Podcast
Questions and Answers
Wat is de primaire functie van ketonlichamen tijdens langdurig vasten (meer dan 72 uur)?
Wat is de primaire functie van ketonlichamen tijdens langdurig vasten (meer dan 72 uur)?
- Het stimuleren van gluconeogenese in de lever om de bloedsuikerspiegel te handhaven.
- Het afbreken van spiereiwitten om essentiële aminozuren vrij te maken.
- Het leveren van glucose aan de hersenen wanneer glycogeenvoorraden uitgeput zijn.
- Het dienen als een alternatieve energiebron voor weefsels zoals spieren, waardoor glucose-afhankelijkheid vermindert. (correct)
Welk proces wordt geremd door de aanwezigheid van ketonlichamen?
Welk proces wordt geremd door de aanwezigheid van ketonlichamen?
- De afbraak van vetzuren.
- De oxidatie van vetzuren in de lever.
- Gluconeogenese. (correct)
- De synthese van acetyl-CoA uit vetzuren.
Wat is de belangrijkste bron van acetyl-CoA voor de synthese van ketonlichamen in de lever?
Wat is de belangrijkste bron van acetyl-CoA voor de synthese van ketonlichamen in de lever?
- De afbraak van glucose via glycolyse.
- De β-oxidatie van vetzuren. (correct)
- De oxidatie van aminozuren.
- De omzetting van pyruvaat.
Welke van de volgende beweringen beschrijft correct de rol van vetzuren tijdens het vasten?
Welke van de volgende beweringen beschrijft correct de rol van vetzuren tijdens het vasten?
Wat is de rol van Acetyl-CoA in skeletspieren tijdens ketose?
Wat is de rol van Acetyl-CoA in skeletspieren tijdens ketose?
In de gevoede toestand kan de lever aminozuren omzetten in glucose. Welke van de volgende processen is hierbij betrokken?
In de gevoede toestand kan de lever aminozuren omzetten in glucose. Welke van de volgende processen is hierbij betrokken?
Wat is het belangrijkste verschil tussen essentiële en niet-essentiële aminozuren met betrekking tot hun bron?
Wat is het belangrijkste verschil tussen essentiële en niet-essentiële aminozuren met betrekking tot hun bron?
Welke van de volgende beweringen beschrijft correct wat er met vetzuren gebeurt in de lever tijdens de gevaste toestand?
Welke van de volgende beweringen beschrijft correct wat er met vetzuren gebeurt in de lever tijdens de gevaste toestand?
Wat is de rol van Acetyl-CoA in de context van aminozuurmetabolisme in de lever tijdens de gevoede toestand?
Wat is de rol van Acetyl-CoA in de context van aminozuurmetabolisme in de lever tijdens de gevoede toestand?
Welke van de volgende processen vindt niet plaats in de lever tijdens de gevoede toestand bij een overvloed aan aminozuren?
Welke van de volgende processen vindt niet plaats in de lever tijdens de gevoede toestand bij een overvloed aan aminozuren?
Waarom raken kinderen sneller in ketose dan volwassenen?
Waarom raken kinderen sneller in ketose dan volwassenen?
Binnen hoeveel tijd kunnen bloedketonlichamen bij kinderen een concentratie van ongeveer 2 mM bereiken?
Binnen hoeveel tijd kunnen bloedketonlichamen bij kinderen een concentratie van ongeveer 2 mM bereiken?
Welke factor kan bij kinderen bijdragen aan een verhoogde productie van ketonlichamen, naast een verandering in dieet?
Welke factor kan bij kinderen bijdragen aan een verhoogde productie van ketonlichamen, naast een verandering in dieet?
Wat is de oorzaak van de acetongeur bij patiënten in een comateuze staat door diabetische ketoacidose (DKA)?
Wat is de oorzaak van de acetongeur bij patiënten in een comateuze staat door diabetische ketoacidose (DKA)?
Wat is de functie van Kussmaul-ademhaling bij patiënten met diabetische ketoacidose (DKA)?
Wat is de functie van Kussmaul-ademhaling bij patiënten met diabetische ketoacidose (DKA)?
Welke combinatie van symptomen wijst op uitdroging bij een patiënt met diabetische ketoacidose (DKA)?
Welke combinatie van symptomen wijst op uitdroging bij een patiënt met diabetische ketoacidose (DKA)?
Wat is de belangrijkste functie van de ureumcyclus in de lever?
Wat is de belangrijkste functie van de ureumcyclus in de lever?
Waarom is het belangrijk dat ammoniak in de lever wordt omgezet in ureum?
Waarom is het belangrijk dat ammoniak in de lever wordt omgezet in ureum?
Welke van de volgende processen draagt primair bij aan het handhaven van de bloedglucosespiegel 3-4 uur na een maaltijd?
Welke van de volgende processen draagt primair bij aan het handhaven van de bloedglucosespiegel 3-4 uur na een maaltijd?
Waarom kunnen vetzuren niet direct bijdragen aan de netto gluconeogenese?
Waarom kunnen vetzuren niet direct bijdragen aan de netto gluconeogenese?
Op welke manier dragen aminozuren bij aan de gluconeogenese?
Op welke manier dragen aminozuren bij aan de gluconeogenese?
