Biochemie Deck 3 PDF

Als E < 0: reductor zal e- afgeven (hoe meer - , hoe groter reducerend vermogen) Als E > 0: oxidator zal e- opnemen (hoe meer +, hoe groter oxiderend vermogen) E°: reductiepotentiaal bij standaardcondities (25°C en 1M donor en acceptor) E°’: standaard reductiepotentiaal onder biologische omstandigh...

Als E < 0: reductor zal e- afgeven (hoe meer - , hoe groter reducerend vermogen) Als E > 0: oxidator zal e- opnemen (hoe meer +, hoe groter oxiderend vermogen) E°: reductiepotentiaal bij standaardcondities (25°C en 1M donor en acceptor) E°’: standaard reductiepotentiaal onder biologische omstandigheden Mitochandriale ademhaling: ½ O2 + NADH + H+ → H2O + NAD+ → reductie zuurstof → oxidatie NADH → verloopt spontaan OMDAT DG°’ = - n.F.DE°’ = - 221 kJ/mol è sterk exergonisch ! 3. Oxidatieve fosforylatie 3.1 Elektronentransport oxidatiereacties want er worden e- doorgegeven = gekoppeld aan syntese van ATP Co-enzym Q 1. complex I NADH geeft e- af → co-enzym Q wordt gereduceerd → 4 e- van mitochondriale matrix nr intramembranaire ruimte 58  2. Co-enzym Q Opbouw: benzoquinon + 10 isopreeneenheden = lipofiel ! Elektronenacceptor van complex (ring) Elektronenacceptor van FADH2-bevattende dehydrogenasen, vb. succinaat dehydrogenase (complex II= niet gekoppeld aan potonenpomp, levert minder ATP) 3. Complex III = eiwitcomplex dat e- opneemt en doorgeeft = gekoppeld aan protonenpomp → 4e- v matric nr intramembranaire ruimte Ijzer zwavel clusters en heemgroepen 4. Cytochroom c = klein proteïne met heemgroep (makkelijk e- opnemen) 5. Complex IV → e- doorgeven → zuurstof w gereduceerd tot water → gekoppeld aan protonenpomp è per NADH → 10 e- in intramembranaire ruimte 3.2 Productie v ATP → ≠ protonen en e- 59 4. Balans van het volledige glucosemetabolisme Hoofdstuk 7: metabolisme van lipiden 1. Inleiding Voorkomen - In vetdruppels: triglyceriden (triacylglycerolen) - In membranen: fosfolipiden, cholesterol - In plasma: lipoproteïnen, vrije vetzuren Functies belangrijkste bron v metabole energie - Energiebron: triglyceriden, (cholesterolesters) - Compartimentalisatie (hydrofobe barrière): fosfolipiden + cholesterol - Boodschappermoleculen: steroïdhormonen 60  Triglyceriden = belangrijkste bron v metabole energie opbouw kennen (1e examenvraag) VZ kan beter geoxideerd worden dan suiker Hoe meer een molecule kan geoxideerd worden, hoe meer energie het kan opleveren 1) Sterk gereduceerde toestand: - Calorische waarde triacylglycerol > KH 2) Apolair karakter: - Opstapeling in globulen in cytoplasma adipocyt - Geen effect op intracellulaire osmotische druk 2. Hydrolyse van triglyceriden en mobilisatie van vetzuren Triglyceriden als belangrijkste bron van vetzuren 1) ingenomen via de voeding: 40% dagelijkse energiebehoefte 2) opgestapeld in vetweefsel (adipocyten): energiereserve 3) gesynthetiseerd in de lever 2.1 lipiden ingenomen via de voeding Vertering voorafgaand aan de dunne darm = beperkt → Linguale lipasen in mondholte: afbraak van triglyceriden uit moedermelk → Door het zuurstabiele lipase: traag, t.h.v. lipiden-water interfase → Maaglipase: weinig In de dunne darm: - Productie cholecystokinine: vrijstelling gal daling maagmotiliteit secretie spijsverteringsenzymen - Productie secretine: secretie bicarbonaat oplossing 61 - Vertering in de dunne darm: 1° emulsievorming (door galzouten en peristaltiek) 2° afbraak triglyceriden door pancreaslipase (in aanwezigheid van colipase) → esterbindingen doorbreken, bij 2 van de 3 bindingen - Korte keten vetzuren: geen micelvorming + rechtstreekse opname in vena porta - Lange keten vetzuren