sentezi
İnsanda glukozun üç kaynağı bulunmaktadır:
Besin maddeleri
Glikojen depoları
Glukoneogenez
iki dokuda glikojen depolanmaktadır.
Kas’da yaklaşık 400 gr, kas ağırlığının %1-2’si kadar,
Karaciğerde 100 gr, ağırlığının %6-8’i kadar glikojen bulunmaktadır.
Bunlardan sadece karaciğer glukagonu kana glukoz sağlamakta kullanılabilir.
Diyetle glukoz alımı olmadığı zaman, karaciğer glikojeni bu gereksinimi
sadece 12-24 saat süre ile karşılayabilir. Glikojen bu nedenle çok uzun
süreler kana glukoz sağlayacak bir depo değildir
Açlıkta asıl glukoz sağlayan
kaynak glukoneogenezdir



Uzamış açlıkta hepatik glikojen depoları tükenir ve laktat,
pirüvat, gliserol, oksalat, -ketoglutarat ve ketoasitlerler gibi prokürsörlerden glukoz sentezlenir.
İnsanda ana enerji deposu olan yağlardan glukoz
sentezlenemez.
Glukoneogenez %90 KC’de, %10 böbrekte oluşur. Açlıkta
glukoneogenezin %50’sinden böbrekler sorumludur.
Kan şekeri (glukoz) düzeyi
Kan şekeri düzeyine glisemi adı verilir.
Normal sınırlardaki glisemiye normoglisemi adı verilir.
Normal sınırın altındaki glisemiye hipoglisemi adı verilir.
Normal sınırın üstündeki glisemiye hiperglisemi adı verilir.
Açlık kan şekeri, sağlıklı yetişkin kişilerde kolorimetrik metotlarla 80120 mg/dL, enzimatik metotlarla ise 65-105 mg/dL arasındadır. 60
yaşın üstündeki kişilerde normal sınırın üst değerleri 5-10 mg/dL daha
yüksektir.
Kan şekeri düzeyini düzenleyen
faktörler
 Kan glukoz seviyesi, glukoz
metabolizması ile ilgili bütün metabolik
yolların;
 glikoliz,
 glikojenoliz,
 glikojenez,
 glukoneogenez,
 pentoz fosfat yolu vs.
koordineli çalışması ve kontrolü ile
ayarlanır.
 Kan glukoz seviyesinin düzenlenmesinde, karaciğer ve
hormonların etkisi önemlidir.
 Yemeklerden sonra kan şekeri yükseldiğinde fazla glukoz, insülin
hormonunun etkisiyle karaciğerde glikojen tarzında depo edilir
(glikojenez).
 Kısa süreli açlıklarda, karaciğerdeki glikojenden glikojenoliz
sonucu kana glukoz verilir.
 Uzun süreli açlıklarda, yine karaciğer tarafından glukoneogenezle
kana glukoz verilir.
Kan glukoz seviyesini
düzenleyen hormonlardan
bazısı kan şekerini düşürme
yönünde bazısı ise kan
şekerini yükseltme yönünde
etkili olmaktadır.
Kan şekerini düşüren hormonlar:
-İnsülin: Pankreas beta hücreleri tarafından sentezlenip
kana verilir. Glukozun kas ve yağ dokusu hücrelerine
girişini sağlar. Glikoliz ve glikojenezi hızlandırır.
-Somatomedinler: Karaciğerde sentezlenen bir grup
küçük polipeptittir. Büyüme hormonunun büyüme
üzerindeki etkilerine aracılık ederler. Ayrıca insülin
benzeri aktiviteye sahiptirler.
-Somatostatin: Hipotalamus ve pankreas D hücrelerinden
salınır. Glukagon ve insülin salıverilişini inhibe eder.
Kan şekerini arttıran hormonlar:
 Glukagon: Pankreasın alfa hücrelerinden salıverilir.
Karaciğerde glikojenoliz ve glukoneogenezi
hızlandırır.
 Epinefrin (adrenalin): Adrenal medülladan
salıverilir. Glikojenolizi hızlandırır.
 Büyüme hormonu ve ACTH: İnsüline zıt etki
gösterirler.
 Glukokortikoitler (kortizol, kortizon,
kortikosteron): Adrenal korteksten salıverilirler.
Glukoneogenezi hızlandırırlar.
 Tiroit hormonları (T3 ve T4): Glikojenolizi
hızlandırırlar ve bağırsaktan glukoz emilimini
arttırırlar.
 Human plasental laktojen: Plasentadan salıverilir.
İnsülin etkisine zıt etki gösterir.
Kan şekerinde fizyolojik değişiklikler
Fizyolojik artış:
-Devamlı egzersiz
-Emosyonel durum: Heyecan, stres, korku
Fizyolojik azalma:
-Normal gebelik
-Doğumdan hemen sonra
Kan şekerinde patolojik artış (hiperglisemi)
nedenleri
 Diabetes mellitus
 Cushing sendromu
 Şiddetli tirotoksikoz
 Akut pankreatit
 Şok sırasında dolaşımda adrenalin artışı
Kan şekerinde patolojik azalış (hipoglisemi)
nedenleri
 İnsülin artışı: Aşırı insülin verilmesi, pankreas beta
hücrelerinin hiperplazisi, kanseri, adenoması
 İnsülin antagonistlerinin eksikliği: Addison hastalığı,
hipopituitarizm
 Glikojen yıkılamaması: Glikojen depo hastalıkları
 Karaciğer hastalıkları
 İmmatürite: Prematüreler, ikiz doğanlar.
 Karbonhidrat metabolizma bozuklukları: Galaktozemi,
herediter fruktoz intoleransı
Diabetes Mellitus (DM)
Diabetes mellitus (DM), karbohidrat
metabolizmasının, hiperglisemi ve glukozüri ile
karakterize, lipid ve protein metabolizması
bozukluklarını da içeren bir hastalıktır.
Diabetes Mellitus Neden Önemlidir?



