Fasciola hepatica miracidium`larının enerji metabolizmaları

Abstract

IY ÖZET Fasciola hepatica m/rac/tf/ı/ml-ARININ ENERJİ METABOLİZMASI Hakan BOYUNAĞA, Doktora Tezi Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun, Aralık 1997 Helmintler, ara ve son konakta bulundukları parazitik dönemlerinde, glukozu genel olarak, anaerobik glikolitik yolu kullanarak parçalarken, serbest yaşam evrelerinde, ATP üretiminde, aerobik enerji metabolizmasını kullanmaktadırlar. Helmintlerin, son konaktaki parazitik evrelerine ait bilgilerimiz yeterli obuasına rağmen, serbest yaşam dönemlerinden miracidium evresine ait bilgilerimiz oldukça sınırlıdır. Bu çalışma, Fasciola hepaticalann, miracidium evrelerinde kullandıkları enerji metabolizmasını araştırmak amacı ile yapıldı. Miracidiumlar, enerjileri için ihtiyaç duydukları substratlan endojen kaynaklarından sağlamalarına rağmen, inkûbasyon ortamına, işaretli glukoz ([6-14C]) ilave edilerek, karbonhidrat yıkım ürünleri incelendi. Radyoaktif işaretli glukozun yıkımı sonucu, ortamda biriken işaretli son ürünlerin analizi yapıldığında, %93 oranında C02, %7 oranında ise, laktat oluştuğu belirlendi. Miracidium'lann, inkûbasyon başlangıcındaki ve sonrasındaki glikojen değerleri karşılaştırıldığında, aralarında büyük bir farkın olduğu izlendi. Miracidiumlar, 4 saatlik inkübasyonlan esnasında, glikojen depolarının yaklaşık %64,8'ini yıkıma uğrattıkları belirlendi. İnkûbasyon ortamına, Krebs siklüsü ve solunum zincir inhibitörü KCN (İmM) ilave edildiğinde, CO2 üretiminin büyük ölçüde, engellendiği izlendi. Miracidium'lann, oksijen polarografi cihazında, İmM'lık KCN ilavesinde ölçülen, oksijen tüketimleri ise önemsenmiyecek oranda düşük olarak belirlendi. Bu sonuçlar, miracidium'lann, glukozu esas olarak, Krebs siklüsü ve ardından da, solunum zinciri ve oksidatif fosforilasyona sokarak, parçaladıklannı göstermektedir. Ortama KCN ilavesinde ise, endojen glikojen depolannın yıkımmdaki artış ile izlenen, Pasteur etkisi gözlenmektedir. Miracidium'lann, inkûbasyon esnasında, endojen glikojen depolanndan ayn olarak lipid'leri de kullandıklan, lipid içeriğinde meydana gelen değişimle, belirlenmiştir.Sonuç olarak, Fasciola hepaticalar, miracidium evrelerinde, endojen glikojen ve lipid depolarını, Krebs siklüs'üne sokarak yıkmakta ve dolayısıyla, esas olarak, aerobik enerji metabolizmasını kullanmaktadırlar.

VI ABSTRACT THE ENERGY METABOLISM OF Fasciola hepatica miracidia Hakan BO YUNA?A, Ph.D.Thesis University of Ondokuz Mayıs, Samsun, December 1997 It is generally assumed that the parasitic stages of helminths possess a predominantly anaerobic energy metabolism, excreting products of a partial degradation of glucose. On the other hand, the free living stages of helminths are supposed to have an aerobic energy metabolism, relying mainly on Krebs-cycle activity for the generation of ATP. Knowledge of the metabolism of the parasitic stages in the intermediate hosts and of the free-living miracidia is very limited. The aim of the present study was to investigate the energy metabolism of miracidia of Fasciola hepatica. Although miracidia are self-supporting organisms living on endogenous substrates, addition of [6-14C] glucose to the incubation medium enabled us to study of pattern of carbohydrate breakdown. Analysis of the radioactive end products of incubations of miracidia in the presence of labelled glucose revealed that about %93 of the carbohydrate breakdown resulted in the formation of C02 that %7 was broken down to lactate. Comparison of the glycogen levels after the incubations with the glycogen levels of miracidia from the same batch taken immediately after the isolation procedure, showed that extensive degradation of the endogenous glycogen reserves occurred during the incubation period. During the 4-hours incubations, on average %23 of the starting glycogen reserves were degraded. Addition of ImM KCN to the incubation completely abolished the production of CO2, which demonstrated that the activities of the Krebs cycle and the respiratory chain are linked. This was confirmed by oxygen-polarograph experiments, which showed that in the presence of 1 mM cyanide oxygen consumption by intact miracidia was negligible. These results show that glucose was degraded mainly via the Krebs cycle and that this degradation was coupled to the respiratory chain and to oxidative phosphrylation. The importance of aerobic energy generation was further confirmed by the observed Pasteur effect (increased degradation of endogenousvu glycogen) in the presence of cyanide. The use of another endogenous substrate, apart from glycogen, by miracidia. It was found, total lipid content changed during the incubations. Fasciola hepatica miracidia are shown to possess an aerobic energy metabolism, the Krebs cycle being the main terminal of the breakdown of endogenous glycogen and lipid reserves.