Waarom is het lichaam terughoudend in het gebruik van aminozuren voor gluconeogenese?
Waarom is het lichaam terughoudend in het gebruik van aminozuren voor gluconeogenese?
Wat is het primaire doel van ketogenese tijdens een verlengde vastenperiode?
Wat is het primaire doel van ketogenese tijdens een verlengde vastenperiode?
Welke van de volgende veranderingen in hormoonspiegels treedt op tijdens een langdurige vastenperiode?
Welke van de volgende veranderingen in hormoonspiegels treedt op tijdens een langdurige vastenperiode?
Waarom vertraagt de citroenzuurcyclus (CZC) na enkele dagen van vasten, ondanks de overvloed aan Acetyl-CoA geproduceerd door bèta-oxidatie?
Waarom vertraagt de citroenzuurcyclus (CZC) na enkele dagen van vasten, ondanks de overvloed aan Acetyl-CoA geproduceerd door bèta-oxidatie?
Wat is de directe bron van Acetyl-CoA dat wordt gebruikt voor ketogenese in de lever tijdens langdurig vasten?
Wat is de directe bron van Acetyl-CoA dat wordt gebruikt voor ketogenese in de lever tijdens langdurig vasten?
Welk van de volgende beweringen over het gebruik van ketonlichamen door verschillende weefsels is NIET correct?
Welk van de volgende beweringen over het gebruik van ketonlichamen door verschillende weefsels is NIET correct?
Welke van de volgende enzymen is betrokken bij zowel de afbraak van ketonlichamen als de β-oxidatie van vetzuren?
Welke van de volgende enzymen is betrokken bij zowel de afbraak van ketonlichamen als de β-oxidatie van vetzuren?
Wat is de netto ATP-opbrengst bij de oxidatie van β-hydroxybutyraat?
Wat is de netto ATP-opbrengst bij de oxidatie van β-hydroxybutyraat?
Welke van de volgende factoren draagt NIET bij aan een verhoogde ketonlichaamsynthese?
Welke van de volgende factoren draagt NIET bij aan een verhoogde ketonlichaamsynthese?
Waarom kunnen rode bloedcellen geen ketonlichamen gebruiken als brandstof?
Waarom kunnen rode bloedcellen geen ketonlichamen gebruiken als brandstof?
Wat gebeurt er met acetyl-CoA in de lever wanneer de capaciteit van de citroenzuurcyclus (CZC) wordt overschreden door een overmaat aan vetzuuroxidatie?
Wat gebeurt er met acetyl-CoA in de lever wanneer de capaciteit van de citroenzuurcyclus (CZC) wordt overschreden door een overmaat aan vetzuuroxidatie?
Welke van de volgende effecten heeft een lage insuline/glucagon-ratio op de vetzuuroxidatie?
Welke van de volgende effecten heeft een lage insuline/glucagon-ratio op de vetzuuroxidatie?
Wat is de netto ATP opbrengst van acetoacetaat?
Wat is de netto ATP opbrengst van acetoacetaat?
Welke van de volgende mechanismen draagt niet bij aan de regulatie van de ureumcyclus?
Welke van de volgende mechanismen draagt niet bij aan de regulatie van de ureumcyclus?
Welke van de volgende beweringen beschrijft correct de rol van N-acetylglutamaat (NAG) in de ureumcyclus?
Welke van de volgende beweringen beschrijft correct de rol van N-acetylglutamaat (NAG) in de ureumcyclus?
Een patiënt met een genetisch defect is niet in staat om N-acetylglutamaat (NAG) te synthetiseren. Welk direct gevolg zou dit hebben op de ureumcyclus?
Een patiënt met een genetisch defect is niet in staat om N-acetylglutamaat (NAG) te synthetiseren. Welk direct gevolg zou dit hebben op de ureumcyclus?
Hoe beïnvloedt een langdurig hoog-eiwitdieet de expressie van ureumcyclusenzymen in de lever?
Hoe beïnvloedt een langdurig hoog-eiwitdieet de expressie van ureumcyclusenzymen in de lever?
Wat is het belangrijkste mechanisme waarmee een verhoogde ammoniakconcentratie in het lichaam de hersenfunctie negatief beïnvloedt bij leverfalen?
Wat is het belangrijkste mechanisme waarmee een verhoogde ammoniakconcentratie in het lichaam de hersenfunctie negatief beïnvloedt bij leverfalen?
Bij leverfalen kan de omzetting van ammoniak naar ureum verminderd zijn. Welke van de volgende stoffen kan zich ophopen in het bloed als direct gevolg hiervan?
Bij leverfalen kan de omzetting van ammoniak naar ureum verminderd zijn. Welke van de volgende stoffen kan zich ophopen in het bloed als direct gevolg hiervan?
Welke van de volgende processen is een voorbeeld van feed-forward regulatie in de ureumcyclus?
Welke van de volgende processen is een voorbeeld van feed-forward regulatie in de ureumcyclus?
Leverfalen kan leiden tot hepatische encefalopathie, waarbij toxische stoffen de hersenfunctie beïnvloeden. Naast ammoniak, welke andere stof draagt significant bij aan deze neurologische complicatie?
