Yazar: Serkan SAYINER, DVM. PhD. Assoc. Prof.

Yayım tarihi

Yağ Dokusunda Enerji Metabolizması

Yazar: Sude Sak

Yağ dokusu, enerji metabolizmasında önemli bir rol oynayan bir bağ dokusu türüdür ve adiposit hücrelerini içerir. Küçük kan damarları ile yakından ilişkili olan adipositler, genellikle fibröz septa ile çevrili lobüller içinde tek tek veya gruplar halinde bulunur. Adipoz doku farklı hücre tipleri içerir. Dokunun sadece üçte biri adipositlerden oluşur. Geri kalanını fibroblastlar, makrofajlar, stromal hücreler, monositler ve preadipositler oluşturur.

Yağ dokusu, bir kalori rezervuarı olarak hareket ederek sistemik enerji homeostazının kritik bir düzenleyicisidir. Besin fazlalığı koşullarında, yağ dokusu fazla besinleri nötr lipidler şeklinde depolarken, besin eksikliği koşullarında lipoliz yoluyla diğer dokulara besin sağlar.

Vücudun enerji ihtiyacını karşılamak amacıyla lipitlerin sentezlenmesi ve depolanmasında görev alan, hücre sayısı ve büyüklüğü açısından hacmi sürekli değişen dinamik bir dokudur. Fazla enerji, trigliserit formundaki lipit damlacıklarında depolanır.

İnsanlarda metabolik enerji depolamanın en yoğun şekli olan trigliseritler, karbonhidrat ve proteinlerden iki kat daha fazla enerji depolar.

Eş zamanlı olarak, yağ dokusundaki çeşitli stromal vasküler hücreler sayısal ve/veya işlevsel değişikliklere uğrayarak yağ dokusunun bir enerji deposu ve endokrin organ olarak işlevini sürdürmesine katkıda bulunur.

Üç tür yağ dokusu vardır

Beyaz yağ dokusu (White adipose tissue-WAT) insan vücudundaki baskın yağ türüdür. WAT’ın enerji depolama, ısı kaybını önleme, hayati organları koruma ve hormon salgılama gibi çeşitli biyolojik işlevleri vardır. Bazı hormonlar arasında leptin, adiponektin ve resistin bulunur.

Üçüncü ve en yeni adiposit türü olan bej adiposit dokusu, WAT’ın esmerleşmesi olarak bilinen bir süreç olan termojenik stimülasyona yanıt olarak WAT’ta ortaya çıkabilir. Son araştırmalar, WAT’ın kahverengileşmesinin daha fazla ilgiyi hak ettiğini ve WAT’ın kahverengileşmesini hedefleyen tedavilerin obeziteyi azaltmaya yardımcı olabileceğini göstermektedir. Bej adipositler WAT içinde bulunur ve soğuğa maruz kalma sırasında ısı üretmek için enerji harcar (soğuğa bağlı termojenez olarak adlandırılır). Aktive edilmiş bej yağ dokusunun kilo kaybını uyarabildiği ve obeziteye karşı direnci artırabildiği iyi bilinmektedir, bu da onu çekici bir terapötik hedef doku haline getirmektedir. Yaşlanma obezite için birincil risk faktörüdür ve bej yağ dokusu kaybıyla ilişkilidir, bu da enerji harcama kapasitelerinin kaybının artan yaşla birlikte obeziteye eğilimli bir fenotipe katkıda bulunabileceğini düşündürmektedir.

Hemen hemen her memelide kahverengi yağ dokusu (Brown adipose tissue-BAT) bulunur. Yeni doğanlarda ve kış uykusuna yatan memelilerde kahverengi yağ dokusu özellikle bol miktarda bulunur. Yetişkinlerde de bulunur ve metabolik olarak aktiftir, ancak yaygınlığı yaşla birlikte azalır. Bu bezin birincil işlevi termoregülasyondur. BAT hücrelerinin mitokondrilerinin, çok miktarda sitokrom bulunması nedeniyle kahverengi renkte olduğu gözlemlenmiştir. Kış uykusu bezi olarak da adlandırılır çünkü bu yağ depoları hayvanın kış uykusundan uyanması sırasında işlev görür.

Enerji Metabolizması

Lipidlerin metabolizması ve mobilizasyonu adipoz dokunun kontrolü altındadır. Lipogenez, karbonhidratların yağ asitlerine dönüştürüldüğü, trigliseritlerin (TG) biyosentezini ve adipositler içinde lipit damlacıklarının genişlemesini teşvik eden süreçtir. Tersine, lipoliz TG’yi oksitlenebilen veya serbest bırakılabilen serbest yağ asitlerine (FFA) ve gliserole parçalar.

Dolaşımdaki FFA’ların karaciğer, kaslar ve diğer dokular tarafından alınması, lipid mobilizasyonu için birincil yolu oluşturur. Hem lipogenez hem de lipoliz yolları beslenme faktörlerine ve insülin, norepinefrin ve glukagon gibi hormonlara karşı oldukça hassastır. Sonuç olarak, bu süreçlerin karmaşık bir şekilde düzenlenmesi, sistemik enerji homeostazının ve insülin duyarlılığının korunması için gereklidir.

Lipogenez ve Lipoliz

Lipogenez, asetil koenzim A’dan trigliseritlerin ve yağ asitlerinin sentezini tanımlamak için kullanılan terimdir. Buna karşılık, lipoliz trigliseritlerin parçalanmasını içerir ve yağ asitlerinin oluşumuna yol açar. Bu iki süreç arasındaki temel ayrım, temel yapılarında yatmaktadır. Özellikle lipoliz, yağların ve çeşitli lipit moleküllerinin hidrolizine odaklanır ve yağ asitlerinin üretimiyle sonuçlanır. Tersine, lipogenez, asetil koenzim A ve diğer öncüler gibi substratlardan yağ asitleri ve trigliseritlerin oluşturulmasını gerektirir.

adipose tissue difference of lipolysis and lipogenesis, yağ

Adipoz doku, sırasıyla lipogenez ve lipoliz adı verilen süreçlerle yağ asitleri olarak salınan TG’ler barındıran önemli bir enerji depolama rezervuarı olarak hizmet eder.

