İnsan gibi karmaşık bir omurgalı hayvanın vücut içi sıvılarının bileşimini nispeten değişmez tutmada karşılaşılan problemlere ilk örnek olarak, bir yemekten kısa süre sonra bağırsak kılcal damarlarını terkeden kan verilebilir. Sindirim ince bağırsaklarda olur ve sindirim ürünleri büyük miktarlarda bağırsak villusu kılcallarının içine girer. Kılcallardan ayrılan kan, basit şekerler ve amino asitler gibi bileşenleri, dolaşım sisteminin her hangi bir yerindeki kan damarlarından daha fazla içermektedir. Eğer bütün bu maddelerin kana geçişleri kontrol edilmezse, bunların kandaki ve vücut sıvılarındaki bileşimleri değişir ve hücre için nispeten sabit olması gereken ortam oluşturulamaz.
Omurgalı hayvanlarda homeostazisin sağlanması gibi önemli bir sorunun çözümünde karaciğer çok önemli rol oynar. Bilindiği gibi, bağırsak ve mide kılcallarından gelip vena kavaya (alt ana toplardamar) boşalmayan kan, portal vende (kapı toplardamarı) toplanıp, karaciğere gider ve burada kılcal damar ağıyla (ya da sinuslar) karaciğer dokusuna yayılır. Karaciğer, kanın kalbe dönmeden önce geçtiği ikinci kılcal damar seti olan dört yerden biridir; bunun dışında kalan kan dolaşımlarında, sadece tek bir kılcal damar ağı içinde yer alır.
Karaciğerin Kan Şeker Düzeyinin Ayarlanmasındaki Rolü
Bir yemekten sonra, normalden fazla glukoz derişimine sahip kan, portal yen yoluyla karaciğere gelir. Bu koşullar altında karaciğer gereksinme fazlası olan glukozu, hayvan hücrelerinin en önemli depo karbonhidratı ve çözünmeyen bir polisakkarit olan glikojene dönüştürür. Bu nedenle, arterlerden çok az yüksek derişimde glukoz içeren kan, hepatik venle (bu ven posteriyör vena kaya ile devam eder) karaciğerden ayrılır. Bu kan, vena kaya içinde, vücudun diğer bölümlerinden gelen kanla – bu kan, dokulardan geçerken glukozu bıraktığı için daha düşük derişimde şeker içerir- karıştıktan sonra normal sınırlar içinde glukoz derişimine sahip olarak kalbe gelir.
Eğer bağırsaklardan emilen glukoz, bütün vücudun acil gereksinmesinden fazlaysa ve karaciğer bütün kapasitesiyle glikojen depo etmişse, daha sonra vücudun değişik bölgelerinde depo edilmek üzere glukoz, karaciğer tarafından yağ asitlerine çevrilmeye başlar. Bu nedenle bağırsaklardan büyük miktarlarda glukoz geri emilmesine karşın, dolaşım sisteminin büyük bölümünde kan şeker düzeyi çok büyük oranlarda yükselmez ve homeostazis sürdürülebilir. Bütün bu süreçler, egzersiz sırasında kan glukoz düzeyi düştüğü zaman tersine döner. Bu gibi durumlarda, kas kılcal damarlarındaki kan, glukozu kas hücrelerine bırakır. Bu da portal ven ile karaciğere gelen kanın düşük miktarda glukoz içermesi demektir.
Bu koşullarda, karaciğer, depo glikojeninin bir kısmını glukoza dönüştürüp kana verir. Bunun sonucu olarak hepatik yen içinde karaciğeri terkeden kan, en azından normal derişimde glukoz içerir ve kalbe gelen kan (karaciğerden ve vücudun diğer bölümlerindeki venlerden gelen kanın karışımı), normal düzeyine yakın şeker içerir.
Bundan sonra da, karaciğerin homeostatik kan-şeker derişiminin korunmasına yardımcı olduğunu görürüz. Karaciğer, aktif olarak maddelerin kana verilmesini ve alınmasını sağlayarak, yüksek değişken girişleri, sabit çıkışlar haline dönüştürebilir. İnsan karaciğerinin, kana glukoz sağlayabilmek için depolayabildiği glikojen miktarı, ancak dört saatlik bir süre için yeterlidir.
Peki bu sürenin sonunda bağırsaklardan karaciğere yeterli glukoz gelmezse ne olur? Eğer bu sürenin sonunda kan şeker derişimi normal düzeyin çok altına düşecek olursa, ölüm meydana gelebilir. Özellikle beyin hücreleri bu tür düşüşlere çok duyarlıdır; çünkü beyin hücreleri glukozu kendi başlarına yeterli düzeyde depo edemez, yağ ve amino asitleri enerji kaynağı olarak kullanamaz, bu nedenle de kendilerine kandan glukozun düzenli olarak sağlanmasına bağımlıdırlar. Bu koşullar altında karaciğer, amino asitler gibi diğer maddeleri glukoza çevirmeye başlar ve bu yolla kan şeker düzeyi normal sınırlar içinde tutulur. Diğer bazı dokular, özellikle de kaslar, glukozu glikojen şeklinde depolayabilirler; ancak kas glikojeni lokal yakıt deposu olarak işlev görür ve genellikle kan glukoz düzeyinin korunmasında rol oynamaz.
