HÜCRE-İÇİ
HOMEOSTAZ
Prof. Dr. Güldal Kırkalı
DEU Tıp Fakültesi
Biyokimya Anabilim Dalı,
İnciraltı-İzmir
HOMEOSTAZİS
Hücre içindeki dengenin
korunmasını
sağlamak için gerekli bütün
işlemlerdir
HHOMEOSTAZ NEDİR ?
İiç ortamın sabit tutulmasıdır.
Ddinamik bir denge durumudur.
* Claude Bernard ( 1859 )
İiç ortam ile ilgili sabit tutulması gereken özellikler :
1. Ekstrasellüler sıvının :
2. Intrasellüler sıvının :
3. Vücut sıcaklığı
volümü
tonisitesi = ozmolaritesi
İyon kompozisyonu
H+
volümü
tonisitesi = ozmolaritesi
İyon kompozisyonu
HOMEOSTAZİS
• Hücre homeostazisi;
•Hücre açil-CoA homeostazisi
•Hücre glukoz homeostazisi
•Hücre iyon homeostazisi
•Hücre redoks homeostazisi
•Hücre volümünün regülasyonu
•Membran potansiyelinin
regülasyonu
Açil-CoA homeostazisi
• Kolesterol homeostazisi için
önemlidir.
– Kolesterol ester oluşumu
– Kolesterolün barsaklardan
absorpsiyonu
– Hepatik lipoprotein üretimi
– Makrofaj köpük hücresi oluşumu
Glukoz Homeostazisi
• Glukoz;
– Glukoz alımı (barsaklardan glukoz
abs.)
– Dokudaki kullanımı (glikoliz, pentoz
fosfat, TCA, glikojen sentezi)
– Endojen üretim (glikojenoliz ve
glukoneogenez)
Glukoz homeostazisi; insulin ve bazı
insulin benzeri büyüme faktörleri
tarafından kontrol edilir.
1
2
3
Hipoglisemik etki
İnsülin
Plazma glukozu
azalır
4
5
6
7
8
9
Hiperglisemik etki
Glukagon,
epinefrin,
kortizol, GH
Plazma glukozu
artar
İnsulinin hedef dokuları : K.C, Kas, Yağ dokusu
Glukoz Homeostazisinin
Regülasyonu
• K.C ve kastaki glikojen sentezi
• K.C’deki glikojen degradasyonu
• Uzun süreli açlıklardaki prot. ve A.A
degradasyonu
• Glukoneogenez
• Adipoz dokudan ve yağ asidi
oksidasyonundan salınan yağ
GLUKOSTAT
Glukoz + glukokinaz
glukoz
glukokinaza bağlanır
G6P/min
potansiyel dönüşmü
Ca2+ girişi
İnsülin salınımı
İnsülin salınımı için direkt stimulus -hücresi
içine kalsiyum salınımıdır. Kalsiyum hücre
membranında bir elektriksel potansiyel
oluşturur.
Glukagon-Like Peptid-1(GLP-1)
-hücresi
Ca2+
cAMP
İnsulin
salınımı
Glukoz
GLP-1
Barsak
İnsulin salınımı glukoz barsağa girdikten
Kısa bir süre sonra başlar
Redoks Homeostazisi
Fizyolojik şartlarda
oluşan oksijen türleri
Oksidatif hasarın
azaltılması
Antioksidan sistem
Redoks
tampon
kapasitesi
Enzimler; SOD, peroksidaz, katalaz
Diğer bileşikler; askorbik asit, E vit,
koenzim Q, glutatyon (GSH)
Isı şok proteinleri
sitoplazmik
antioksidanlar
Redoks Homeostazisi
Küçük ısı şok prot.
G6P-DH
GSH
Glutatyon redüktaz
Glutatyon transferaz
Hem oksigenaz
Biliverdin
Bilirubin
Redoks Homeostazisi
Kükürt içeren amino asitler
oksidasyona duyarlıdır.
Tiyoredoksin
(Cys içeren proteinler)
Metiyonin sulfoksit redüktaz
(Met içeren proteinler)
Normal Durumda Rasgele Normal
Brownian Su Hareketi
Normal cell
Water molecule
Swollen cell
Hücrelerin şişmesine
ve interstisyel
kompartmanın
büzüşmesine bağlı
olarak su
moleküllerinin sınırlı
hareketi
Laktat artışı ve
hücreden
hücre dışı sıvıya
laktat geçişi
Dönüşümsüz hasar
yok. Nöronal marker,
N-Asetil Aspartam
(NAA)henüz normal
İntrasellüler Kalsiyum Artışı  Ca2+-Mg2+
ATP az pompasının bozulması
Dönüşümsüz hasarın başlangıç basamağı
Hücre-içi Ca2+ artışı lizozomal enzimlerin otolitik yıkılımı