Sistemik gıda alımı lipojenik yolun aktivasyonunu tetikleyerek yağ dokusunda TG depolanmasını teşvik eder. Buna karşılık, açlık lipolitik yolu başlatarak TG’lerin parçalanmasını ve ardından yağ asitlerinin adipoz depolarından salınmasını sağlar. Bu karmaşık denge, asetil-koenzim A’dan (asetil-CoA) taze yağ asitleri oluşturma süreci olan lipogenezi ve TG sentezini içerir.

Glikoz metabolizması, yağ asidi sentezi için çok önemli bir bileşen olan asetil-CoA üretir. Bu süreç aynı zamanda lipogenezde hızı kontrol eden enzim olan asetil-CoA karboksilazın ekspresyonunu artırır ve pankreatik insülin salınımını tetikleyerek lipogenezi daha da ilerletir. Özünde, yağ dokusu bir enerji rezervuarı olarak işlev görür, yağ asidi akışlarını etkili bir şekilde azaltır ve lipotoksisite ve insülin direncini önler. Bu doku aynı zamanda plazma TG’lerinin temizlenmesini yöneterek diğer vücut dokularında birikmesini önler.

Sonuç olarak, yağ dokusunun lipit depolama kapasitesi, sistemik insülin direncinde ve lipitlerin karaciğer ve kas gibi organlara sızmasında önemli bir rol oynar. Aksine, lipoliz, depolanan TG’lerin adipositler içinde katabolik olarak parçalanmasını ve serbest yağ asitleri ile gliserolün açığa çıkmasını gerektirir.

Açlık lipolizi tetikleyerek hepatik glukoneogenez için gliserol ve oksidasyon için serbest yağ asitleri verir ve diğer organların enerji gereksinimlerini karşılar. Yağ asitleri bol ve karbonhidratlar az olduğunda, karaciğer keton cisimleri oluşturmak için yağ asitlerini daha fazla metabolize edebilir, bu süreç ketogenez olarak adlandırılır ve beyin için bir enerji kaynağı olarak hizmet eder. Lipogenez ve lipoliz arasındaki bu dinamik etkileşim, sistemik enerji dengesini ve insülin duyarlılığını korumak için çok önemlidir. Genel olarak, yağ dokusunun çok yönlü işlevleri, vücudun enerji homeostazında bir enerji rezervuarı ve düzenleyici olarak öneminin altını çizmektedir.

Yağ dokusu endokrin bir organ gibi hareket eder.

Beyaz yağ dokusu, temel adipokinlerin salgılanmasını sağlayarak lipid depolanması veya salınımı ve enerji dengesinde ikili bir rol oynayan çok önemli bir endokrin organ olarak ortaya çıkmaktadır. Bunlar arasında adipositler, glikoz ve lipid metabolizması homeostazı için çok önemli olan hassas bir dengeyi düzenleyen leptin, resistin ve adiponektin gibi polipeptitler salgılar. Adipositlerden yayılan bu adipositokinlerin karmaşık etkileşimi, optimal enerji seviyelerinin sürdürülmesine temelden katkıda bulunur.

Önemli bir oyuncu olan leptin, aşırı enerji alımı, insülin seviyeleri ve glikoz seviyeleri gibi faktörlere yanıt vererek değişen üretim oranlarına neden olur. Tersine, açlık, soğuğa maruz kalma, β-adrenerjik agonistler ve testosteron leptin salgılanmasının azalmasına yol açar. Yağ dokusu içinde sentezlenen kolajen benzeri bir plazma proteini olan adiponektin önemli bir rol oynar. Deri altı beyaz yağ dokusunda konsantrasyonu daha yüksekken, visseral beyaz yağ dokusu ve hipertrofik adipositler dolaşımdaki adiponektin seviyeleri ile ters orantılıdır. Kilo kaybı ve açlık dönemleri plazma adiponektin seviyelerinde bir artışı tetikler ve bu da kaslarda glikoz kullanımını aktive eder. Bu kaskad, karaciğer ve kaslarda yağ asidi oksidasyonunu artırır ve ardından inhibe edilmiş glukoneogenez nedeniyle glikoz üretimini engeller.

Uyarlanabilir termojenezin düzenlenmesi

Termogenin (uncoupling protein 1 veya UCP1), soğuk kaynaklı termojeneze özgü bir moleküldür ve kahverengi yağ dokusunda seçici olarak ifade edildiği için çok önemli bir rol üstlenir. Oksidatif fosforilasyonu ATP sentezinden uzaklaştırarak ve enerjiyi ATP üretimi yerine ısı üretimine yönlendirerek kayda değer bir metabolik değişim düzenler.

Soğuğa maruz kalma ve artan besin alımı, merkezi sinir sisteminden kaynaklanan norepinefrin ve UCP1’in yüksek ekspresyon seviyelerinin eşlik ettiği kahverengi yağ dokusu aktivitesinde bir artışı tetikler. Özellikle, β-adrenerjik antagonistler, tiroid hormonları, insülin ve cAMP analogları dahil olmak üzere bir dizi ajan da UCP1 ekspresyonunun artmasına katkıda bulunur.

Soğuğa ve besin mevcudiyetine yanıt olarak, sempatik sinir aktivitesi yağ dokusu içinde yoğunlaşır. Noradrenalin, β-adrenerjik reseptörlere ustalıkla bağlanır ve böylece trigliseritlerin hidroliziyle sonuçlanan bir dizi moleküler sinyali tetikler. Yağ asitlerinin serbest kalması ikili bir rol oynar, sadece UCP1’e enerji vermekle kalmaz, aynı zamanda soğuk kaynaklı termojenik yollarda termojenezi besler ve glikoz bozunma için özel karbon kaynağı olarak hizmet eder.

Özellikle, aktivasyon bej hücrelere kadar uzanarak termojenik yanıtı daha da artırır. Sonuç olarak, bu düzenlenmiş mekanizma tüm vücut enerji harcamasında bir artışa neden olurken aynı zamanda vücut yağ kütlesini azaltır. Özünde, bu karmaşık süreçlerin karşılıklı etkileşimi, enerji harcamasını artıran ve vücut yağ kütlesini azaltan metabolik bir senfoni düzenler.

