HC Glucose- en vetmetabolisme
Om de ontregeling in het metabolisme bij DM te doorgronden, is het noodzakelijk om kennis te
hebben van het glucose- en vetmetabolisme. Dit college schetst een overzicht van het basale
metabolisme dat de komende weken zal worden bestudeerd. Welke metabole routes zijn actief na
een koolhydraatrijke maaltijd en welke tijdens vasten of hongeren? We bespreken het principe dat
metabole routes zich afspelen in verschillende compartimenten in de cel en sterk worden
gereguleerd. Verder zal duidelijk worden dat niet alle metabole routes in alle organen actief zijn en
dat zij specifieke functies hebben onder steeds wisselende omstandigheden.
Metabole disregulatie bij diabetes mellitus
In dit college vooral over het groene deel: medische Biochemie metabolisme. Daarnaast ook een
beetje ketoacidose behandeld.
Bij de metabole disregulatie van een niet behandelde DM patiënt is het glucose verbruik omlaag
en de afbraak van glycogeen is omhoog.
In het schema zijn synthese (-genese/-synthese) paden en afbraakpaden (-lyse) te zien.
Glycogenolyse: afbraak van glycogeen.
Proteolyse: afbraak van eiwitten. -emie: in het bloed
Lipolyse: afbraak van vetten (lipiden). -neo- : nieuw
-genese/-synthese: aanmaak
Hyperglycemie: glucose gehalte bloed te hoog.
Gluconeogenese: aanmaak van glucose.
- de lever maakt een klein beetje glucose aan. Voor een DM patiënt, die al teveel glucose heeft
soms, is dit dus disregulatie.
Bij een normale hormonale respons zal glucagon stijgen als insuline afneemt. Glucagon zorgt voor
een:
- verhoogde lipolyse (vetafbraak), hierbij komen vrije vetzuren (FA) vrij.
- verhoogde proteolyse (eiwitafbraak)
- verhoogde glycogeenafbraak
- verlaagd glucose verbruik
- verhoogde gluconeogenese (glucoseproductie), wat kan leiden tot hyperglycemie. Glucagon
reguleert de gluconeogenese.
Vetten worden afgebroken tot vrije vetzuren, hier komt veel energie bij vrij. Soms is dit zoveel dat
vrije vetzuren (FA) kunnen worden omgezet tot ketonlichamen. Hierdoor neemt de concentratie
ketonlichamen toe en zal het bloed verzuren (=acidose). Dit leidt tot een Kussmaul ademhaling
zodat het lichaam meer CO2 kan afblazen om de verzuring tegen te gaan.
1
, Belangrijke principes:
1. Het basale metabolisme van de cel omvat een aantal metabole routes die elk een start en een
einde hebben.
2. Metabole routes, of delen ervan, spelen zich af in verschillende compartimenten van de cel.
(Waar in de cel speelt de metabole route zich af? Het cytosol, het mitochondrium, het endoplasmatisch reticulum?)
3. Niet alle metabole routes zijn in alle cellen of in alle organen aanwezig. Bijvoorbeeld;
- Levercel kan veel;
- Spiercel kan veel, maar niet alles;
- Hersencellen/zenuwcellen kunnen een stuk minder;
- bloedlichaampjes kunnen nog minder.
—> Deze principes bekijk je voor alle metabole paden!
Alle paden verlopen in celcompartimenten en hebben een begin metaboliet
(substraat) en een eindproduct. Weet welk pad in welke cel, en specifiek in
welk compartiment van die cel, verloopt. Niet alle metabole paden
verlopen in elke cel.
Hoe halen we energie uit ons voedsel?
- Digestie in het maagdarm-stelsel.
Belangrijke organen: maag, pancreas (alvleesklier), dunne darm, dikke darm en in week 5 over gal
en galblaas (cholesterol).
