Glikoz Kaynakları

Glikoz vücuda karbonhidrat sindirimi yolu ile alınabildiği gibi metabolizmada karbonhidrat olmayan moleküllerden glikoneogenezisle de üretilebilmektedir.

Karbonhidratların sindirimi

Gıdalarla alınan polisakkaritlerden özelliklede nişastanın amiloz kısmı ilk olarak tükrükte bulunan α-amilazın etkisi ile maltoz ve glukoza parçalanır. Bu iki molekülden glikozun maltoza oranı 9/1’dir. Amilopektin zinciri ise yine α-amilaz etkisi ile α1-4 glikozid bağlarından parçalanmaya başlamaktadır. Söz konusu bu enzim amilopektinin sadece α-1-4 glikozid bağlarına etki etmektedir, zincirin diğer bağı olan α-1-6 glikozid bağlarına etkisi yoktur. Amilopektin sindirimi sonunda ortamda çoğu maltoz geri kalanı ise trisakkaritler ve 6-9 monosakkaritli α-1-4 ve α- 1-6 glikozid bağlı oligosakkaritlerden oluşmuş bir karışım kalır. Bu karışımın yaklaşık %21’i α1-6 glikozid bağı içeren yapıdır ve α-amilaz tarafından sindirilemezler. Bu yapılara sınır dextrini adı verilmektedir.

Karbonhidrat sindirimine dair midede herhangi bir enzim olmadığından sindirim ince bağırsaklarda devam eder. Buradaki karbonhidrat sindirimine pankreastan salınan α-amilaz ve bağırsaklardan salgılanan maltaz, sakkaraz, laktaz ve oligo 1-6 glikozidaz enzimleri dahil olmaktadırlar. Bu enzimlerden oligo 1-6 glikozidaz ağızdaki sindirimden arta kalmış olan α-1-6 glikozid bağları içeren dextrine etkiyerek glikoza parçalar. Maltaz enzimi ise maltozu glikoza parçalar ve böylece bir polisakkarit olan nişastanın sindirimi glikoz moleküllerine kadar

30 parçalanmak suretiyle tamamlanmış olur. Diğer karbonhidratlar ise laktaz ve sakkaraz enzimlerinin etkisiyle monosakkaritlere parçalanırlar. Glikoz, früktoz ve galaktozdan oluşan bu monosakkaritler barsak duvarından emilerek kan dolaşımına geçerler. Früktoz ve galaktoz karaciğerde glikoza çevrilir.

Ruminantlarda diyetle alınan karbonhidratların tamamına yakını nişasta ve selülozdan oluşmaktadır. Rasyonla alınan nişastanın sindirimi tükrük salgısında α- amilaz enzmi olmaması nedeniyle rumende bulunan mikrobiyal α- amilaz enzimi ile glikoz birimlerine kadar parçalanırlar. Selüloz ise yine mikroorganizmalar tarafından üretilen selülaz (β-glikozidaz) enzimi ile glikoz birimlerine kadar parçalanmaktadır. Her iki polisakkaritten elde edilen glikoz rumen mikroflorası ve faunası tarafından glikoliz yolağı ile metabolize edilerek uçucu yağ asitleri olan asetik, bütirik ve propyonik asitler meydana gelmektedir. Ruminantların enerji ihtiyacı bu uçucu yağ asitleri tarafından karşılanmaktadır. Gebelik ve laktasyon gibi glikoz ihtiyacının arttığı durumlarda bağırsaklardan emilen glikoz miktarı vücudun ihtiyacı olan toplam glikozun yaklaşık %10’u kadardır(Başoğlu ve Sevinç 2004).

Ruminantlarda vücudun ihtiyaç duyduğu glikoz diyet glikozundan hariç başlıca glikoneogenezis yolu ile sağlanmaktadır.

Glikoneogenezis

Diyetle alınan karbonhidratların kısıtlı olması durumunda vücudun glikoz ihtiyacının karşılanması amacıyla glkojenden ya da karbonhidrat olmayan kaynaklardan glikoz üretimi olan gluconeogenesisin aynı zamanda eritrositler, yağ ve kas doku tarafından üretilen laktatın kleransını da sağlayan metabolik bir yolaktır. Endojen glikoz üretimi, kan glikoz konsatrasyonu tarafından kontrol edilmektedir. Bu kontrol mekanizmasında yer alan başlıca organlar ise karaciğer ve böbreklerdir. Birçok enzim Glikolizis ve glikoneogenezis yolaklarında ortak olarak kullanılmaktadır. Karaciğerdeki glikoneogenezisin hız kısıtlayıcı basamağını katalizlayen enzim glikoz -6-fosfotaz olmasına karşın bu enzimin aktivitesini göstermesi için gerekli substrat akımını regüle eden piruvat karboksilaz ve fosfoenol piruvat karboksikinaz enzimlerinin ortamda olması gerekmektedir.

31 Ruminantlardaglikoneogenezde kullanılan karbonhidrat olmayan moleküller

Ruminantlarda aminoasitler, propiyonik asit, laktat ve gliserol glikoneogenezde kullanılan karbonhidrat olmayan moleküllerdir.