Bu makale öğrencimiz Sude Sak’ın sunumundan hazırlanmıştır.

Referanslar

Bódis, K, Roden, M (2018). Energy metabolism of white adipose tissue and insulin resistance in humans. Eur J Clin Invest., 48:e13017. DOI: 10.1111/eci.13017

Choe SS, Huh JY, Hwang IJ, Kim JI, Kim JB (2016). Adipose Tissue Remodeling: Its Role in Energy Metabolism and Metabolic Disorders. Front Endocrinol (Lausanne), 7:30. DOI: 10.3389/fendo.2016.00030.

Mermer M, Tek NA (2017). Adipoz doku ve enerji metabolizması üzerine etkileri. Sdü Sağlık Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 8(3): 40-46. DOI: 10.22312/sdusbed.292229

Wang Z, Wang QA, Liu Y, Jiang L (2021). Energy metabolism in brown adipose tissue. FEBS Journal, 288(12): 3647-3662. DOI: 10.1111/febs.16015.

Zhu Q, Glazier BJ, Hinkel BC, Cao J, Liu L, Liang C, Shi H (2019). Neuroendocrine Regulation of Energy Metabolism Involving Different Types of Adipose Tissues. Int J Mol Sci., 20(11): 2707. DOI: 10.3390/ijms20112707.

Yayım tarihi

Metabolizmanın Kontrolünde Hormonlar

metabolizmanın kontrolünde hormonlar

Yazar: Barış Ataseven

Metabolizma, bir organizma içinde meydana gelen çeşitli kimyasal reaksiyonları ve yolları içeren karmaşık bir süreçtir. Bu reaksiyonlar yaşamın sürdürülmesi için gereklidir ve gıdanın enerjiye dönüştürülmesini, besin maddelerinin üretilmesini ve depolanmasını ve atık ürünlerin ortadan kaldırılmasını içerir.

Metabolizmanın düzenlenmesi, enerji alımı ve harcaması arasındaki dengenin korunması için çok önemlidir ve hormonlar bu süreçte kilit bir rol oynar. Hormonlar, endokrin bezler tarafından üretilen ve metabolizma da dahil olmak üzere çeşitli fizyolojik süreçleri düzenleyen sinyal molekülleridir.

İnsulin

İnsülin pankreas tarafından üretilir ve kandaki glikoz seviyelerini düzenlemekten sorumludur. Glikoz seviyeleri yükseldiğinde, enerji üretimi veya depolanması için hücreler tarafından glikoz alımını kolaylaştırmak üzere insülin salınır. İnsülin ayrıca fazla glikozun karaciğer ve kas hücrelerinde glikojen olarak depolanmasını da destekler.

Glukagon

Öte yandan glukagon da pankreas tarafından üretilir, ancak insülinin tam tersi bir etkiye sahiptir. Glukagon, glikoz seviyeleri düşük olduğunda kan dolaşımına glikoz salmak için karaciğerdeki glikojenin parçalanmasını uyarır. Ayrıca enerji üretimi için yağ asitlerini serbest bırakmak üzere yağ dokusundaki yağların parçalanmasını teşvik eder.

Kortizol

Kortizol, strese yanıt olarak böbreküstü bezleri tarafından üretilen bir steroid hormonudur. Karbonhidratların, proteinlerin ve yağların metabolizmasında önemli bir rol oynar. Kortizol, karbonhidrat olmayan kaynaklardan glikoz üretimi olan glukoneogenez için amino asitleri serbest bırakmak üzere kas hücrelerindeki proteinlerin parçalanmasını teşvik eder. Aynı zamanda yağ dokusundaki yağların parçalanmasını ve enerji üretimi için yağ asitlerinin salınmasını teşvik eder.

cortisol, hormones in control of metabolism, kortizol, metabolizma, metabolizmanın kontrolünde hormonlar
Kortizolün İşlevleri

Tiroid Hormonları: T4 ve T3

Tiroid bezi tarafından üretilen tiroid hormonları, metabolizmanın düzenlenmesinde kritik bir rol oynar. Hücrelerin enerji para birimi olan ATP üretimini teşvik ederek metabolizma hızını artırırlar. Tiroid hormonları ayrıca karbonhidrat, protein ve yağ metabolizmasında yer alan enzimlerin aktivitesini de artırır

Tiroid hormonları hem fizyolojik hem de patolojik olayları etkiler.

Leptin

Leptin, metabolizmanın düzenlenmesinde önemli rol oynayan bir başka hormondur. Yağ dokusu tarafından üretilir ve enerji dengesinin düzenlenmesinde rol oynar. Leptin iştahı bastırır ve enerji harcamasını artırarak kilo kaybını teşvik eder.

Ghrelin

Ghrelin, mide tarafından üretilen, iştahı uyaran ve gıda alımını teşvik eden bir hormondur. Ayrıca, enerji üretimi için yağların parçalanmasını artıran büyüme hormonunun salınımını teşvik ederek enerji dengesinin düzenlenmesinde rol oynar.

Adiponektin

Adiponektin, yağ dokusu tarafından üretilen, glikoz ve lipid metabolizmasını düzenleyen bir hormondur. Adiponektin, enerji üretimi için hücreler tarafından glikoz alımını teşvik ederek insülin duyarlılığını artırır. Ayrıca yağ dokusundaki yağların parçalanmasını ve enerji üretimi için yağ asitlerinin kullanılmasını teşvik eder.

Sonuç olarak, hormonlar metabolizmanın kontrolünde çok önemli bir rol oynamaktadır. İnsülin ve glukagon kandaki glikoz seviyelerini düzenlerken, kortizol enerji üretimi için proteinlerin ve yağların parçalanmasını teşvik eder.

Tiroid hormonları ATP üretimini teşvik ederek metabolizma hızını artırır.

Leptin ve ghrelin iştahı ve enerji dengesini düzenlerken, adiponektin glikoz ve lipid metabolizmasını düzenler.

