A citromsav-ciklus - Az inzulinrezisztencia biokémiája

Korábban már sokszor beszéltem az inzulinrezisztenciáról (és a Diabetes Code-ben), és arról, hogy a „lock and key” paradigma használatának alapvető téves megértése miként állította meg a 2-es típusú cukorbetegség jelenlegi kezelésének kudarcát. Ahelyett, hogy az inzulinrezisztencia a „belső éhezés” paradigmája lenne, valóban a túlcsordulás paradigmájának kell tekinteni.

Ha feleslegben van sejten belüli glükóz, a máj megpróbálja dekompresszálni magát zsírrá változtatva. Ezt a zsírt VLDL-ként exportálja, ami magas trigliceridszintet, alacsony HDL-szintet eredményez, és ez a zsír más zsigeri szervekben lerakódik, ami zsírmájhoz, zsíros hasnyálmirigyhez és hasi elhízáshoz vezet. Mi áll a biokémiai mechanizmus mögött? Hogyan blokkolja a túlterhelt sejt a glükóz bejutását a sejtbe? Ehhez meg kell vitatnunk a citromsav ciklust. (Figyelem: Ez a beszélgetés feltételez néhány alapvető biokémiai ismeretet)

Ha eszünk, három makrotápanyag - szénhidrát, fehérje és zsír - keverékét fogyasztjuk. Nem számít, milyen makrotápanyagok mennek be, ugyanazt a kimenetet akarjuk - sejtenergiát ATP formájában. A fehérjék, aminosavakra lebontva, nem pusztán energiára szolgálnak, és az új fehérjék építőkövei. Van néhány esszenciális zsírsav is, de többnyire az étkezési zsír és a szénhidrát elsősorban energiaforrásként hasznos. Tehát 3 bemenetünk van (szénhidrát, aminosav és zsír) és 1 kimenet - sejtes ATP. Hogyan metabolizálja testünk az ételt ATP-vé? Ez a citromsav ciklus feladata (trikarbonsavnak vagy TCA ciklusnak is nevezik).

A TCA ciklus, amely a mitokondrium néven ismert organelle belsejében zajlik, a jobb oldalon látható. A glükóz a glikolízis (szó szerint - a glükóz lebontása) révén válik piruváttá. Anaerob körülmények között ez energiaforrásként felhasználható, a végeredmény pedig a tejsav termelése. De normál aerob körülmények között további piruvát-oxidáción megy át acetil-CoA-vá. Ez akkor áteshet a TCA cikluson, amely létrehozza a sejt oxidációs foszforilációjához szükséges NADH és FADH2 értékeket.

A TCA ciklus minden ciklusa regenerálja az eredeti szubsztrát oxaloacetátot, így az tovább folytathatja a futást. Minden acetil-CoA 2 szénatomot tartalmaz, amelyek szén-dioxiddá alakulnak, de közben 3 NADH-t és 1 FADH2-t generálnak, valamint ATP-t vagy GTP-t. Tehát nem nagyon sok ATP generálódik közvetlenül a TCA ciklussal. De közvetett módon folytathatja az oxidatív foszforilezést, hogy glükózonként 36 ATP keletkezzen, amihez NADH és FADH2 szükséges az elektrontranszportlánchoz.

A glükózon kívül vannak más helyek, ahol aminosavak és zsírsavak beléphetnek ebbe a ciklusba, hogy végül ATP-t termeljenek. Így válhat minden étel végül celluláris ATP-vé. Az aminosavakat általában nem használják energiához, de ha feleslegben vannak, eltávolíthatják aminocsoportjaikat, aminek következtében ammónia (NH3) válik hulladékként, amelyet aztán NH4 + -sá alakítanak és kiválasztanak a vizelettel. Különböző aminosavak kerülnek a ciklus különböző pontjaiba. Például a glutamát alfa-ketoglutarátként lép be a ciklusba.

A zsírokat (triglicerideket) glicerinre és zsírsavláncaikra bontják. A glicerin a glükózhoz hasonlóan lép be. A zsírsavakat béta-oxidáció útján bontják le, és CoA-val kombinálva acetil-CoA-t képeznek, ami lehetővé teszi a TCA-ciklus zökkenőmentes belépését.