ile mitokondri, plazma ve diğer organel membranlarının
yıkılması
•Dönüşümsüz hücre
ölümü
•Organel ve hücre
membranının
yıkılımı
•Sitotoksik ödemin
yerine interstisyel
ödem gelişir.
•İntrasellüler =
ekstrasellüler
•Brownian su
hareketleri artar,
diffuzyondaki
kısıtlılık azalır
•NAA azalır
nöron ölümü
TEMİZLİK
Dönüşümsüz hücre hasarı ve hücre rüptürleri ile birlikte hücre
bileşenlerinin salınımı ve sitokinlerin üretimi, adhezyon
moleküllerinin ekspresyonunun artışı birleşmiştir. Hücresel artıkları
PNM ve makrofajlar fagosite ederler. Yerine bir fibrotik doku bırakır
(gliosis). İntertisyel sıvıdan sıvıdan oluşur ve yüksek difüzyon
gücüne sahiptir
VÜCUT SUYU KOMPARTMANLARININ
KOMPOZİSYONU
Plazma kompartmanı
Kompozisyonu doğrudan ölçülebilir.
Su; iyonlar ve protein, lipoproteinler gibi makromolek.
oluşur.
En yüksek konsantrasyonda bulunan iyonlar sodyum ve
klorürdür.
İnterstisyel (Hücrelerarası) sıvı kompartmanı
Plazmadan temel farkı, protein bulunmamasıdır.
Hücre içi sıvı kompartmanı
Heterojendir
Hücre içi temel katyonlar potasyum ve magnezyum;
temel anyonlar protein, organik fosfatlar ve
sülfatlardır.
VÜCUT SUYU KOMPARTMANLARININ ELEKTROLİT
KOMPOZİSYONLARI ( mmol/L )
Plazma
İnterstisyel
İntrasellüler
Na+
141
143
15
K+
4
4
140
2.5
1.3
0.0001
1
0.7
15
103
115
8
25
28
15
HPO4 2-
1
1
60
SO4 2-
0.5
0.5
10
Organik asidler
4
5
2
Proteinler
2
<1
6
Ca
2+
Mg
Cl
2+
-
HCO3
-
Kkompartmanlar arasında suyun dağılımını hangi faktörler düzenler?
H Hücre membranı, endotel tabakası ve epiteller suya
geçirgendir.
S Suyun hareketini kontrol eden faktörler:
1. Hidrostatik basınç
2. Ozmotik basınç (etkin ozmotik basınç )
a. Ozmotik basınç (teorik ozmotik basınç )
b. Membran geçirgenliği
• Kkapiller duvardan suyun hareketi : hidrostatik + ozmotik
basınç farklılığı (Starling Hipotezi)
• Hhücre membranlarında ve transsellüler boşlukları
çevreleyen epitelde suyun hareketi : ozmotik basınç farklılığı
İntrasellüler ve ekstrasellüler
boşluklar arasında suyun hareketi
Hücre volümünün sabit kalabilmesi
için hücre membranının iki tarafı
arasında ozmotik denge bulunmalı
Hücre içi ozmolarite
nasıl düzenlenir?
•
İyon transportu
( Na+ - K+ ATP az pompası )
•
Metabolizmanın düzenlenmesi
Hücre membranlarında
elektrolitlerin hareketi
- Pompalar
- Taşıyıcılar
- İyon kanalları
Bu transport sistemlerinin çalışması
nasıl düzenlenir?
Hormonlar ve mediatörler
Hücrenin iyon
kompozisyonu ve volümü
neden önemlidir?
Hücre metabolizması
Hücrenin uyarılabilirliği
Hormon ve transmitter salınımı
Hücre proliferasyonu
Hücre volümünün
önemi (1)
Hücre volümünün değişmesi
 iyon transportu etkilenir

Epitelial transport
Eksitasyon durumu
Hormon salınımı
Hücre volümünün
önemi (2)
Hücre şişmesi 
asidik hücre kompartmanlarında pH

 Proteoliz  (pH duyarlı proteazlar)
 Reseptörlerin ve membranların
yönlendirilmesi değişir  hormon
ve transmitter salınımı etkilenir
Apoptosis
Hücre proliferasyonu
Hücre volümü ikinci
haberci midir?
İnsülin  Na, K 2Cl
kotransportunu ve Na-H değiş
tokuşunu etkiler

Kc hücreleri şişer

Protein ve glikojen sentezi
artar
Download

Glukoz homeostazisi - mustafaaltinisik.org.uk