Hormonların uygun şekilde düzenlenmesi, metabolik dengenin ve genel sağlığın korunması için gereklidir.

Bu makale öğrencimiz Barış Ataseven’in sunumundan hazırlanmıştır.

Referanslar

  1. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1472029917301728
  2. https://www.researchgate.net/figure/Role-of-cortisol-in-health-This-schematic-represents-the-roles-of-glucocorticoids_fig1_347540420
  3. https://www.researchgate.net/figure/Effects-of-thyroid-hormones-in-normal-and-pathologic-conditions-The-thyroid-gland-is-in_fig4_326785252
  4. https://www.nature.com/articles/nrn.2017.168
  5. https://www.researchgate.net/figure/Main-biological-functions-of-ghrelin-Ghrelin-is-mainly-synthesised-at-the-stomach-but-it_fig2_6865369
  6. https://www.google.com/search?q=adiponectin+function+in+metabolism&tbm=isch&ved=2ahUKEwi08uqTgqj-AhWBkKQKHbX7AXMQ2-cCegQIABAA&oq=adiponectin+function+in+metabolism&gs_lcp=CgNpbWcQAzoECCMQJ1DcBFiGFWDcFmgAcAB4AIAB6wGIAaoOkgEGMC4xMC4ymAEAoAEBqgELZ3dzLXdpei1pbWfAAQE&sclient=img&ei=_5A4ZPT2DoGhkgW194eYBw&bih=880&biw=1920#imgrc=vcoOV6L523DLFM
  7. https://www.betterhealth.vic.gov.au/health/healthyliving/obesity-and-hormones#:~:text=The%20hormones%20leptin%20and%20insulin,the%20accumulation%20of%20body%20fat.
Yayım tarihi

Oksidatif stres ve farklı organlara etkisi

oksidatif stres

Yazar: Aline Donker

Oksidatif stres, vücuttaki reaktif oksijen türleri (ROS) veya serbest radikaller ile antioksidanlar arasındaki dengesizlik nedeniyle ortaya çıkan bir süreçtir. ROS, hücresel metabolizmanın bir yan ürünü olarak oluşan moleküllerdir.

Oksidatif stres sürecinde süperoksit anyonu (O2–), hidrojen peroksit (H2O2) ve hidroksil radikali (-OH) gibi çeşitli moleküller yer alır. Glutatyon, C ve E vitamini gibi antioksidanların yanı sıra proteinler, lipitler ve DNA gibi hücresel bileşenlere zarar verebilirler. Bu da çeşitli hastalıklara yol açabilir.

oksidatif stress

Şekil 1: Homeostaz sırasındaki denge ve oksidatif stres sırasındaki dengesizlik.

Oksidatif stres karaciğer, akciğerler, pankreas, bağırsaklar ve hatta gözler gibi birçok organda meydana gelebilir.

Karaciğer, detoksifikasyon ve metabolizmada önemli bir rol oynar ve bu süreçler reaktif oksijen türleri (ROS) üretebilir. Karaciğerdeki aşırı ROS üretimi, oksidatif stres ve karaciğer hücrelerinde hasara neden olabilir. Karaciğer, ROS’ları nötralize edebilecek antioksidan enzimler ve moleküller üretir. Ancak karaciğerin antioksidan savunması aşırı uyarılırsa, ROS birikmesine ve diğer organlarda oksidatif strese yol açabilir.

Karaciğer, antioksidan moleküller olan glutatyon ve C ve E vitaminlerine güvenir, ROS’ları nötralize eder ve hücresel bileşenlere zarar vermez. Oksidatif stresle ilişkili bazı karaciğer hastalıkları arasında viral hepatit, alkol almayan yağlı karaciğer hastalığı ve karaciğer fibrozisi bulunur.

oxidative stress in liver

Şekil 2: Oksidatif stresin karaciğerde neden olduğu faktörler ve bu stres sonucu meydana gelen durumlar.

Akciğerler, sürekli olarak çevresel toksinlere ve kirleticilere maruz kalmaları nedeniyle oksidatif stres açısından son derece hassastır. Akciğerlerdeki oksidatif stres, inflamasyona ve akciğer dokusunda hasara neden olabilir.

Pankreatik beta hücreleri, reaktif oksijen türleri (ROS) yüksek üretimleri ve düşük antioksidan kapasiteleri nedeniyle oksidatif strese son derece hassastır. ROS, pankreatik beta hücrelerine zarar verebilir. Bu, insülin salgısının ve glukoz metabolizmasının bozulmasına neden olur. Oksidatif stres, iltihaplanma ve pankreatik fibrozis gibi durumların oluşmasına neden olarak kanserin gelişimine katkıda bulunabilir.

Pankreas, insülin üreterek kan şekeri düzeyinin düzenlenmesinde rol oynar. Pankreasın işlev bozukluğu, insülin direnci ve diyabete yol açabilir. Bu, böbrekler, gözler ve kardiyovasküler sistem gibi diğer organları etkileyebilir.

Gözler de oksidatif strese karşı savunmasızdır. Bu, katarakt, kuru gözler ve glokom gibi birçok hastalığa neden olabilir. Reaktif oksijen türleri, lens ve retina hasarına neden olabilir, bu da bozulmuş görüşe ve artan körlük riskine yol açar. Ayrıca, yaşlandıkça, bu hasar birikerek katarakt gelişimine katkıda bulunur.

oxidative stress in eye diseases

Şekil 3: Gözlerde oksidatif stres ile ilişkili hastalıklar.

Oksidatif stres ayrıca bağırsaklarda da meydana gelebilir. Burada, mikrobiyotik değişikliklere ve bağırsak bariyerinin disfonksiyonuna neden olabilir. Oksidatif stres bağırsaklarda disbiyozise neden olabilir. Bu sonucunda zararlı bakterilerin çoğalması meydana gelebilir. Faydalı bakterilerde bir azalma meydana gelir, bu da oksidatif stresi ve bağırsaklardaki inflamasyonu artırabilir. Oksidatif stres ayrıca zararlı maddelerin kan dolaşımına girmesini engelleyen bağırsak bariyerini de zararlı etkileyebilir. Bu sonucunda, bağırsak geçirgenliği artabilir. Bu, toksinlerin, bakterilerin ve diğer zararlı maddelerin kan dolaşımına sızmasına neden olur.