VOEDEN (FEEDING, FED STATE)
Glucose metabolism in the fed state
De lever is de glucose producent. De overige
organen zijn de glucose consumenten. Via de
poortader komt glucose binnen, lipiden komen
binnen via de lymfevaten. Wanneer te veel glucose
wordt aangeboden aan de lever zal de lever dit
opslaan in de vorm van glycogeen. Dit wordt
gereguleerd door de pancreas. Glycogeen is een
tijdelijke opslagvorm waarbij later, in de gevaste
toestand, weer gemakkelijk glucose vrij gemaakt
kan worden.
Ook spieren kunnen glucose opslaan in de vorm
van glycogeen. Hierbij geldt dat die spier ook
glycogeen kan afbreken tot glucose, maar zal nooit glucose afgeven aan het bloed (alleen
opnemen). De spier gebruikt geproduceerd glucose uitsluitend zelf!
Glucose wordt opgenomen in de cel
Belangrijke compartimenten: cytosol en
mitochondrion.
1. Weet hoeveel koolstofatomen (C) elk metaboliet
heeft. Dus niet de structuur van glucose leren.
6.
Glucose (6C) wordt opgenomen in de cel via
transporters van het plasmamembraan. Bij
binnenkomst wordt glucose direct gefosforyleerd
tot glucose-6-P (6C) m.b.v. ATP. Glucose-6-P
wordt afgebroken tot 2 pyruvaat (2x 3C) tijdens de
2. 3. 4. glycolyse in het cytosol. Pyruvaat wordt door het
mitochondrion opgenomen en wordt daar
afgebroken tot Acetyl-CoA (2C).
Acetyl-CoA is een belangrijke, centrale, metaboliet. Deze wordt opgenomen in de
Citroenzuurcyclus (CZC). Acetyl-CoA (2C) wordt hier gebonden aan Oxaloacetaat (4C) en vormt
zo Citraat (6C). Oxaloacetaat komt weer vrij/wordt weer gevormd aan het eind van de CZC. In de
tussentijd wordt tijdens de CZC 2 CO2, 3 NADH + H+, FADH2 en GTP (≙ATP) gevormd.
2
Om de ontregeling in het metabolisme bij DM te doorgronden, is het noodzakelijk om kennis te
hebben van het glucose- en vetmetabolisme. Dit college schetst een overzicht van het basale
metabolisme dat de komende weken zal worden bestudeerd. Welke metabole routes zijn actief na
een koolhydraatrijke maaltijd en welke tijdens vasten of hongeren? We bespreken het principe dat
metabole routes zich afspelen in verschillende compartimenten in de cel en sterk worden
gereguleerd. Verder zal duidelijk worden dat niet alle metabole routes in alle organen actief zijn en
dat zij specifieke functies hebben onder steeds wisselende omstandigheden.
Metabole disregulatie bij diabetes mellitus
In dit college vooral over het groene deel: medische Biochemie metabolisme. Daarnaast ook een
beetje ketoacidose behandeld.
Bij de metabole disregulatie van een niet behandelde DM patiënt is het glucose verbruik omlaag
en de afbraak van glycogeen is omhoog.
In het schema zijn synthese (-genese/-synthese) paden en afbraakpaden (-lyse) te zien.
Glycogenolyse: afbraak van glycogeen.
Proteolyse: afbraak van eiwitten. -emie: in het bloed
Lipolyse: afbraak van vetten (lipiden). -neo- : nieuw
-genese/-synthese: aanmaak
Hyperglycemie: glucose gehalte bloed te hoog.
Gluconeogenese: aanmaak van glucose.
- de lever maakt een klein beetje glucose aan. Voor een DM patiënt, die al teveel glucose heeft
soms, is dit dus disregulatie.
Bij een normale hormonale respons zal glucagon stijgen als insuline afneemt. Glucagon zorgt voor
een:
- verhoogde lipolyse (vetafbraak), hierbij komen vrije vetzuren (FA) vrij.
- verhoogde proteolyse (eiwitafbraak)
- verhoogde glycogeenafbraak
- verlaagd glucose verbruik
- verhoogde gluconeogenese (glucoseproductie), wat kan leiden tot hyperglycemie. Glucagon
reguleert de gluconeogenese.