Koroner kalp hastalığının
erken başlaması için önemli
bir risk faktörü
Uzun dönemde retinopati,
nefropati ve periferal nöropati
gibi komplikasyonları ortaya
çıkar
Mortalitesi (ölüm) yüksek
Diabetes Mellitus Belirtileri

Poliüri

Polidipsi (aşırı susuzluk)

Polifaji (aşırı yemek yeme)

Kilo kaybı

Görmede bulanıklık

Hiperglisemi kontrol altına alınmadığında
ketoasidozis ve koma
Diabetes Mellitus Tipleri

Tip 1 diyabet (T1DM)
a) Otoimmün (T1ADM)
b) İdiopatik (T1BDM)



Tip 2 diyabet (T2DM)
Diyabetin diğer spesifik
tipleri (sekonder diyabet)
Gestasyonel diyabet
(GDM)
Tip 1 Diyabet (T1DM)



İnsüline bağımlı DM veya juvenil (genç) başlangıçlı DM
olarak bilinir
Pankreasın -hücrelerinin otoimmün yıkılımı sonucunda
T1ADM, idiopatik (olasılıkla viral) yıkılımı sonucunda
T1BDM ortaya çıkar
Pankreasta insülin sentezi ve sekresyonu olmamaktadır
Tip 2 Diyabet (T2DM)



İnsüline bağımlı olmayan DM veya erişkin
başlangıçlı DM olarak bilinir
İnsüline direnç, yetersiz insülin sekresyonu veya bu
ikisinin birlikte olması sonucunda ortaya çıkar
Diyabetin en sık görülen formudur.
Diyabetin Diğer Tipleri (Sekonder Diyabet)


Nadir görülür
-hücrelerinin fonksiyonunda genetik defekt,
insülinin etkilerinde genetik defekt, ekzokrin
pankreas hastalığı, endokrinopatiler, ilaç veya
kimyasal etkisi, enfeksiyonlar gibi nedenlerle
ortaya çıkar
Gestasyonel Diyabet (GDM)


Gebelikte başlayan veya ilk kez
gebelik sırasında tanı alan diyabet
tipidir
Birinci derece akrabalarda diyabet
öyküsü, obezite, ileri anne yaşı,
glukozüri ve önceki gebelikte
makrozomi (>4 kg bebek),
polihidroamnios veya ölü doğum
bulunması durumlarında ortaya
çıkma riski yüksektir
DM de KH metabolizma bozukluğu


1. Karaciğer ve kas hücrelerinde membranlardan glukoz
geçişi bozulmuştur. Hücreye giremeyen glukoz kanda
birikir (hiperglisemi).
2. Hücreye girebilen glukozun fosforilasyonu bozulmuştur.
Bu olay hücre içinde glukoz kullanımının azalmasına,
fosforile edilemeyen glukozun hücre dışına kaçmasına yol
açar.