Leverfalen kan leiden tot hepatische encefalopathie, waarbij toxische stoffen de hersenfunctie beïnvloeden. Naast ammoniak, welke andere stof draagt significant bij aan deze neurologische complicatie?
Flashcards
Essentiële aminozuren
Essentiële aminozuren
Aminozuren die het lichaam niet zelf kan aanmaken en uit de voeding moeten worden gehaald.
Niet-essentiële aminozuren
Niet-essentiële aminozuren
Aminozuren die het lichaam zelf kan aanmaken en niet uit de voeding nodig zijn.
Glucogene aminozuren
Glucogene aminozuren
Aminozuren waarvan de koolstof-ruggengraat leidt tot voorlopermoleculen voor glucose synthese (pyruvaat, OAA of intermediairen van de CZC).
Ketogene aminozuren
Ketogene aminozuren
Signup and view all the flashcards
Vetzuren oxidatie tijdens vasten
Vetzuren oxidatie tijdens vasten
Signup and view all the flashcards
Gluconeogenese
Gluconeogenese
Signup and view all the flashcards
Vetzuren
Vetzuren
Signup and view all the flashcards
Ketonlichamen
Ketonlichamen
Signup and view all the flashcards
Ketonlichamen gebruik
Ketonlichamen gebruik
Signup and view all the flashcards
Langdurig vasten
Langdurig vasten
Signup and view all the flashcards
Glycogeenafbraak
Glycogeenafbraak
Signup and view all the flashcards
Rol vetzuren bij vasten
Rol vetzuren bij vasten
Signup and view all the flashcards
Aminozuren en gluconeogenese
Aminozuren en gluconeogenese
Signup and view all the flashcards
Ketogenese
Ketogenese
Signup and view all the flashcards
Hormonale veranderingen bij vasten
Hormonale veranderingen bij vasten
Signup and view all the flashcards
Acetyl-CoA en ketonen
Acetyl-CoA en ketonen
Signup and view all the flashcards
Ketose bij kinderen
Ketose bij kinderen
Signup and view all the flashcards
Bloedketonlichamen bij kinderen
Bloedketonlichamen bij kinderen
Signup and view all the flashcards
Acetongeur bij DKA
Acetongeur bij DKA
Signup and view all the flashcards
Kussmaul-ademhaling bij DKA
Kussmaul-ademhaling bij DKA
Signup and view all the flashcards
Osmotische diurese bij DKA
Osmotische diurese bij DKA
Signup and view all the flashcards
Tekenen van uitdroging bij DKA
Tekenen van uitdroging bij DKA
Signup and view all the flashcards
Kenmerken hypoglykemische coma
Kenmerken hypoglykemische coma
Signup and view all the flashcards
Doel ureumcyclus
Doel ureumcyclus
Signup and view all the flashcards
Succinyl-CoA-acetoacetaat-CoA-transferase
Succinyl-CoA-acetoacetaat-CoA-transferase
Signup and view all the flashcards
Acetoacetylo-CoA-thiolase
Acetoacetylo-CoA-thiolase
Signup and view all the flashcards
ATP-opbrengst acetoacetaat
ATP-opbrengst acetoacetaat
Signup and view all the flashcards
ATP-opbrengst β-hydroxybutyraat
ATP-opbrengst β-hydroxybutyraat
Signup and view all the flashcards
Primaire brandstof bij vasten (spieren en hart)
Primaire brandstof bij vasten (spieren en hart)
Signup and view all the flashcards
Primaire brandstof bij vasten (hersenen)
Primaire brandstof bij vasten (hersenen)
Signup and view all the flashcards
Invloed insuline/glucagon ratio op ketogenese
Invloed insuline/glucagon ratio op ketogenese
Signup and view all the flashcards
Acetyl-CoA overschot
Acetyl-CoA overschot
Signup and view all the flashcards
Substraatbeschikbaarheid (Feed-forward)
Substraatbeschikbaarheid (Feed-forward)
Signup and view all the flashcards
CPS I (carbamoylfosfaat synthetase I)
CPS I (carbamoylfosfaat synthetase I)
Signup and view all the flashcards
N-acetylglutamaat (NAG)
N-acetylglutamaat (NAG)
Signup and view all the flashcards
Inductie van Ureumcyclusenzymen
Inductie van Ureumcyclusenzymen
Signup and view all the flashcards
Hepatische Encefalopathie
Hepatische Encefalopathie
Signup and view all the flashcards
Ureumcyclus
Ureumcyclus
Signup and view all the flashcards
Leverinsufficiëntie
Leverinsufficiëntie
Signup and view all the flashcards
Toxische Stoffen bij Leverfalen
Toxische Stoffen bij Leverfalen
Signup and view all the flashcards
Study Notes
- Metabolisme is de balans tussen anabolisme (opbouw en opslag) en katabolisme (afbraak, vrijmaken van energie).
Anabolisme
- Anabolisme is het proces van opbouw en opslag.
- De volgende anabole hormonen zijn hierbij betrokken:
- Insuline (opslag)
- Geslachtshormonen
- Thyroxine (opbouw van eiwitten)
- Groeihormoon (opbouw van eiwitten)
Katabolisme
- Katabolisme is het proces van afbraak en het vrijmaken van energie.