Vetten worden afgebroken tot vrije vetzuren, hier komt veel energie bij vrij. Soms is dit zoveel dat
vrije vetzuren (FA) kunnen worden omgezet tot ketonlichamen. Hierdoor neemt de concentratie
ketonlichamen toe en zal het bloed verzuren (=acidose). Dit leidt tot een Kussmaul ademhaling
zodat het lichaam meer CO2 kan afblazen om de verzuring tegen te gaan.
1
, Belangrijke principes:
1. Het basale metabolisme van de cel omvat een aantal metabole routes die elk een start en een
einde hebben.
2. Metabole routes, of delen ervan, spelen zich af in verschillende compartimenten van de cel.
(Waar in de cel speelt de metabole route zich af? Het cytosol, het mitochondrium, het endoplasmatisch reticulum?)
3. Niet alle metabole routes zijn in alle cellen of in alle organen aanwezig. Bijvoorbeeld;
- Levercel kan veel;
- Spiercel kan veel, maar niet alles;
- Hersencellen/zenuwcellen kunnen een stuk minder;
- bloedlichaampjes kunnen nog minder.
—> Deze principes bekijk je voor alle metabole paden!
Alle paden verlopen in celcompartimenten en hebben een begin metaboliet
(substraat) en een eindproduct. Weet welk pad in welke cel, en specifiek in
welk compartiment van die cel, verloopt. Niet alle metabole paden
verlopen in elke cel.
Hoe halen we energie uit ons voedsel?
- Digestie in het maagdarm-stelsel.
Belangrijke organen: maag, pancreas (alvleesklier), dunne darm, dikke darm en in week 5 over gal
en galblaas (cholesterol).
VOEDEN (FEEDING, FED STATE)
Glucose metabolism in the fed state
De lever is de glucose producent. De overige
organen zijn de glucose consumenten. Via de
poortader komt glucose binnen, lipiden komen
binnen via de lymfevaten. Wanneer te veel glucose
wordt aangeboden aan de lever zal de lever dit
opslaan in de vorm van glycogeen. Dit wordt
gereguleerd door de pancreas. Glycogeen is een
tijdelijke opslagvorm waarbij later, in de gevaste
toestand, weer gemakkelijk glucose vrij gemaakt
kan worden.
Ook spieren kunnen glucose opslaan in de vorm
van glycogeen. Hierbij geldt dat die spier ook
glycogeen kan afbreken tot glucose, maar zal nooit glucose afgeven aan het bloed (alleen
opnemen). De spier gebruikt geproduceerd glucose uitsluitend zelf!
Glucose wordt opgenomen in de cel
Belangrijke compartimenten: cytosol en
mitochondrion.
1. Weet hoeveel koolstofatomen (C) elk metaboliet
heeft. Dus niet de structuur van glucose leren.
6.
Glucose (6C) wordt opgenomen in de cel via
transporters van het plasmamembraan. Bij
binnenkomst wordt glucose direct gefosforyleerd
tot glucose-6-P (6C) m.b.v. ATP. Glucose-6-P
wordt afgebroken tot 2 pyruvaat (2x 3C) tijdens de
2. 3. 4. glycolyse in het cytosol. Pyruvaat wordt door het
mitochondrion opgenomen en wordt daar
afgebroken tot Acetyl-CoA (2C).
Acetyl-CoA is een belangrijke, centrale, metaboliet. Deze wordt opgenomen in de
Citroenzuurcyclus (CZC). Acetyl-CoA (2C) wordt hier gebonden aan Oxaloacetaat (4C) en vormt
zo Citraat (6C). Oxaloacetaat komt weer vrij/wordt weer gevormd aan het eind van de CZC. In de
tussentijd wordt tijdens de CZC 2 CO2, 3 NADH + H+, FADH2 en GTP (≙ATP) gevormd.
2
