Karbonhidratların Depolanması ve Kullanılması
İnce bağırsaklardan emilen glikoz karaciğere gelir. Karaciğer hücresi glikozu glikojen halinde depo etme yeteneğindedir. Gene karaciğer hücresi glükagon ve adrenalin hormonlarının yardımı ile bu glikojenden glikozu serbestleştirip belirli bir tempoda kana verir. İnsülin hormonu ise glikojenden glikozun serbestleşmesini ve kana geçmesini durdurur, ya da yavaşlatır. Karaciğer hücresinde bazı amino asitlerden glikoz yapılabilir (glikoneojenez). Glükagon ve üstü bezi korteksinin hormonlarından olan hidrokortizon (kortizol) glikoneojenez 'i hızlandırır. İnsülin hormonu ise glikoneojenez'i yavaşlatır. Görülüyor ki kandaki glikoz'un ana kaynağı karaciğerdedir. Glikoz karaciğerde ya besinsel kaynaklardan gelir, ya da karaciğer amino asitlerden glikoz üretir ve kana glikoz vermeye devam eder. Kana geçen glikoz hücreler tarafından kullanılır. Glikoz hücreler tarafından çeşitli metabolik yollara sokularak kullanılabilir. Bunlardan ikisi en önemlilerindendir: Embden-Meyerhof glikolitik yolu ve heksoz mono fosfat yolu. Embden-Meyerhof glikolitik yolunda laktat-pirüvat'a kadar parçalanan glikoz daha sonra Krebs sıklusu‘na girerek CO2 ve suya kadar yıkılır ve bütün enerjisini verir. Beyin hücreleri hemen bütün enerjilerini glikoz kullanarak sağlarlar. Kan şekerinin önemli ölçüde düşmesi bilinç bozukluğuna, hatta komaya yol açar. Uzun açlıklarda bile kan şekeri düzeyi korunur. Düşüşler beyin hücrelerini etkilemeyecek kadar küçük kalır. İnsülin eksikliğinde ya da azlığında bu hücreler glikozu yeterince kullanamaz. Karaciğerden kana glikoz verilmesi ve glikoneojenez de insülin etkisi ile azalır. İnsülin glikozun yağ dokusu hücrelerinde yağ halinde depo edilmesini arttırır. İnsülin, hem karaciğerden kana verilen glikoz miktarını azaltarak hem de çevre dokuların glikoz kullanımını arttırarak kan şekerini düşürücü yönde eylem gösteren bir hormondur. Kan şekeri yükseldiği zaman salınması artar, düştüğü zaman salınması azalır ya da durur. Kan şekeri düzeyi ile insülin salınması arasındaki bu ilişki karbonhidrat metabolizmasının ayarında son derece önemlidir. İnsülin salınmasının mutlak ya da nisbi eksikliğinde (juvenil ve erişkin tipte şekerli diyabet) kan şekeri yükselir, yağ dokusundan kana serbest yağ asitlerinin geçişi artar, idrar la şeker çıkar, idrarla çıkan şeker diüreze yol açarak su ve elektrolit kaybına neden olur. Glikoz yerine serbest yağ asitlerinin enerji yakıtı olarak kullanılması, kanda keksin cisimlerinin birikmesine yol açabilir. Daha birçok akut ve kronik metabolik bozukluklar oluşur. Pankreas adacıklarının A (alfa) hücrelerinden çıkan ve gene protein yapısında olan glükagon hormonu insülinin zıddı etkiler gösterir. Karaciğerde glikojenden glikoz serbestleştirilmesini (glikoliz) ve glükoneojenez'i arttırır. Son zamanlarda karbonhidrat metabolizmasının ayarlanmasında, bu hormonun rolünün eskiden sanıldığından daha fazla olduğuna dair yayınlar artmaktadır. Böbrek üstü bezi korteksinden çıkan glükokortikoid hormon kortizol( hidrokortizon) glükoneojenez'i arttırarak kan şekerinin yükselmesi yönünde eylem gösterir. Böbreküstü bezi medullası'ndan çıkan adrenalin (epinefrin) hormonu karaciğerde glikojenden glikoz serbestleşmesini (glienoliz) hızlandırır. Akut zorlanmalarda stres hücrelere yakıt sağlar. Ön hipofiz bezinin (adenohipofiz) salgıladığı protein yapısında bir hormon olan büyüme hormonu da karbonhidrat metabolizması üzerine önemli etkiler gösterir. Bir yandan beta hücrelerinden insülin salgılanma artırırken bir yandan da çevre dokularda ve karaciğerde insülin etkisine zıt etkiler gösterir. Etkilerinin toplamı kan şekerini yükseltici ve adacıklardaki beta hücrelerini yorucu yöndedir. İnce bağırsaklardan salgılanan bazı hormonlar da insülin salınmasını hızla uyararak karbonhidrat metabolizmasına detaylı etkiler gösterir. Bu hormonlar arasında sekretin, kolesistokinin ve GIP vardır. Ağızdan alınan karbonhidratın insülin salınmasını uyarıcı etkisi kısmen de bu yolladır. Glikozun kas ve yağ hücresine insülin etkisiyle, beyin hücrelerine ise serbestçe girdiği söylemiştik. Hücreye giren glikoz nasıl enerji sağlar? Glikoz molekülü birçok kimyasal olaylardan sonra su ve CO2 ye kadar yıkılır. Bu arada bol enerji açığa çıkar. Açığa çıkan enerjinin önemli bir kısmı ATP molekülü oluşmasına dönüşür, yani enerji yüksek enerjili fosfat bağında potansiyel enerji halinde korunur. Gerektiğinde kullanılır. Bir kısmı ise ısı enerjisine dönüşür. Glikoz hücre içine girdikten sonra hemen fosfat kökü alır ve glikoz 6 fosfat haline geçer. Bundan sonra önünde birçok metabolik yollar vardır. Bu yollardan en önemlisinin Embden - Meyerhof glikolitik yolu olduğunu belirtmiştik.