Bu makale öğrencimiz Aline Donker’in sunumundan hazırlanmıştır.

Referanslar

Li S, Tan HY, Wang N, Zhang ZJ, Lao L, Wong CW, Feng Y. The Role of Oxidative Stress and Antioxidants in Liver Diseases. Int J Mol Sci. 2015 Nov 2;16(11):26087-124.

Rapa SF, Di Iorio BR, Campiglia P, Heidland A, Marzocco S. Inflammation and Oxidative Stress in Chronic Kidney Disease-Potential Therapeutic Role of Minerals, Vitamins and Plant-Derived Metabolites. Int J Mol Sci. 2019 Dec 30;21(1):263.

Betteridge DJ. What is oxidative stress? Metabolism. 2000 Feb;49(2 Suppl 1):3-8.

Hsueh, Y.-J.; Chen, Y.-N.; Tsao, Y.-T.; Cheng, C.-M.; Wu, W.-C.; Chen, H.-C. The Pathomechanism, Antioxidant Biomarkers, and Treatment of Oxidative Stress-Related Eye Diseases. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 1255.

Correia AS, Cardoso A, Vale N. Oxidative Stress in Depression: The Link with the Stress Response, Neuroinflammation, Serotonin, Neurogenesis and Synaptic Plasticity. Antioxidants. 2023; 12(2):470.

Eguchi N, Vaziri ND, Dafoe DC, Ichii H. The Role of Oxidative Stress in Pancreatic β Cell Dysfunction in Diabetes. Int J Mol Sci. 2021 Feb 3;22(4):1509

Vona R, Pallotta L, Cappelletti M, Severi C, Matarrese P. The Impact of Oxidative Stress in Human Pathology: Focus on Gastrointestinal Disorders. Antioxidants (Basel). 2021 Jan 30;10(2):201.

Rogers LK, Cismowski MJ. Oxidative Stress in the Lung – The Essential Paradox. Curr Opin Toxicol. 2018 Feb;7:37-43.

Yayım tarihi

Kas Dokusunda Amino Asit Metabolizması

Yazer: Tala Abdallah

Amino asit metabolizması, amino asitleri üreten, parçalayan ve kullanan metabolik süreçler için kullanılan kolektif bir terimdir. Altı amino asit tarafından sağlanan amino grupları ve amonyak, kasların muazzam miktarlarda salgıladığı glutamin ve alanin sentezi için gereklidir.

Dinlenme halindeki kasta metabolize edilen 6 amino asit Lösin, İzolösin, Valin, Asparajin, Aspartat ve Glutamattır. İnsan metabolizmasında diğer hayati rolleri oynamanın yanı sıra, kaslar tarafından üretilen glutamin önemli bir enerji kaynağıdır ve bağışıklık sistemi ile mukozal hücrelerde DNA ve RNA sentezini düzenler. Organizmanın dengesini koruması için protein sentezi ve yıkımının her ikisi de gereklidir. Ayrıca, Asetil-KoA sadece lösin ve izolösin molekülünün bir kısmının dönüştürülmesiyle yapılabilir ve TCA döngüsü ara ürünleri ve glutamin diğer amino asitlerin karbon iskeleti kullanılarak sentezlenir.

Amino asit karbon iskeletlerinin parçalanması altı metabolitin oluşmasıyla sonuçlanır: asetil-KoA, asetoasetil-KoA, piruvat, alfa-ketoglutarat, fumarat ve oksaloasetat ve her birinin enerji metabolizmasında farklı bir kaderi vardır. Amino asitler, parçalanma ürünlerine ne olduğuna bağlı olarak ketojenik veya glukojenik olarak kategorize edilir. Bu nedenle Asetil-KoA ve asetoasetil-KoA ketojenik amino asitler olan lösin ve lizin tarafından üretilir. Birçok amino asit doğrudan enerji üreten substratlar olarak çalışır ve glikoz metabolizmasında yer alan çeşitli enzimlerin aktivitesini düzenler. Hem izole edilmiş hayvan hem de insan miyokardiyumu sonuç olarak gelişmiş kasılma performansı sergiler.

amino acids
Kaslarda Amino Asit Metabolizmasının birçok farklı yolu ve sonucu.

Dallı zincirli amino asitler (BCAA’lar) iskelet kası anabolizması için birincil amino asit kaynağıdır ve enerji dengesinin korunması için çok önemlidir. İskelet kası vücudun BCAA’larının büyük kısmını okside eder, bunu kahverengi yağ dokusu, karaciğer, böbrekler, kalp ve diğer dokular izler. İskelet kası, sürecin ilk aşaması olan BCAA transaminasyonunun ağırlıklı olarak burada gerçekleşmesi nedeniyle BCAA katabolizmasına orantısız bir şekilde katılır.

Alanin amino asidi proteinlerin sentezi için gereklidir ve merkezi sinir sistemi ile kaslara enerji sağlar. Karaciğer, iskelet kasından salgılanan alanini glukoneogenez için bir substrat olarak kullanır, daha sonra alaninin amino grubu üre döngüsü tarafından üreye dönüştürülür ve daha sonra ortadan kaldırılır. Karaciğerde üretilen alanin türevi glikoz daha sonra iskelet kasına tekrar girebilir ve bir enerji kaynağı olarak hizmet edebilir.

Glikoz – Alanin döngüsü ve kas ile karaciğer arasındaki yollar.

Yeni amino asitler oluşturmak için bir amino grubunun bir keto aside eklendiği kimyasal bir süreç olan transaminasyon, amino asitlerin metabolizmasında çok önemli bir adımdır. Amino asitlerin büyük kısmı bozunma sırasında transaminasyona uğrar. Transaminazlar, alanin aminotransferaz (ALT) ve aspartat aminotransferaz (AST) gibi karaciğer hücrelerinde potansiyel hasarın belirteçleri olarak sıklıkla keşfedilen spesifik enzim örnekleridir.