- De volgende katabole hormonen zijn hierbij betrokken:
- Glucagon (leidt tot glucogenolyse)
- Epinefrine/Adrenaline (stress)
- Glucocorticoiden (stress)
- Thyroxine (afbraak vet en koolhydraten)
- Groeihormoon (afbraak vet en koolhydraten)
Koolhydraat katabolisme (glycolyse)
- Koolhydraten worden omgezet in glucose, vervolgens in pyruvaat (reversibel), dan in Acetyl-CoA (irreversibel), en daarna in de Krebs cyclus.
- In de Krebs cyclus ontstaan energierijke dragers (NADH, FADH2), die worden gebruikt in de elektronentransportketen om ATP te produceren.
- Zuurstof is noodzakelijk voor de omzetting van pyruvaat naar acetyl-CoA en de citroenzuurcyclus.
Koolhydraat Anabolisme (glycogenese)
- Glucose kan worden opgeslagen als glycogeen.
Eiwit Katabolisme (proteolyse)
- Eiwitten worden afgebroken tot aminozuren.
- Afhankelijk van het aminozuur kan het metabolisme ingegaan worden als pyruvaat, acetyl-CoA, of C4 in de citroenzuurcyclus.
- De aminogroep wordt afgestaan tijdens de omzetting van een aminozuur in pyruvaat of acetyl-CoA, waarna het als afvalstof in de urine terechtkomt.
Eiwit Anabolisme (proteïne synthese)
- Eiwitten en aminozuren uit voeding kunnen worden omgezet in spierweefsel of ander weefsel, inclusief transporteiwitten.
Vet Katabolisme (Lipolyse en bèta-oxidatie)
- Vetten bestaan uit glycerol en drie vetzuren.
- Het lichaam breekt vetten af tot vrije vetzuren en glycerol ("2 carbon units each").
- Vrije vetzuren kunnen alleen het metabolisme ingaan via acetyl-CoA (omzetting vrije vetzuren -> acetyl-CoA).
- Glycerol kan het metabolisme ingaan nadat het is omgezet in pyruvaat.
Vet Anabolisme (lipogenese en triglyceridesynthese)
- Vetten uit de voeding kunnen worden opgeslagen als vetweefsel (lipolyse).
Overview of Amino Acid Metabolism
- Levert maar 10-15% van de totale energieproductie.
Gevoedde Toestand
- Hoger bloedglucose, veel insuline, weinig glucagon.
- Eiwitten uit voedsel worden afgebroken tot aminozuren in de maag.
- Essentiële aminozuren kan het lichaam niet zelf maken, en moeten uit het dieet gehaald worden.
- Niet-essentiële aminozuren kunnen in het lichaam gesynthetiseerd worden, en hoeven niet uit het dieet gehaald te worden.
- Aminozuren gaan via de bloedbaan naar de lever.
- De lever kan verschillende dingen doen met de aminozuren:
- Direct gebruik = proteïnesynthese.
- Overige aminozuren = omzetting in glucose en/of vetzuren.
- Aminozuren worden omgezet in pyruvaat of oxaloacetaat (OAA) en ten slotte in glucose (-> glucagon).
- Kan weer omgezet worden tot glucagon (lever).
- Genogene aminozuren leiden met hun koolstof-ruggengraat tot voorlopermoleculen van glucose synthese (pyruvaat, OAA of intermediairen van de CZC).
- Aminozuren -> Acetyl-CoA -> Vetzuren (-> Triglyceriden).
- Vetzuren kunnen weer opgeslagen worden als triglycerides in vetweefsel.
- Ketogene aminozuren leiden met hun koolstof-ruggengraat tot voorlopermoleculen van vetzuursynthese (Acetyl-CoA of Acetoacetyl-CoA).
- Lycine en leucine zijn exclusief ketogeen.
- De lever kan aminozuren naar andere cellen (zoals spieren) sturen voor proteïnesynthese.
Gevaste Toestand
- Lager bloedglucose, veel glucagon, weinig insuline.
Vetzuren bij vasten
- Vetzuren worden naar de lever gebracht.
- De lever oxideert vetzuren tot ATP.
- Het geproduceerde ATP voorziet de energie voor gluconeogenese.
- Bij extreem vasten worden er ketonen geproduceerd.
Aminozuren bij vasten
- Aminozuren worden vrijgemaakt uit o.a. de spieren.
- Vrije aminozuren worden naar de lever gebracht voor omzetting/oxidatie in glucose.
- Glucogene aminozuren -> glucoseproductie (en een beetje ATP).
- Ketogene aminozuren -> Acetyl-CoA kan helpen bij ketonproductie (maar het doel daarvan is juist de spieren beschermen dus idk), maar deze is vooral afkomstig van de omzetting aminozuur -> vetzuur -> acetylcoa
- De aminogroep (NH3+) draagt NIET bij aan de omzetting van aminozuren in voorlopermoleculen.
- Afbraak van aminozuren:
- Eerst transaminatie: de 'carbon-backbone' wordt vrijgemaakt van de aminegroep.
- Product = alfa-ketozuur (draagt wel bij aan voorlopermoleculen).
- Acceptor aminegroep = alfa-ketoglutaraat -> glutamaat (aminozuur).