en b-monoglyceriden: vorming micellen met galzouten + opname door darmmucosa - 28% overige b-monoglyceriden: gebeurt iets anders mee Vorming triglyceriden in enterocyt !! (uit b-monoglyceriden, glycerol en vrije vetzuren >12C) Exocytose als chylomicronen in interstitium en afvoer via lymfe naar bloedbaan (via linker vena subclavia) en perifere weefsels Hydrolyse door lipoproteïne lipase (in wand van weefselcapillairen van vnl. vet- en spierweefsel en geactiveerd door apoC2) → glycerol & vrije VZ In spiercellen: oxidatie van vetzuren (voor energie) In vetcellen: opslag (triglyceriden) Vrije vetzuren: transport gebonden aan albumine en opname door cellen (energie) 2.2 Lipiden opgestapeldd in het vetweefsel Lipolyse door vetcellipase: 3 vrije VZ en glycerol Glycerol: via bloedbaan naar lever voor gluconeogenese/glycolyse Vetzuren: via bloed (complex met albumine) naar weefsels Hormonale regeling: Adrenaline (epinefrine): bij stress → spieren Glucagon: bij vasten → vetweefsel Dihydroxy- acetylfosfaat 62 3. Oxidatie van VZ 3.1 Afbraak van verzadigde VZ door b-oxidatie 1. vorming van een geactiveerd VZ - CoA koppelen (via thioëster-binding)→ ATP nodig - Op buitenste mitochandriale membraan acetyl-CoA is ter plaatse 2. Transport van acyl-CoA tioësters Palmitoyl CoA → geactiveerd → 16C = te lang om door membraan te gaan → carnitine neemt plaats in van CoA → CoA komt vrij → omgekeerd in de matrix 3. b-oxidatie 2 C-atomen verwijderen per b-oxidatiecyclus begin aan COOH-uiteinde, waar CoA gekoppeld is 4 opeenvolgende enzymatische stappen: 1. oxidatie 2. hydratatie 3. oxidatie 4. afsplitsing van acetyl-CoA 63 +H2O e- opvangen doorbreken + CoA afsplitsen en nieuw CoA vastgekoppeld = geactiveerde vorm citroencyclus → gegeven op examen cyclus opnieuw doorlopen 64 4. Voorbeeld: volledige oxidatie van palmitinezuur Berekening opbrengst ATP bij oxidatie palmitinezuur Activatie van palmitinezuur: 2 ATP’s verbruikt (ATP ® AMP + PPi) 7 b-oxidatiecycli (# = afh v # C-atomen) met als nettoresultaat: Palmitoyl-CoA + 7 CoA-SH + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 H2O → 8acetyl-CoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+ 1 Acetyl-CoA levert in de citroenzuurcyclus: 3 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP dus 8 acetyl-CoA leveren: 24 NADH + 8 FADH2 + 8 ATP è Totaal: 31 NADH + 15 FADH2 + 8 ATP Citroencyclus 1 NADH levert 3 ATP in de oxidatieve fosforylatie 1 FADH2 levert 2 ATP in de oxidatieve fosforylatie Dus: 31 NADH leveren 93 ATP 15 FADH2 leveren 30 ATP Totaal gevormd ATP tijdens β-oxidatiecycli (+ oxidatieve fosforylatie): 93 ATP + 30 ATP + 8 ATP = 131 ATP 131 ATP – 2 ATP (activatie) = 129 ATP 3.2 Oxidatie van onverzadigde VZ = dubbele bindingen In oxidatiecyclus → extra enzymen nodig → cis-dubbele bindingen → trans-bindingen 3.3 Afbraak van vetzuren met een oneven aantal koolstoffen = uitzondering → Synthese gebeurt per 2 C-atomen Ipv acetyl-CoA = 2 C-atomen è 3C-atomen = propionyl-CoA → subccinyl-CoA = tussenproduct v citroenzuurcyclus 4. Synthese van VZ nooit een hoofdvraag Vanuit overschotten aan koolhydraten (want beperkte opslag!) Onomkeerbaar Vooral in lever en borstklier (tijdens lactatie); ook in vetweefsel en nier In het cytosol ! Incorporatie van acetyl-CoA in groeiende vetzuurketen; vereist ATP en NADPH Indeling in 5 grote stappen grote lijnen kennen 65 Stap 1: Productie van cytosolisch acetyl-CoA: als de mitochondriale citraat concentratie hoog is (bij een overschot aan KH) Stap 2: Vorming van malonyl-CoA + activatie met ACP (acetyl carier protein) = carboxylatie reactie Stap 3: Vorming van