Karaciğerin, karbonhidrat metabolizmasını düzenlemedeki aktivitesi,
Karaciğer bazı hormonlar tarafından kontrol edilen karmaşık bir mekanizmadır. Bu hormonların dengesinde meydana gelen anormallikler, kan şeker düzeyinin yükselmesi ya da düşmesi ile sonuçlanabilir. Her iki durum da tehlikeli olabilmektedir.
Karaciğerin Yağ ve Amino Asit Metabolizmasmdaki Rolü
Karaciğer sadece kan şeker düzeyinin nispeten sabit düzeyde kalmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda, yağ asitlerinin ve diğer yağ ürünlerinin işlenmesi ve değişikliğe uğratılmasından da sorumludur. Örneğin, açlık süresince, yağ dokusundan elde edilen yağ asitlerinin büyük çoğunluğu, vücudun diğer dokuları tarafından metabolik enerji kaynağı olarak kullanılmadan önce, karaciğer tarafından lipoprotein haline dönüştürülür.
Karaciğerin amino asit metabolizmasındaki rolü daha karmaşıktır. Glukoz gibi amino asitler de bağırsak villusu tarafından geri emilir ve portal yen içinde karaciğere gelirler. Karaciğer, amino asitlerin büyük bölümünü kandan alır, geçici bir süre, az miktarlarda depo eder ve diğer dokularda enzimlerin, hormonların ya da yeni protoplazmanın sentezini sağlamak üzere daha sonra aşamalı olarak kana verir. Fakat, bir besin genellikle bu sentezlerde kullanılabilenden daha fazla amino asit içerebilir. Bitkilerin aksine, hayvanların vücudunda amino asitler, proteinler ve diğer azot içeren bileşiklerin depolanması çok az olmaktadır. Karbonhidratların ve yağların temini bittikten sonra enerji kaynağı olarak azot içeren bu bileşikler kullanılır; ancak, bunların depo olanları kullanılmaz; çünkü proteinler, canlı hücrenin temel yapısal bileşimini oluştururlar. Bu nedenle, besinlerle alınan fazla amino asitler, glukoz ve yağ asitleri gibi diğer ürünlere dönüştürülür. Bu tür dönüşümler karaciğerde gerçekleşir.
Amino asitlerin, azot içeren bir amino grubu (-NH2) taşımasıyla karbonhidratlar ve yağlardan farklı olduklarını hatırlayacaksınız. Bu nedenle, amino asitlerin diğer bileşiklere dönüşümünde deaminasyon ya da amino grubunun ayrılması şaşırtıcı değildir. Deaminasyonda amino grubu, amonyak (NH3) haline dönüştürülür. Bazı hayvanlarda atık olarak kana verilen bu NH3, daha sonra boşaltım sistemi tarafından kısa sürede vücuttan uzaklaştırılır. İnsanların da içinde bulunduğu diğer birçok hayvanda karaciğer ilk önce, daha karmaşık; fakat daha az toksik olan üreyi oluşturmak üzere amonyak ve karbondioksiti birleştirir ve daha sonra üre kana salınır. Her şeye karşın, diğer bazı hayvanlarda da karaciğer, atık olan amonyağı, üreden daha karmaşık bir bileşik olan ürik asit haline çevirerek kana verir. Kısacası, azot içeren atık ürünler olan amonyak, üre, ürik asit ve diğer bazı bileşikler karaciğer tarafından kana verilir ve atık ürünlerin derişiminin vücut sıvıları içinde çok yüksek derişimlere ulaşmasını önlemek için vücudun diğer düzenleyici sistemleri devreye girer.
Karaciğerin İşlevlerinin Özeti
Bu, hayati önemi olan ve çok işlevli bir organ olan karaciğerin işlevlerini bir liste olarak verelim. Tam olarak olmasa da bu liste, karaciğerin yaşamın devamında ne kadar geniş ve çeşitli roller oynadığını gösterecektir.
1. Karaciğer, kandan fazla glukozu alarak glikojen şeklinde depolar ve temini yetersiz düzeye geldiği zaman kan şeker düzeyini düzenlemek için, glikojeni tekrar glukoz haline dönüştürün
2. Glikoliz sırasında kaslar tarafından üretilen laktik asitin bir kısmından, yeniden glikojen sentezler.
3. Karaciğer, karbonhidratların yağlara, vücuda alınan yağların organizmanın kendi yağ dokusuna, amino asitlerin karbonhidratlara ve yağlara dönüşümü gibi, çeşitli besin maddelerinin birbirine dönüşümünde rol oynar.
4. Amino asitleri deamine ederek amonyağa dönüştürür; böylece üre, ürik asit ve diğer bazı bileşikler azot içeren atık ürünler halinde kana verilir.
5. Birçok zararlı kimyasal bileşiği detoksifiye eder ve böylece vücudun alkol ve barbitüratlar gibi zehirlere karşı en önemli savunma sistemlerinden birini oluşturur.
6. Fibrinojen, protrombin, albumin ve bazı globulinler gibi plazma proteinlerinin birçoğunu yapar.
7. Kolesterol içeren bazı plazma lipitlerinin sentezini yapar ve yağ dokudan gelen lipitlerin işlenmesi ve değişikliğe uğratılmasında önemli rol oynar.
8. Vitaminler ve demir gibi çeşitli önemli bileşikleri depolar.
9. Embriyoda eritrositlerin oluşumunu sağlar.
10. Yaşlı kırmızı kan hücrelerini parçalar.
11. Safra pigmentlerini salgılar.
12. Safra tuzlarını sentezler.
Kaynakça:
https://www.sciencedirect.com
Yazar: Taner Tunç