Amino asit metabolizmasında önemli bir enzim olan aspartat transferaz (AST) karaciğer, kalp, pankreas, kaslar ve diğer biyolojik dokularda bulunur. AST, aspartat ve glutamat amino asitleri arasında bir reaksiyonu katalize eder.

Kaslarınız veya karaciğeriniz yaralandığında aspartat transaminaz adı verilen bir enzim salgılanır ve AST’nin ana kaynakları karaciğer dokuları, miyokard ve çizgili kaslardır. Tüm transaminazlarda olduğu gibi, aspartat transaminaz da farklı yan zincirlere sahip iki amino asidi (Asp ve Glu) tanır ve bunlar arasında ayrım yapabilir ve bunları bağlayabilir.

Dallı zincirli amino asitlerin hızlı oksidasyonu, kasta alanin senteziyle bağlantılı görünmektedir. Alanin, öncelikle hücresel enerji üretimi için ALT tarafından piruvata dönüştürülür, ayrıca karaciğerle en yakından ilişkili olduğu kabul edilen ALT enzimi böbrekler, iskelet kası ve kalp kası tarafından üretilir. Glikoz ve proteinin ara metabolizması, genellikle alanin aminotransferaz (ALT) olarak bilinen glutamat piruvat transaminaz enzimine bağlıdır. Piruvat ve glutamat oluşturmak için, alanin ve 2-oksoglutaratın tersinir transaminasyonunu katalize eder.

Özellikle üç amino asit olan lösin, alanin ve prolin, diğer amino asitler, karbonhidratlar veya peynir altı suyu proteini ile eşleştirildiklerinde kas onarımını artırabileceklerini, dayanıklılığı artırabileceklerini ve kas kütlesini daha etkili bir şekilde büyütebileceklerini göstermektedir. Glutamin vücuttaki birden fazla hücreyi beslediğinden, her tür egzersiz için en iyi toparlanma bileşenidir. Proteinin yapı taşları olan bu asitlerin kas iyileşmesine yardımcı olduğu kanıtlanmıştır. Proteinin ötesinde, glutamin ve BCAA’lar sporcuların iyileşmesi ve kas geliştirmesi için en önemli besinlerden ikisidir, ancak BCAA’lar kas büyümesini destekler ve yorgunluğu önler glutamin egzersiz sonrası kas iyileşmesine ve yeniden yapılanmasına yardımcı olur.

Rabdomiyoliz sürecinin önce kas sonra böbrekte gerçekleşmesi.

Kas distrofisi olanlarda, kusurlu genler vücudun uygun kas büyümesi için gerekli proteinleri üretmesini engeller. Rabdomiyoliz adı verilen ciddi bir tıbbi durum ölümcül olabilir veya kalıcı sakatlıkla sonuçlanabilir. Rabdo, kas dokusu hasar gördüğünde ortaya çıkar çünkü elektrolitler ve proteinler kan dolaşımına boşalır, örneğin Miyoglobin kan dolaşımına salgılanan ve daha sonra koyu renkli idrar üreten böbrekler tarafından vücuttan atılan bir proteindir.

Bu yazı öğrencimiz Tala Abdallah’ın sunumundan hazırlanmıştır.

Referanslar

https://www.cdc.gov/niosh/topics/rhabdo/default.html#:~:text=Rhabdomyolysis%20(often%20called%20rhabdo)%20is,permanent%20disability%20or%20even%20death.

Megías M, Molist P, Pombal MA. Atlas of plant and animal histology. http://mmegias.webs.uvigo.es/inicio.html.

Protein Structure, Stability and Folding, Methods in Molecular Biology, 168, Edited by Kenneth P. Murphy

https://www.creative-enzymes.com/similar/ast_83.html

Kubala, Jillian. “Essential Amino Acids: Definition, Benefits and Food Sources.” Healthline, Healthline Media, 6 Feb. 2023, https://www.healthline.com/nutrition/essential-amino-acids.

Vickie E. Baracos, Animal Models of Amino Acid Metabolism: A Focus on the Intestine, The Journal of Nutrition, Volume 134, Issue 6, June 2004, Pages 1656S–1659S

Holeček, M. “The role of skeletal muscle in the pathogenesis of altered concentrations of branched-chain amino acids (valine, leucine, and isoleucine) in liver cirrhosis, diabetes, and other diseases.” Physiological research vol. 70,3 (2021): 293-305.

Choudhary, Ankur. “General Reactions of Amino Acid Metabolism.” Pharmaguideline, https://www.pharmaguideline.com/2022/01/general-reactions-of-amino-acid-metabolism

Wagenmakers, A J. “Protein and amino acid metabolism in human muscle.” Advances in experimental medicine and biology vol. 441 (1998): 307-19.

Mann G, Mora S, Madu G, Adegoke OAJ. Branched-chain Amino Acids: Catabolism in Skeletal Muscle and Implications for Muscle and Whole-body Metabolism. Front Physiol. 2021;12:702826. Published 2021 Jul 20.

Wagenmakers, A J. “Muscle amino acid metabolism at rest and during exercise: role in human physiology and metabolism.” Exercise and sport sciences reviews vol. 26 (1998): 287-314.

http://fblt.cz/en/skripta/ii-premena-latek-a-energie-v-bunce/12-metabolismus-aminokyselin/

emDocs Cases: Evidence-Based Recommendations for Rhabdomyolysis

Yayım tarihi

Eski Çağlarda Peynir Yapımı ve Çeşitli Süt Hayvanı Sürüleri: Arkeologlar Tarafından Ortaya Çıkarılan Yeni Bulgular

Yakın zamanda yapılan bir araştırmada, Polonya’da Geç Neolitik dönemde birden fazla hayvandan elde edilen sütün peynir yapımında kullanıldığına dair kanıtlar bulunmuştur. Bu araştırma, ilk çiftçilerin sütü peynir ya da yoğurt gibi diğer süt ürünlerine dönüştürerek sütteki laktoz içeriğini azalttıklarını ve inek, koyun ve keçi gibi farklı hayvanlardan elde edilen süt ürünlerini kullandıklarını göstermektedir.