3. Glikojen sentezi azalmış, glikojen yıkımı artmıştır

4. Glikoliz yavaşlamıştır



5. Pirüvatın oksidatif dekarboksilasyonu yavaşlamıştır.
6. Glukoneogenez artmıştır. İnsulin yetmezliğinde
amino asit yıkımındaki artış pirüvat yapımını hızlandırır.
Öte yandan lipolizdeki hızlanma nedeni ile miktarı artan
asetil-KoA, glikolizi yavaşlatırken pirüvat karboksilazı
stimüle ederek pirüvattan okzaloasetik asit yapımını
artırır. Bu artış alfa-ketoglutarat üzerinden de desteklenir.




Diabetes mellitus ta glukagon sentezi artar.
Bu hormon glukoneojenezin anahtar enziminin sentezini
stimüle eder.
Bu enzim de okzaloasetik asiti fosfoenolpirüvata çevirerek
glukoneojenezi süratlendirir. Bir diğer glukoneogenetik
enzim olan früktoz-1,6-bifosfataz, insülin yokluğunda daha
aktiftir ve tüm bu faktörlerin bir araya gelişi ile, insülin
noksanlığında artmış bir glukoneojenez ortaya çıkar.
Endojen yoldan glukoz sentezinin artması hiperglisemi ile
sonuçlanır.


7. TCA siklüsünde Asetil-KoA nın oksidasyonu
bozulmuştur. İnsülin varlığında TCA siklüsünün
başlangıç maddesi olan okzaloasetik asit düzeyi normal
olduğu zaman bu siklüs verimli bir biçimde çalışır, asetilKoA lar herhangi bir birikim olmadan kolayca okside olur
ve ATP sentezi gerçekleşir.
Ancak, insülin yokluğunda okzaloasetik asit bol miktarda
sentezlenmesine rağmen bütünüyle artmış
glukoneojeneze kaydığı için asetil-KoA oksidasyonuna
yeterli okzaloasetik asit kalmaz ve sonuçta asetil-KoA
birikimi gerçekleşir.
İnsülin yokluğunda glukoneojenezdeki artış
Diyabet İçin Laboratuvar Analizleri

Tanı, tarama, izleme, prognozu belirleme amacıyla yapılır

Önerilen analizler:
Glukoz
Keton cisimleri
Glikozile hemoglobin (HbA1C)
Genetik markerler
Otoimmün markerler
Mikroalbümin
Potansiyel önemli çeşitli analitler
Diyabet İçin Glukoz Analizi


Kanın, gece açlığından (en az 8 saat) sonra alınması ve
hücresel elemanların hemen ayrılması gerekir.
Referans değerleri:
Çocuklarda: 60-100 mg/dL(3,3-5,6 mmol/L)
Erişkinde: 74-106 mg/dL (4,1-5,9 mmol/L)


Analizin, diyabet tanısı ve yüksek risk gruplarında
tarama için, güvenilir laboratuvarlarda yapılması gerekir.
Diyabetin izlenmesi için, portabl ölçü cihazlarıyla
muayenehanede ve hastanın kendisi tarafından ölçüm
yapılabilir.

Diyabette tanı kriterleri: Semptomların varlığında
Önceki yemeğin zamanına bakılmaksızın plazma
glukozunun 200 mg/dL (11,1 mmol/L) olması
Açlık plazma glukozunun (AKŞ) 126 mg/dL (7,0 mmol/L)
olması
Oral glukoz tolerans testi (OGTT) sırasında 2.saatteki
plazma glukozunun 200 mg/dL (11,1 mmol/L) olması

Tip 2 diyabet için AKŞ ölçümü ile tarama, American Diabetes
Association (ADA) tarafından, 45 yaşındaki asemptomatik
kişilerde önerilmektedir.
Sonuçlar <110 mg/dL (6,1 mmol/L) ise, test 3 yılda bir
tekrarlanmalıdır.
Oral Glukoz Tolerans Testi (OGTT)