- Zodra glutamaat in de lever aankomt geeft het de aminegroep af in de vorm van ammoniak (NH3).
- Eigenlijk: glutamaat -> glutamine -> Lever -> - 2 NH4+ -> a-KG.
- Ammoniak gaat de ureacyclus binnen.
- Ureacyclus: ammoniak -> Ureum.
- Belangrijk dat ammoniak uitgescheden wordt, omdat het anders giftig is in hoge concentraties.
Ureumcyclus
- De ureumcyclus vindt vooral plaats in de levercellen (en een beetje in de nieren).
- Ammoniak (NH3) is een toxisch bijproduct van aminozuur metabolisme; het wordt omgezet in het minder schadelijke ureum, wat vervolgens via de nieren en de urine wordt uitgescheden.
- De cyclus vindt plaats in the mitochondriale matrix van de levercel en het cytoplasma van de levercel
De cyclusstappen:
- Stap 1: NH4+ + CO2 –(2 ATP)-> carbamoyl fosfaat (CH2NO5P2).
- Ammonium (NH4+) wordt samengevoegd met CO2 (uit bicarbonaat) en vormt (m.b.v. 2 ATP) een hoog energiek molecuul: carbamoyl fosfaat.
- Enzym = carbomyl fosfatase synthase 1.
- Vereist activatie door NAG (N-acetylglutamaat) wat gesynthetiseerd is door Acetyl-CoA en Glutamaat.
- Stap 2: Ornethine + Carbamoyl fosfaat -> Citrulline.
- Ornithine (aminozuur) beweegt vanuit de ureumcyclus naar de mitochondriale matrix en bindt met carbamoyl fosfaat (aminozuur) -> Citrulline (aminozuur).
- Enzym = Ornithine transcarbamoylase.
- Stap 3: Citrulline + Aspartaat –(ATP)-> argininesuccinaat.
- Aspartaat voorziet de tweede aminogroep op het uiteindelijke ureum.
- Kost 1 ATP.
- Enzym = argininosuccinaat synthease.
- Stap 4: Argininesuccinaat -> Arginine + Fumaraat.
- De tweede aminogroep van aspartaat komt terecht op arginine.
- Fumaraat kan malaat vormen, wat weer OAA kan vormen.
- OAA is een substraat van de CZC en fumaraat is dus essentieel voor gluconeogenese in de lever.
- Enzym = argininosuccinaat lyase.
- Stap 5: Hydrolysering van arginine tot ureum.
- Arginine + H2O -> Ureum + ornithine.
- Ornithine wordt vervolgens weer gerecycled voor de eerste stap van de ureumcyclus.
- Enzym = arginase (bijna alleen maar in de lever aanwezig, dus deze stap kan alleen in de lever plaatsvinden).
Ureum Cyclus Conclusie
- De NH3 groep in uereum komt van ammonia (stap 1).
- De NH2 groep van aspartaat (stap 3).
- Het C-atoom komt van CO2 (stap 1).
Feces
- Een deel van het ureum wordt gereabsorbeerd en naar de darm gebracht.
- Het wordt er afgebroken door ureasen (enzymen).
- De geproduceerde ammoniak (NH3) wordt voor een dele via de feces uitgescheden, en een deel wordt weer geabsorbeerd in het bloed (-> ureumcyclus) en een heel klein deel blijft in de circulatie.
- Een volwassene scheidt dagelijks 30g ureum uit.
Regulatie van de ureumcyclus
- De lever heeft een grote capaciteit om stikstof uit aminozuren om te zetten in ureum, waardoor de toxische ophoping van ammoniak wordt voorkomen.
- De ureumcyclus wordt op drie manieren gereguleerd:
- Regulatie door substraatbeschikbaarheid (feed-forward regulatie).
- De snelheid van de ureumcyclus wordt grotendeels bepaald door de hoeveelheid beschikbare ammoniak: Hoe meer ammoniak er vrijkomt bij de afbraak van aminozuren, hoe sneller de cyclus verloopt.
- Feed-forward regulatie: de snelheid van de cyclus hangt rechtstreeks af van de aanvoer van het substraat en niet van een feedbackmechanisme zoals bij veel andere metabole routes.
- Dit is typerend voor eliminatieprocessen die giftige stoffen uit het lichaam verwijderen.
- Allostere activatie door N-acetylglutamaat (NAG).
- Een belangrijke regulator van de ureumcyclus is het enzym carbamoylfosfaat synthetase I (CPSI), de eerste stap in de cyclus katalyseert.
- CPSI wordt geactiveerd door N-acetylglutamaat (NAG).
- De synthese van NAG uit acetyl-CoA en glutamaat wordt gestimuleerd door arginine.
- Bij een verhoogde beschikbaarheid van arginine de neemt de productie van NAG toe, wat de activiteit van CPSI verhoogt en zo de ureumcyclus versnelt.
- Daarnaast stimuleert arginine de vorming van ornithine via de arginase-reactie, wat de doorstroming van de cyclus verder bevordert.
- Inductie en repressie van ureumcyclus-enzymen (feed-forward regulatie).
- De expressie van enzymen die betrokken zijn bij de ureumcyclus wordt aangepast aan de metabole behoefte van het lichaam.