Neolitik dönemden Geç Bronz Çağı’na kadar Avrupa’da neredeyse herkesin laktoz intoleransı vardı. Ancak, genetik mutasyonlar yaygınlaşarak yetişkinlerin vücutta laktozu parçalayan enzim olan laktazı üretmesini sağladı. Araştırmacılar, çanak çömleklerde peynir yapımına işaret eden yüksek lor içerikli kalıntılar tespit ederek ve birden fazla süt türünün kullanıldığını ortaya çıkararak Geç Neolitik dönemde süt ürünleri işlemeyi araştırdı. York, Cambridge, Toruń ve Kraków Üniversitelerinden bilim insanları ve arkeologlar, çok sarmallı proteomik ve lipid analizi yaklaşımını kullanarak, orta Polonya’daki Sławęcinek alanından elde edilen seramikleri ve yüzeylerindeki kalıntıları inceledi.

Bu yeni gelişme, proteomik verileri karşılaştırarak peynir yapımının (ve diğer teleme zenginleştirici süt ürünleri işlemlerinin) teleme proteinlerinin oranı incelenerek doğrudan tespit edilebileceğine dair kanıtlar sunmaktadır. Bu sonuçlar Avrupa’da türünün ilk örneğidir ve Orta Avrupa’daki en eski çiftçilerden bazıları tarafından süt ürünlerinin kullanımına ilişkin anlayışımıza önemli ölçüde katkıda bulunmaktadır.

Önceki araştırmalar süt ürünlerinin bu dönemde bazı Avrupa bölgelerinde yaygın olarak bulunduğunu göstermiş olsa da, bu çalışma seramiklerin analizinden sığır, koyun ve keçi de dahil olmak üzere çeşitlendirilmiş bir süt sürüsü için net kanıtlar sunmaktadır.

Neolitik dönemde yaygın laktoz intoleransına rağmen, süt sürüleri için beklenen öldürme şekillerine sahip hayvan kemikleri, seramik kaplardaki süt yağları ve antik diş taşı veya plaklarındaki süt proteinleri gibi süt ürünlerinin tüketildiğine dair kanıtlar bulunmaktadır.

Cambridge Arkeoloji Bölümü’nde doktora öğrencisi olan başyazar Miranda Evans, proteomik sonuçların, antik kalıntıların hem modern peynir yapım kalıntılarına hem de peynirin kendisine çok benzediğini, tam yağlı süte benzemediğini gösterdiğini söyledi. Bu da Sławęcinek halkının peynir yapımını ya da loru zenginleştiren başka bir süt işleme biçimini uyguladığını ortaya koyuyor.

Peynir yapımında birden fazla türün kullanıldığına dair kanıtlar, alanda hem inek hem de koyun ya da keçi kemiklerinin bulunmasıyla desteklenmiştir.

York Üniversitesi Arkeoloji Bölümü’nden Dr. Harry Robson, bu sonuçların Orta Avrupa’nın en eski çiftçilerinden bazılarının süt ürünleri kullanımına ilişkin anlayışımıza önemli ölçüde katkıda bulunduğunu söyledi. Ayrıca, Arkeoloji Bölümü’nden Dr. Jasmine Lundy, lipid ve proteomik analizlerin, özellikle seramik kabın zaman içindeki kullanımını anlamada ne kadar tamamlayıcı olduğunu vurguladı. Bu sayede, örneğin, bazı tekniklerin seramikleri su geçirmez hale getirdiğini veya mühürlediğini görebiliyor ve ayrıca içlerinde hangi gıdaların üretildiğini belirleyebiliyoruz.

Genel olarak bu çalışma, Orta Avrupa’da Geç Neolitik dönemde süt ürünlerinin kullanımına ve birden fazla hayvandan elde edilen süt kullanılarak peynir yapımının nasıl uygulandığına dair önemli bilgiler sağlamaktadır. Proteomik ve lipid analizi yaklaşımlarının kullanımı, antik kalıntıların analizinde yenilikçi ve bilgilendirici bir yöntemdir ve bulgular, Neolitik dönemde gıda üretimi ve tüketiminin gelişimini anlamamıza değerli katkılar sunmaktadır.

Kaynak: Evans M, Lundy J, Lucquin A, Hagan R, Kowalski Ł, Wilczyńki J, Bickle P, Adamczak K, Craig OE, Robson HK, Hendy J. Detection of dairy products from multiple taxa in Late Neolithic pottery from Poland: an integrated biomolecular approach. Royal Society Open Science, 2023; 10 (3) DOI: 10.1098/rsos.230124

Yayım tarihi

Dünyanın en yaşlı kedisi Flossie 27 yaşında

27-year-old ‘Flossie’ crowned world’s oldest living cat

Sevecen ve oyuncu bir kedi olarak tanımlanan Flossie 1995 yılında İngiltere sokaklarında doğdu. Flossie en uzun yaşayan kedi olarak Guinness Rekorlar kitabında yerini aldı ve ölümsüzleşti. Flossie’nin rekoru 10 Kasım günü 26 yıl 316 gün olarak teyit edildi.

İngiltere’nin Merseyside kentindeki bir kedi kolonisinde dünyaya gelen ve daha sonra sahiplenilen Flossie, şu anki sahibi Vicki Green ile Londra’nın Orpington kasabasında yaşıyor.

Flossie’nin sahibi Green, “Flossie’nin özel bir kedi olduğunu en başından beri biliyordum ama evimi bir Guinness Dünya Rekoru sahibiyle paylaşacağımı düşünmemiştim” diyor. “O çok sevecen ve oyuncu, özellikle kaç yaşında olduğunu hatırladığınızda çok tatlı. Sağır ve görme yetisi zayıf ama bunların hiçbiri onu rahatsız etmiyor gibi görünüyor.” diye devam ediyor.

Flossie
flossie

Flossie şu an için teyit edilmiş en yaşlı kedi ve bir insan yaşına göre en az 120 yaşında.