De mi történik abban az esetben, ha túl sok az ATP? Vegyünk egy hasonló helyzetet. Tegyük fel, hogy általában benzint vásárol az autó meghajtásához. Mindennapi munkába jár, és hetente kb. 50 literre vagy kb. 13 literre van szüksége. Hirtelen 50 liter vásárlás helyett heti 200 litert kap. Eleinte a felesleg egy részét a benzintartályában tárolja. Ha ez megtelik, veszel néhány jerry kannát az extra tárolására. Ezt követően veszélyes lesz. Ez a felesleges benzin most lecsökken, és hamarosan fel fog robbanni, mint egy Tom Cruise hollywoodi akciófilmben.

A cellában csak annyi ATP van, hogy az elfér. Ha ezek az üzletek megteltek, többé nem fér el. A logikus cselekvés az, hogy abbahagyják a több benzin töltését a tartályba. A sejt számára ez azt jelenti, hogy meg kell állítania a tápanyagok beáramlását a sejtbe.

A cella ezt negatív visszacsatolási cikluson keresztül teszi. Ha túl sok ATP van, maga az ATP, valamint néhány köztitermék az egész folyamatra hat, hogy lassítsa azt. Gáztartályában, amikor gázt pumpál, amikor megtelik, a szivattyú automatikusan leáll, hogy ne öntsön benzint mindenhova. A cella ugyanazt csinálja.

Amikor a cella észleli az ATP feleslegét, akkor fékezi az egész rendszert. Az ATP kétségbeesett erőfeszítéssel gátolja a glikolízist, a piruvát oxidációt és a citromsav körforgást az ATP sejttermelésének lelassítása érdekében, hogy elkerülje az „autó robbanásszerű” forgatókönyvét.

Pontosabban, az ATP és a citrát (ne feledje, hogy ez a citromsavciklus által termelt kulcsmolekulák egyike) gátolni fogja a foszfofruktokináz (PFK) enzimet, amely gátolja a glükóz piruváttá történő átalakulását, a lánc első lépését. Az ATP szintén gátolja a piruvát-dehidrogenáz (PDH) hatását, hogy blokkolja a piruvát Acetil CoA-val való átalakulását, amely a lánc második lépése. Ezután az ATP a TCA-cikluson belül több helyszínen működik, hogy leállítsa saját termelését.

Ez egy fantasztikusan elegáns rendszer, amely biztosítja, hogy az ATP szükség esetén, de soha ne legyen túlzott. Amikor ez a folyamat megtorpan, a glükóz a lánc legtetején helyezkedik el. Ez lelassítja az ATP termelését és visszaállítja a rendszer normális állapotát. De mi van, ha folyamatosan tápláljuk a glükózt a rendszerbe?

Amint a glükóz nő a sejteken belül, egyre kevesebb koncentrációgradiens van ahhoz, hogy a glükóz kifelé áramoljon a sejt belsejébe. Ne feledje, hogy az inzulin kaput nyit a glükóz belépéséhez. Normális esetben a sejten kívüli glükózkoncentráció magasabb, mint a sejt belsejében, ezért a koncentrációgradiensét követve befelé áramlik. Ha ezt a gradienst minimalizálják vagy kiküszöbölik, akkor az inzulin nehezebben és nehezebben képes a glükózt a sejt belsejébe tolni, és ezért látja, hogy a vérben a glükózszint emelkedik, ami az „inzulinrezisztencia” kifejezéshez vezet. De ez nem egy kulcs és probléma. Ez egy túlcsorduló helyzet. Az általánosan használt „inzulinrezisztencia” alapvető problémája két egyszerű dologra vezethető vissza - a túl sok glükózhoz, ami túl sok inzulinhoz vezet.

A megoldás tehát meglehetősen egyszerű és csak két dologból áll.

Ne tegyen több glükózt a testébe
Leégeti a glükózt

Megjegyzi azt is, hogy az „inzulinrezisztencia”, miközben a szénhidrát dominál, szintén aktiválható például túl sok zsír (triglicerid) révén. Bármely makrotápanyag ATP-t termelhet, ami túlterheli a rendszert és a glükóz tartalékát okozza. A fehérjéket és a zsírokat azonban nehezebb túlevni, mert természetesen aktiválják a jóllakottsági hormonokat, amelyek megakadályozzák ezt a pontos helyzetet. A logikus megoldás? Böjtölés. Bumm.

Számos egészségügyi okból fontos a fogyás. Javíthatja vércukorszintjét, vérnyomását és anyagcsere-egészségét, csökkentve a szívbetegségek, agyvérzés és a rák kockázatát. De ez nem könnyű. Itt tudunk segíteni.