Propiyonik asit;Rumen fermentasyonu sonucu üretilen propiyanatın glikoz üretimine olan katkısının %30-50 arasında olduğu, ancak bazı durumlarda bu oran artarak %100’e kadar çıkabildiği bildirilmektedir. Laktasyonda olmayan gebe koyunların glikoz ihtiyacının tamamını bu molekülün karşıladığı da verilen bilgiler arasındadır. Propiyanattan glikoz dönüşümünün yapıldığı organ olan karaciğerin bu dönüşümdeki rolünü organa akümüle olan propiyanatın ve hayvanın glikoz ihtiyacının belirlediği bildirilmektedir. Şöyle ki fermentasyon sonucu elde edilen propiyanat ne kadar fazla olursa karaciğerdeki dönüşüm indexide o kadar fazla olmaktadır(Başoğlu ve Sevinç 2004). Hayvanın glikoz ihtiyacının arttığı durumlarda; örneğin laktasyon başlangıcında propiyantın glikoneogenezise katkısının 3 kattan fazla olduğu bildirilmektedir. Karaciğerdeki NEFA oksidasyonu ve ketogenezis üzerinde küçük miktarlarda baskılayıcı etkisi de bulunan propiyanat TCA siklusuna Süksinil CoA düzeyinde girerek glikoneogenezis sürecine dahil olmaktadır.

Aminoasitler;Diyetten ya da iskelet kaslarından sağlanan aminoasitlerin glikoneogenez yolu ile glikoz üretimine katkısının besi sığırlarında %9, koyunlarda ise %11 olduğu bildirilmektedir. Direkt glikoz sentezine katkı yapmayan diyet aminoaistlerinin glikoneogenezdeki rolü hormonal regülasyonla sınırlıdır. Zira diyet aminoasitleri glukagon sentezini uyarmaktadırlar.

Aminoasit karbonları direkt ya da dolaylı yollardan sitrik asit döngüsü ara ürünlerine ve ardından glikoza dönüştürülebilmektedir. Ruminantlarda aminoasit- glikoz transformasyonu primer olarak karaciğerde, daha az miktarlarda böbreklerde gerçekleşmektedir. İskelet kaslarından köken alan aminoasitler bu organlara taşınabilir aminoasitler olan glutamin, alanin ve aspartata dönüşerek kan yolu ile ulaştırılırlar. Löysin ve lizin hariç diğer tüm aminoasitler ketojeniktir ve glikoneogenezise katkı sağlarlar. Ancak en büyük katkı alanin ve glutamin tarafından sağlanmaktadır. Bu iki aminoasit toplam aminoasit kaynaklı glikoneogenzisin %40 ila 60’nı oluşturmaktadır. Koyunlarda majör glikoz kaynağı olan aminoaistlerin

32 alanin ve glutamin, sığırlarda ise bunlara ilave olarak aspartat olduğu bildirilmektedir.

Aminoasitler laktasyon başlangıcı gibi enerji darboğazı ile karşılaşılan durumlarda majör glikoneogenetik komponenet olarak işlev gördüğü ortaya çıkmıştır. Örneğin doğum sonrası 21. Güne kadar alanin’in glikoneogenezise katkısının propiyonattan daha fazla olduğu bildirilmektedir(Seviç ve Başoğlu 2004). Zira yapılan bir çalışmada laktasyonun ilk bir haftasında başlıca glikoneogenejik aminoasit olan alaninin kaslardan sağlanan miktarının 3 kat ve karaciğerde glikoza dönüşümünün %198 oranında arttığı bildirilmektedir. Aynı dönemde propiyonatın glikoza dönüşüm oranı sadece %119 düzeyinde olduğu, bu dönüşümü katalize eden enzimlerin hepatik mRNA’sındaki değişimlerin de benzer düzeylerde olduğu bildirilmektedir(Overton 1999).

Laktat ve Gliserol;Propiyanıtın viseral epitel dokular tarafından ya da glikoz katabolizması sonucu meydana gelen laktatın glikoneogeneze katkısı piruvat karboksilaz enzim aktivitesindeki artışla doğru orantılıdır. Yüksek oranlarda NFC ile beslenen düvelerde üretilen glikozun yaklaşık %44’ünün laktat kaynaklı olduğu, ancak postpartum dönemde dengeli bir rasyonla beslenen sığırlarda ruminal fermentasyonun laktat üretme potansiyelinin sınırlı olduğu bildirilmektedir. Adipöz dokularda gerçekleşen lipid mobilizasyonu sonucunda yağ asitleri ve gliserol serbest hale geçmektedirler. Yağ asitlerinin piruvik aside dolayısı ile de glikoza dönüşüm etkinliği yoktur. Ancak gliserol tekrar glikoza dönüşebilmektedir. Sığırlarda doğumdan sonraki ılımlı lipid mobilizasyonu sonucu ortaya çıkan gliserolün glikoz ihtiyacının %2 ila 5’ni karşıladığı bildirilmektedir(Başoğlu ve Sevinç 2004).