palmitaat (16C), door vetzuursynthase (multifunctioneel) - condensatie - reductie - dehydratatie - reductie Stap 4: Ketenverlenging met C2-eenheden in SER, door transferasen Stap 5: Onverzadiging (indien nodig), door desaturasen 5. synthese van cholesterol Dagelijkse behoefte: ± 1 gram 50% via voeding 50% via biosynthese in de lever Vooral voor inbouw in celmembraan en synthese galzuren; ook voor synthese steroïdhormonen Precursor is acetyl-CoA (in cytosol gevormd uit citraat) 30 stappen niet allemaal onthouden è complex 4 fasen in de lever 1) 3 acetyl-CoA (HMG-CoA reductase( = target GM cholesterol synthese id lever remmen) 2) Vorming isopentenyl-difosfaat 3) Vorming squaleen (C15) 4) Vorming ringverbinding lanosterol (C30) & omzetting naar cholesterol (C27) 66 6. Metabolisme van galzuren/galzouten Carboxylgroep = hydrofiel Gevormd door = primair Steraan/ chonaan = hydrofoob = primair = 0,5g verloren via faeces → aangevuld vanuit cholesterol Van de lever = Ductus hepaticus 67 Hoofdstuk 8: Metabolisme van proteïnen 1. Inleiding Structuur - Bouwstenen: aminozuren - Peptidebinding - N-houdend ! Voornaamste functies van proteïnen - Enzymen - Transportmoleculen - Structurele proteïnen - Hormonen - Beschermende proteïnen in het bloed - Contractiele proteïnen -... Biosynthese van proteïnen is dus belangrijk voor het goed functioneren van het organisme !!! - Geen opslag van aminozuren voor biosynthese of energieproductie ! Cel heeft voortdurend behoefte aan aminozuren: voor de synthese van nieuwe proteïnen voor de synthese van N-houdende moleculen Levering van benodigde aminozuren via: - Afbraak van versleten/overbodige cellulaire proteïnen - De novo synthese van nieuwe niet-essentiële aminozuren - Opname via de voeding van essentiële (en andere) aminozuren - Opname van aminozuren afkomstig van de afbraak van spijsverteringsenzymen, peptidehormonen,... - Bij tekort: afbraak van functionele proteïnen 68 2. Proteïnen ‘turnover’ = proces van continue afbraak en opbouw van proteïnen - Snelle ‘turnover’: extracellulaire proteïnen, gesecreteerd in extracellulaire ruimten - Trage ‘turnover’: proteïnen met structurele functie (collageen), zijn metabolisch zeer stabiel (lange levensduur) Steady state concentratie van een proteïne blijft behouden als synthese en afbraak in evenwicht zijn. Biologisch belang - Kwaliteitscontrolesysteem: gecontroleerde afbraak (vernietiging) van abnormale proteïnen - Aminozuren voor synthese van andere proteïnen/verbindingen - Regulatie van het metabolisme door selectieve turnover (beperkt) Plaats van afbraak in de cel - Lysosoom: afbraak van extracellulaire proteïnen en intracellulaire proteïnen met een lange levensduur - Andere celcompartimenten: strikte regulatie Chemische signalen voor turnover → hoe kan een cel weten of die een proteïne moet afbreken/niet? è Ubiquitinatie = klein eiwit: aanhechting van ubiquitine door ubiquitineligasen → afbraak door proteasoom dat ubiquitine herkent (- Oxidatie van aminozuurzijketens - PEST sequenties) è er bestaan ≠ systemen 3. Afbraak van AZ Aminozuren als energiebron: - Inname van proteïnen > synthese van proteïnen en andere biomoleculen - Bij vasten: mobiliseerbare spiereiwitten Voornamelijk in de lever, maar ook in andere weefsels Twee delen: 1) Verwijdering van de a-aminogroep → NH4+ vraagt energie 2) Afbraak van het C-gedeelte 69  3.1 Verwijdering van de a-aminogroep 1. Transaminatie mag je op examen gebruiken, uitleggen! - Transaminasen (aminotransferasen) - Co-enzym pyridoxalfosfaat (PLP) - In cytosol - vb. alanine aminotransferase (ALT) en aspartaat aminotransferase (AST) 2. Oxidatieve deaminatie van glutamaat Vorming van ureum in de lever + verwijdering via de nieren è Het gevormde NH4+. is toxisch! Þ stoornissen in hersenactiviteit + mentale achterstand 70 3. Transport van NH4+ naar de lever - Ureum wordt gevormd in de lever, dus transport van NH4+ naar de lever is vereist als NH4+ wordt gevormd door afbraak van aminozuren in andere weefsels dan de lever - Afvoer en verwijdering verloopt in 3 stappen: 1) transport van NH4+ naar de lever 2) in de lever: omzetting van NH4+ tot ureum 3) vervoer van ureum naar de nieren → secretie - 2 transportmechanismen van NH4+ naar de lever: 1) vanuit de meeste weefsels - Stap 1: glutamaat → glutamine (glutamine synthase) - Stap 2: vervoer van glutamine naar de lever via bloedbaan - Stap 3: hydrolyse door glutaminase → glutamaat 2) vanuit de spieren - spierproteïnen → afbraak spieren → amonium vrij - Stap 1: omzetting naar glutamaat (glutamaat dehydrogenase) - Stap 2: transaminatie tussen glutamaat en pyruvaat (ALT) → overbrengen amoniak van ene verbinding nr andere - Stap 3: vervoer van alanine naar lever via bloedbaan - Stap 4: transaminatie tussen alanine en a-ketoglutaraat (ALT) 71 4. Inbouw van NH4+ in N-carbamoylfosfaat - Carbamoylfosfaat synthetase - Verbruik van 2 ATP - In mitochondriale matrix in hepatocyt - Irreversiebele reactie 5. Ureumcyclus = omzetting van N-carbamoylfosfaat in ureum namen niet VB, stappen uitleggen adhv schema 4 stappen: (stap 1 in mitochondriën, andere stappen in cytosol) - Stap 1: vorming van citrulline door condensatie met ornithine - Stap 2: vorming van argininosuccinaat door binding met Asp (ATP ® AMP) - Stap 3: vorming van arginine (en fumaarzuur ® oxaalacetaat in CZ cyclus) - Stap 4: splitsing met vorming van ureum transaminatie met Glu tot Asp 72 In totaal 4 ATP vereist voor verwijdering van een aminogroep ! Opmerking: 1. Voornaamste bron van NH4+ is de darmflora; gevormd via: Nevenproduct van de vertering van N-bevattende voedselbestanddelen Afbraak van ureum door urease in darmflora Deaminatie van glutamine door glutaminase Þ ook dit NH4+ wordt omgezet naar ureum ` 2. Ureumcyclus, citroenzuurcyclus en transaminatie van oxaalacetaat zijn aan elkaar gekoppeld, via fumaraat en aspartaat Gegeven op examen: → geef 3 moleculen/wegen die worden gevormd waarin oxaalacetaat wordt omgezet 3. Ureumconcentratie id bloedbaan is aanduiding voor lever- en nierfunctie. 73  3.2 Afbraak van het C-gedeelte van AZ Glucogene aminozuren: - Meeste aminozuren - Afbraak van koolstofskelet tot a-ketozuren: pyruvaat, oxaalacetaat, a-ketoglutaraat - Via gluconeogenese omzetting tot glucose in de lever Ketogene aminozuren: - Afhankelijk van aminozuur of fysiologische toestand - Afbraak van koolstofskelet tot acetyl-CoA, acetoacetaat - Omzetting naar vetzuren (na vorming citraat in CZ cyclus) of naar ketonlichamen (ketogenese) è veel ≠ wegen → vorming glucose 4. Biosynthese 4.1 Aminozuren ess & niet-ess → niet Essentiële aminozuren: opname via voeding kunnen onderscheiden Val, Met, His, Leu, Phe, Thr, Ile, Lys, Trp → 3 lettercodes kennen (Very Many Happy Little Pigs Take Iced Lemon Tea) Niet-essentiële aminozuren: aanmaak de novo in de lever - koolstofskelet - stikstofatomen - enzymen Opmerking: fenylketonurie - Fenylalanine opstappelen → kan mentale achterstand veroorzaken →testen bij geboorte! 