Nice yeni yaşlara Flossie…

Kaynak: Guinness World Records

Yayım tarihi

Toksoplazma bağışıklık hücrelerini zombiye mi dönüştürüyor?

toxoplasma gondii

Bir hücre içi parazitik protozoon olan Toksoplazma küresel çapta insan nüfüsunun hatırı sayılır bir kısmı tarafından taşınmaktadır. Peki Toksoplazma vücut içinde nasıl yayılır veya beyne kadar nasıl ulaşır?

Toksoplazma protozoonun vücut içinde yayılmasını nasıl gerçekleştirdiğine yönelik çalışmalar devam etmektedir. Bunlardan biri de son olarak Cell Host & Microbe (IF=31.316, JCR Ranking Q1) dergisinde yayınlandı. Araştırıcılar makale başlığındaki soruyu ve cevabını bilim dünyası ile paylaştılar.

Ten Hoeve AL, Braun L, Rodriguez ME, Olivera GC, Bougdour A, Belmudes L, Couté Y, Saeij JPJ, Hakimi MA, Barragan A. The Toxoplasma effector GRA28 promotes parasite dissemination by inducing dendritic cell-like migratory properties in infected macrophages. Cell Host Microbe. 2022 Nov 9;30(11):1570-1588.e7. doi: 10.1016/j.chom.2022.10.001.

Bağışıklık hücrelerinin enfeksiyonlara karşı savaşta üstlendikleri rollerin sıkı bir şekilde düzenlendiği bilinmektedir. Toksoplazma’nın nasıl bu kadar çok insanı ve hayvan türünü enfekte etmeyi ve bu kadar verimli bir şekilde yayılmayı başardığı konusunu aydınlatmak önemlidir. İşte bu noktada Ten Hoeve ve ekibi bir yanıt bulduklarını belirttiler. Bu yanıtın temel unsuru ise bir protein keşfi oldu. Araştırıcılar, Toksoplazmanın bağışıklık sistemini yeniden programlamak için kullandığı bir proteini (GRA28) tespit ettiler.

Çalışma bulguları, Toksoplazmanın bu özel proteini bağışıklık hücresinin çekirdeğine enjekte ettiğini ve böylece hücrenin kimliğini değiştirdiğini işaret etti. Böylelikle Toksoplazmanın bağışıklık hücresini başka bir hücre türü olduğuna yönelik kandırdığı, bir başka deyişle bağışıklık hücresinin gen ifadesini ve davranışını değiştirdiği gösterildi. Bu durum araştırıcılar tarafından “Toksoplasma’nın bağışıklık hücrelerini Truva atlarına veya paraziti yayan gezgin zombilere dönüştürmesi” olarak tanımlandı. Çalışmada ayrıca parazitin yayılmasında önceden düşünülenden çok daha hedefli olduğu da vurgulandı.

Kısaca Toksoplazmoz (Toxoplasmosis) hakkında

Toksoplazmanın neden olduğu hastalık toksoplazmoz olarak tanımlanır ve dünya genelinde insanlarda görülen yaygın paraziter enfeksiyonlardan biridir, belki de en yaygını. DSÖ, dünyadaki insan nüfusunun en az %30’unun parazitin taşıyıcısı olduğunu tahmin etmektedir.

Evcil kediler (ki sadece evcil değil, tüm kedigiller) Toksoplazma’nın yaşam döngüsünde özel bir yere sahiptir: eşeyli üreme sadece kedinin bağırsağında gerçekleşir. Diğer konaklarda, örneğin insanlarda, köpeklerde veya kuşlarda üreme, parazit bölünmesiyle gerçekleşir. Bu noktada hastalık ile mücadele tek sağlık konsepti önemlidir. Dolayısı ile Veteriner Hekimler hem enfekte kediler hem de son konakçı rolündeki kedilerin tespit, korunma ve tedavi süreçlerinde önemli rol üstlenir. Bu doğrudan insan sağlığını da etkilemektedir.

Toksoplazma (Toxoplasma gondii) enfeksiyonu kedilerde sık görülür, ancak klinik tablo nadirdir. Kedilerin %50 kadarında, özellikle serbest dolaşanlarda, enfeksiyonu ve kistik evrelerin varlığını gösteren antikorlar bulunur. Klinik belirtiler genellikle kedilerin bağışıklığı baskılandığında ortaya çıkar – bu durumlarda kistik aşamalar yeniden etkinleştirilebilir. Yaygın olarak etkilenen organlar merkezi sinir sistemi, kas, akciğerler ve gözlerdir. Kediler ookist döktüklerinde insanlar için risk oluşturabilirler. Bununla birlikte, bu, yaşamları boyunca yalnızca bir kez, genellikle doku kistlerinin yutulmasından sonraki üç ila on gün boyunca olur.

Toksoplazma yiyecekler ve kedilerle temas yoluyla insanlara bulaşır. Doğada, parazit tercihen kemirgenlerden kedilere, kemirgenlere ve benzerlerine yayılır. Parazitler kemirgenin beyninde “uyku halindedir” ve kedi fareyi yediğinde kedinin bağırsağında çoğalır ve dışkı yoluyla dışarı çıkar. Parazit bitki örtüsünde son bulur ve kemirgen bitki örtüsünü yediğinde enfekte olur. İnsanlara et tüketimi veya kedilerle, özellikle kedi dışkısıyla temas yoluyla bulaşır.

Toksoplazmanın neden olduğu hastalık toksoplazmoz olarak tanımlanır. Bir kişi ilk kez enfekte olduğunda, soğuk algınlığı veya gribe benzer semptomlar gösterir. İlk enfeksiyon aşamasından sonra, parazit beyinde “uyku” aşamasına geçer ve onlarca yıl veya ömür boyu sürebilen kronik, sessiz bir enfeksiyona başlar. Kronik enfeksiyon sağlıklı bireylerde genellikle belirti vermez. Bununla birlikte, toksoplazma, bağışıklık sistemi zayıflamış kişilerde (HIV, organ nakli alıcıları, kemoterapi sonrası) hayatı tehdit eden bir beyin enfeksiyonuna (ensefalit) neden olabilir ve hamilelik sırasında fetüs için tehlikeli olabilir. Göz enfeksiyonları, sağlıklı bireylerde ortaya çıkabilir.