OGTT, tip 1 ve tip 2 diyabet tanısı için ADA tarafından artık
önerilmiyor; WHO tarafından sınırlı kullanılması (AKŞ
konsantrasyonu 110-126 mg/dL olduğunda) öneriliyor.
ADA ve WHO, sadece gestasyonel diyabetin (GDM) tanısı
için OGTT’ni önermektedirler.
3 gün boyunca kısıtlama olmadan diyet uygulamasından ve
8-10 saatlik gece açlığından sonra AKŞ ölçülür.
75 g glukoz, 250-300 mL suda olarak 5 dakika içinde içirilir
(yüklenir).
Glukoz yüklemeden 2 saat sonra alınan kan örneğinde
glukoz ölçülür.
GDM Tanısı İçin OGTT



25 yaşından küçük, gebelikten önceki vücut ağırlığı
normal olan, birinci derece akrabalarında diyabet
olmayan, anormal glukoz tolerans öyküsü olmayan, kötü
gebelik öyküsü olmayan gebeler GDM riski düşük kabul
edilir ve bunlara test yapılmaz.
Belirli obez, önceki gebeliklerinde GDM kuşkusu olan,
glukozürisi olan, diyabetik aile öyküsü kesin olan gebeler
GDM riski yüksek kabul edilir ve bunlara test hemen
yapılır.
GDM riski orta derecede olan diğer gebelere gebeliğin 2428. haftaları arasında test yapılır.
Diyabette Glikozile Hemoglobin (HbA1C)



HbA1C, bütün diabetes mellituslu hastalarda, glisemik
kontrolün derecesini belirlemek için en azından iki
yılda bir rutin olarak ölçülmelidir.
ADA önerilerine göre tedavide hedef, HbA1C
konsantrasyonunun %7’nin altında tutulması ve
HbA1C değeri >%8 ise tedavi protokolünü yeniden
değerlendirmektir.
ADA, tarama veya tanı için HbA1C tayinini
önermemektedir.
Diyabette Mikroalbüminüri
ADA, diyabetli erişkinlerde periyodik olarak striple idrarda
albümin aramayı önermektedir. Strip testi negatif ise
mikroalbüminüri testi yapılır.

Mikroalbüminürinin prognostik anlamı vardır:
Mikroalbüminürili tip 1 diyabetli hastaların %80’ninde üriner
albümin atılımı her yıl %10-20 artar ve 10-15 yılda klinik
proteinüri gelişir. Bunların da çoğu (>%80) terminal döneme
gider.



Mikroalbüminürili tip 2 diyabetli hastaların %20-40’ında nefropati
gelişir. Bunların yalnızca ~%20’si terminal döneme gider.
Mikroalbüminürili tip 1 ve tip 2 diyabetli hastalarda
kardiyovasküler hastalık riski de artmıştır.
Yıllık mikroalbüminüri testleri için, 12 saatlik veya 24 saatlik idrar
örneklerinde albümin konsantrasyonu tayini, spot idrar (tercihan
sabah ilk idrarı) örneklerinde albümin/kreatinin oranı tayini
yapılır. Tedaviye yanıtı izlemede 12 veya 24 saatlik idrar
örneklerinde albümin konsantrasyonu tayini tercih edilir.
Diyabette Potansiyel Önemi Olan
Çeşitli Analitler

İnsülin

C-peptid

Proinsülin
diyabette rutin testler olarak bir rolü olmayan
analitlerdir. Araştırma amaçlı olarak ölçülürler.
Nadir vakalarda oral ilaçlara dönmeden önce
mutlak insülin gerektiren hastaları tanımak için
ölçülür.

Diyabetli bütün erişkinlerde her yıl lipid profiline
(plazma kolesterol, LDL-kolesterol, HDL-kolesterol
ve trigliserid konsantrasyonu) bakılmalıdır.
ADA’ya göre
LDL3,35 mmol/L (130 mg/dL)
HDL0,90 mmol/L (35 mg/dL) [erkekte]
1,15 mmol/L (45 mg/dL) [kadında]
TG4,5 mmol/L (400 mg/dL) olan diyabetli
hastalar koroner arter hastalığı için yüksek risk
grubunu oluşturmaktadır.