- Verhoogde eiwitinname of langdurig vasten -> afbraak van aminozuren gestimuleerd -> meer ammoniakproductie -> expressie ureumcyclus-enzymen verhoogd -> ureumproductie neemt toe.
- Deze cel reageert op een verhoogde stikstofbelasting door meer enzymen te produceren, zodat de verwijdering van ammoniak efficiënt blijft verlopen.
Functie van de ureumcyclus tijdens vasten
- De lever is cruciaal in het handhaven van de bloedglucosespiegel
- Afbraak van spiereiwitten is een belangrijke bron van glucose tijdens vasten
- Aminozuren worden vrijgemaakt, in de lever omgezet glucose via gluconeogenese.
- Stikstofcomponent van deze aminozuren wordt niet opgeslagen, maar via ureumcyclus omgezet in ureum en uitgescheiden via de urine.
- Ureumuitscheiding tijdens de eerste fasen van vasten neemt dus aanzienlijk toe.
- Het lichaam past zich aan door de energievoorziening te verschuiven van glucose naar ketonlichamen.
- De behoefte aan gluconeogenese verlaagt, waardoor minder spiereiwit wordt afgebroken en de ureumproductie afneemt.
- Alanine is een belangrijk aminozuur voor gluconeogenese
- Wordt in perifere weefsels gesynthetiseerd en dient als efficiënte drager van stikstof naar de lever
- Glucagon stimuleert de opname
- Twee alaninemoleculen zijn nodig om één glucosemolecuul te vormen.
- Stikstofatomen afkomstig van deze twee alaninemoleculen worden omgezet in één molecuul ureum, dat via de urine wordt uitgescheiden.
Aanpassing aan Langdurige Verhongering
- Om te overleven, zijn normale bloedglucoseniveaus vereist.
- 3-4 uur na de maaltijd: Glycogeenafbraak in de lever (+/- 1 dag, onder invloed van glucagon).
- 24 uur na eten: Gluconeogenese uit niet-koolhydraten:
- Vetzuren:
- Afbraakproducten van vetzuren kunnen voor het grootste deel niet omgezet worden in glucose.
- Produceren WEL Acetyl-CoA -> CZC cyclus -> NADH en FADH2 -> ATP.
- Het geproduceerde ATP verzorgt de benodigde energie voor gluconeogenese.
- Acetyl-CoA, geproduceerd door vetzuurverbranding, kan NIET meedoen aan gluconeogenese; de 2 C-atomen verdwijnen als CO2 in de CZC.
- Aminozuren:
- Afbraakproducten van aminozuren kunnen omgezet worden in intermediaren van de CZC -> Oxaloacetaat -> PEP (fosfoenolpyruvaat) -> Glucose!
- Afbraakproducten kunnen ook direct worden omgezet in pyruvaat (-> OAA -> PEP -> Glucose).
- Ketogene aminozuren kunnen NIET bijdragen aan gluconeogenese omdat deze omgezet worden tot Acetyl-CoA
- We willen geen aminozuren gebruiken omdat deze belangrijke functies hebben als enzym of in de spieren
- Verlengd vast (>72 uur): Eiwitten besparen door ketogenese.
- Ketonen zijn wateroplosbaar genoeg om de bloed-brein barrière te passeren.
- Wat gebeurt er tijdens een lange vast:
- Glucagon OMHOOG, insuline OMLAAG
- Lipolyse en beta-oxidatie
- Veel Acetyl-CoA moleculen
- Bij een korte vast (1/2 dagen): CZC -> NADH en FADH2 -> ATP
- Na 3-4 dagen vast krijg je extreem veel Acetyl-CoA, meer dan nodig voor ATP-synthese (want geen inhibitie voor bèta-oxidatie) en heel veel ATP
- Veel ATP zorgt voor slomere ETC, dus veel NADH en FADH2 aanwezig
- CZC gaat langzamer door veel NADH
- Acetyl-CoA wil de CZC niet meer in
- Ketogenese in de lever uit Acetyl-CoA
- Hersenen e.d. nemen ketonen op en draaien deze teug tot Acetyl-CoA wat daar de citroenzuurcyclus in kan
- Minder gluconeogenese
- Minder eiwitafbraak
- Gluconeogenese: Pyruvaat-> OAA-> PEP -> Glucose.
- Primaire brandstof afhankelijk van de duur van het vasten:
- 0-6 uur: Glucose uit voedsel
- 6-24 uur: Glycogeen in lever
- 24-72 uur: Gluconeogenese + vetverbranding (+ matige eiwitafbraak)
- >72 uur: Ketose + vetverbranding
Metabolisme van Ketonlichamen
- Vetzuren (uit triacylglycerolen in het vetweefsel) zijn de belangrijkste energiebron voor het lichaam tijdens vasten
- Deze vetzuren worden volledig geoxideerd tot CO2 en H2O door bepaalde weefsels.
- In de lever: veel acetyl-CoA, dat ontstaat uit de β-oxidatie van vetzuren, gebruikt men voor de synthese van de ketonlichamen acetoacetaat en β-hydroxyboterzuur, die in het bloed terechtkomen.
- In skeletspieren en andere weefsels: deze ketonlichamen omgezet naar acetyl-CoA, dat men oxideert in de TCA-cyclus, waarbij ATP wordt geproduceerd.
- Alternatieve bestemming van acetoacetaat in weefsels is de vorming van cytosol acetyl-CoA
Synthese van Ketonlichamen
- Verloop synthese:
- Vetzuuroxidatie in de mitochondrieën
- Productie Acetyl-CoA
- Acetyl-CoA wordt omgezet tot acetoacetyllo-CoA
- Twee moleculen Acetyl-CoA wordt omgezet naar een acetoacetyllo-CoA via de tiolasereactie (reversibel)
- Dit is niet de geprefereerde route, alleen als de Acetyl-CoA niveaus hoog zijn wordt acetoacetylo-CoA gegenereerd voor de productie van ketonlichamen
- Vorming van HMG-CoA
- Acetoacetylo-CoA + acetyl-CoA -> 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA)
- Enzym = HMG-CoA-synthase
- Splitsing van HMG-CoA
- HMG-CoA -> acetoacetaat + acetyl-CoA
- Enzym = HMG-CoA-lyase
- Mogelijke routes voor acetoacetaat
- Direct het bloed in
- Reductie tot ẞ-hydroxybutyraat (door ẞ-hydroxybutyraatdehydrogenase)
- Goed omkeerbare dehydrogenase reactie
- Dit is afhankelijk van de NADH/NAD+ verhouding in de mitochondriën
- ẞ-hydroxybutyraat → acetoacetaat (oxidatie)
- Produceert NADH
- Acetoacetaat → ẞ-hydroxybutyraat (reductie)
- Gebruikt NADH-> NAD+
- Normale verhouding bloed = 1:1 (β-hydroxybutyraat : acetoacetaat).
- Spontane decarboxylatie van acetoacetaat:
- Acetoacetaat wordt gesplitst in CO2 en aceton
- Aceton wordt door de longen uitgescheden
- Een kleine hoeveelheid aceton kan verder worden gemetaboliseerd in het lichaam
Oxidatie van Ketonlichamen als Brandstof
- Acetoacetaat en ẞ-hydroxybutyraat kunnen in de meeste weefsels, zoals skeletspieren en de hersenen (en bepaalde cellen van de nieren en cellen van de darmmucosa) geoxideerd worden als brandstof.
- worden vanuit het bloed het cytosol en de mitochondriën in worden getransporteerd.
- Hier wordt ẞ-hydroxybutyraat omgezet in acetoacetaat
- Enzym = β-hydroxybutyraatdehydrogenase Dit proces produceert NADH.
- Acetoacetaat wordt omgezet in acetoacetylo-CoA.
- Enzym = succinylo-CoA-acetoacetaat-CoA-transferase
- belangrijk is dat dit enzym in de lever nauwelijks aanwezig is, wat verklaart waarom de lever wel ketonlichamen produceert maar ze zelf niet als brandstof gebruikt. CoA wordt overgedragen van succinylo-CoA (uit de TCA-cyclus) Acetoacetylo-CoA wordt gesplitst in twee moleculen acetyl-CoA, dat vervolgens in de TCA-cyclus wordt geoxideerd. Enzym = acetoacetylo-CoA-thiolase (hetzelfde enzym als bij ẞ--oxidatie) Wordt geoxideerd in de CZC -> ATP-productie Energie opbrengst van ketonlichamen
- Acetoacetaat: Levert netto 19 ATP (20 ATP uit TCA cyclus minus 1ATP activatiekosten) ẞ-hydroxybutyraat heeft een netto opbrengst van 21,5 ATP Incl 1 extra NADH
Weefsels die Ketonlichamen Gebruiken
- Gebruik van vetzuren vs Ketonlichamen:
- Spieren, hart en lever gebruiken vooral vetzuren als brandstof bij vasten
- Andere weefsels zoals hersenen: gebruiken meer ketonlichamen
- Specifieke weefsels die ketonlichamen gebruiken
- Darmmucosacellen: er is een voorkeur voor ketonlichamen + Aminozuren bij uithongering (boven vetzuren)
- Adipocyten kunnen vetzuren slaan OP maar kunnen ketonen gebruiken als brandstof.
- Foetus kan Ketonlichamen kunnen de placenta passeren en dienen dan als energiebron
- Rode bloedcellen en de lever maken GEEN gebruik van ketonlichamen
- Lever: maakt ketonen, gebruikt ze niet
- Rode bloedcellen: hebben gen mitochondria en kunnen ketonen dan niet afbreken
title: Regulatie Ketonlichaamsynthese
- Factoren die zorgen dat er grotere ketonlichaamsynthese
- Vetzuren beschikbaar in een weefsel
- Laag insuline/glucagon ratio => Acetyl-CoA stroomt via ketogeneses
- Insuline laag/glucagon hoog Acetyol-CoA carboxylase geremd Minder malonyl-CoA CPTI (Cartinine palmitoyltransferase 1) geactiveerd Meer vetzuuroxidatie Actyl-CoA overschot => ketogenese i.p.v. CZ cyclus Vetzuren ->B-oxidatie -> acteyl CoA + veel NADH/FADH2 vrijgemaakt ATP productie is er genoeg in de lever NADH en FADH2, doordat er minder Acetyl-CoA aanwezig is voor de CTZ cyclus HMG-CoA synthesizer genexpressie na verlenging van vasten Lever is altruïstisch omdat het ketolichanen levert aan andere weefsels maar is vooral een manier om overtollige brandstof die het zelf niet nodig heeft af te voeren
Synthese van Ketonlichamen in de Lever (Ketogenese)
- Vorming van acetoacetyl-CoA:
- De ß-oxidatie levert acetyl-CoA.
- Een reversibele thiolase-reactie (o.a. de omkering van de stap waarbij acetoacetyl--CoA normaal gesproken tot twee acetyl-CoA wordt gesplitst) zet bij hoge concentraties acetyl-CoA twee moleculen samen tot acetoacetyl-CoA. Vorming van HMG-CoA: Acetoacetyl-CoA reageert met een extra molecuul acetyl-CoA.
- Deze reactie wordt gekatalyseerd door HMG-CoA synthase, resulterend in de vorming van 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA). Vorming van acetoacetaat:
- HMG-CoA wordt door HMG-CoA lyase gekatalyseerd gespleten.
- Hierbij ontstaan acetoacetaat en een extra molecuul acetyl-CoA. Verdere routes voor acetoacetaat:
- Reductie tot ß-hydroxybutyraat:
- Acetoacetaat kan in een reversibele reactie door ß-hydroxybutyraat dehydrogenase --gereduceerd worden tot ß-hydroxybutyraat. De verhouding tussen deze twee ketonlichamen wordt bepaald door de NADH/NAD+-verhouding in de mitochondriale matrix; onder normale omstandigheden ligt deze verhouding rond 1:1. Spontane decarboxylering tot acetone:
- Acetoacetaat kan ook spontaan decarboxyleren tot acetone, een vluchtig molecuul dat via de longen wordt uitgeademd.
- Een deel van de acetone kan verder in het lichaam gemetaboliseerd worden.
Oxidatie van ketonlichamen Ketolyse in perifere weefsels
Intracellulaire opname:
- Weefsels zoals skeletspieren, hersenen, bepaalde niercellen en cellen van de darmmucosa nemen zowel acetoacetaat als ß-hydroxybutyraat uit het bloed op. Omzetting van ß-hydroxybutyraat naar acetoacetaat:
- In de mitochondriën van deze cellen wordt ß-hydroxybutyraat geoxideerd tot acetoacetaat door ß-hydroxybutyraat dehydrogenase. Hierbij wordt NAD+ gereduceerd tot NADH Activering van acetoacetaat:
- Acetoacetaat wordt geactiveerd tot acetoacetyl-CoA door een CoA-groep te ontvangen van succinyl-CoA.
- Deze reactie wordt gekatalyseerd door succinyl-CoA:acetoacetaat Co--A-transferase. Belangrijk is dat dit enzym in de lever nauwelijks aanwezig is, wat verklaart waarom de lever wel ketonlichamen produceert maar ze zelf niet als brandstof gebruikt. Splitsing naar acetyl-CoA:
- Acetoacetyl-CoA wordt vervolgens door acetoacetyl-CoA thiolase gespleten in twee moleculen acetyl-CoA. Diese-Acetyl-CoA-moleculen treden in de TCA-cyclus en oxydieren Energieopbrengsten
- Oxidatie van acetoacetaat Energieopbrengst komt redelijk overeen met die van twee moleculen Acetyl CoA in de CTZ bij minstens 1ATP kosten dit is de energie die nodig is voor de activatie van de succinyl Co A binding.
- Oxydatie van BOHB:
- Extra NADH vorming -> +21,5
Kenmerken van de de klinische ketoacidose (DKA) versus hypoglykemische coma
- Aangezicht en ademhaling bij DKA:
- Patiënten in een comateuze staat door DKA hebben vaak een acetongeur op hun adem; Acetone is een product van ketonlichaam acetoacetate Ze vertonen diepe en relatief snelle ademhaaling (Kussmaul-ademhaling, wat een typische reactie is op acidose
- Deze ademhanalingen ontstaan doordat de acidose het ademhanalingscentrum in de herenen stimuleert waardoore er meer CO2 wordt uitgeademd (reactie H+ + HCO3- -> H2CO3 -> H20 + CO2 met als doel ze zuurgraad in het lichaam te verlagen.
- Hemodynamische en vochtbalansverschilen:
- Bij DKA leidt de emstige hyperglycemie tot een osmotische diurese, waarbij glucose in de urine water meeneemt. Dit resulteert in een verminderd bloedvolume Extra vochtverlies kan optreden door braken, wat veel voorkomt bij DKA
- De klinische DKA geeft tekenen van uitdroging.
- In tegenstelling hiermee doorgaans een doorbloeste vochtige huid
Studying That Suits You
Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.
Related Documents
Description
Deze quiz behandelt aspecten van het metabolisme tijdens vasten en voeding, inclusief de rol van ketonlichamen, vetzuren en aminozuren. Het behandelt de processen die in de lever en spieren plaatsvinden in verschillende voedingsomstandigheden. Test je kennis van de biochemische processen.