74 4.2 Andere biomoleculen 1 of 2 voorbeelden kennen = biosynthese van stikstofhoudende biomoleculen - Nucleotiden niet in detail Bouwsteen: DNA/RNA Energieleverancier: ATP/GTP Drager van geactiveerde moleculen voor biosynthese (UDP-glucose) Co-enzym (NAD+/FAD) Regulator (cAMP) - Aanmaak van nucleotiden: Vanuit aminozuren en C5 suikers Vanaf basen of nucleosiden via voeding Afbraak van eigen nucleïnezuren 75 Hoofdstuk 9: Ketogenese 1. Inleiding Als het energieverbruik van de cel lager is dan de energieproductie, zullen citroenzuurcyclus en oxidatieve fosforylatie niet versnellen: accumulatie van acetyl- CoA kan ontstaan, wat leidt tot de vorming van ketonlichamen (= ketogenese) Krijg je op examen → enkel ketonlichamen aanmaken id lever want wordt enkel gebruikt lever 2. De vorming van ketonlichamen in mitochondriale matrix in lever 1) Condensatie van 2 moleculen acetyl-CoA tot acetoacetyl-CoA 2) Condensatie met 3de molecule acetyl-CoA tot HMG-CoA 3) Splitsen van HMG-CoA in acetoacetaat en acetyl-CoA 4) Reductie van meeste acetoacetaat tot b-hydroxybutyraat 5) Decarboxylatie van kleine hoeveelheid acetoacetaat tot aceton 76 3. Transport en metabolisme van ketonlichamen Opmerkingen 1) De lever kan zelf geen ketonlichamen als brandstof gebruiken 2) Acetoacetaat heeft een regulerende rol: hoge concentraties in het bloed leiden tot vertraagde lipolyse (negatieve feedback) 3) diabetespatiënten = vetafbraak verhoogd door een tekort aan glucose als energiebron voor de cel: de vorming van ketonlichamen > verbruik; leidt tot ketonemie → ketonurie → mogelijks ketoacidose (ketose) Symptomen: buikpijn, misselijkheid, braken Hoofdstuk 10: Metabole coördinatie 1. Inleiding Metabolisme = continu aanbod van nuttige stoffen (voor energie en bouwstenen) + afvoer van schadelijke/nutteloze stoffen aangepast aan de fysiologische omstandigheden regulatie/controle: 1) beschikbaarheid van het substraat 2) activatie en inhibitie van enzymen 3) hormonale signalen 77  Hormonale controle vh energiemetabolisme Insuline - Koolhydraatmetabolisme: In lever: gluconeogenese ¯, glycogenolyse ¯ In spier en lever: glycogeensynthese ­ In spier en vetweefsel: glucose-opname door cellen (via GLUT-4) ­ - Lipidenmetabolisme: triglyceridenafbraak ¯, triglyceridensynthese ­ - Proteïnemetabolisme: opname van aminozuren in cellen ­, proteïnesynthese ­ Glucagon - Koolhydraatmetabolisme: gluconeogenese ­, glycogenolyse ­ - Lipidenmetabolisme: vetzuuroxidatie ­ (met ketogenese ­) - Proteïnemetabolisme: opname van aminozuren in de lever ­ → gluconeogenese ­ 2. Eigenschappen van de verschillende weefsels 2.1 Algemeenheden in verban d met ‘brandstoffen’ 2.2 overzicht van de verschillende organen 1. Hersenen 2. Spieren 1. Skeletspieren 2. Hartspier 3. Adipeus weefsel 4. Lever 5. Bloed 78 1. Hersenen - Continue energiebehoefte - 20% van de basale zuurstofconsumptie van het lichaam in rust - Energiebron: glucose (60%) → aërobe glycolyse (O2 toevoer vereist !) - Continue en voldoende glucosetoevoer + bloedvoorziening vereist - Energiebron tijdens 10-18u vasten: glucose (< glycogenolyse) - Energiebron tijdens paar dagen vasten: glucose (< gluconeogenese) - Energiebron bij langdurig vasten (> 2-3 weken): ketonlichamen (< ketogenese) 2. Spieren: 1. skeletspieren - Inspanning vereist spiercontractie zeer sterk wisselende - Spiercontractie vereist energie energiebehoefte, afhankelijk van de inspanning - Verbruiken 30% van de basale zuurstofconsumptie van het lichaam in rust, tot 90% bij hevige inspanning - ATP is de onmiddellijke energiebron Þ chemische bindingsenergie wordt omgezet in mechanische energie en warmte Spiercellen zijn heterogeen, samenstelling is afhankelijk van training Rode spiervezels (type I spiervezels) Voor langdurige prestaties (vb. 20 km lopen) Aëroob metabolisme, dus afhankelijk van voldoende O2 aanvoer Voornamelijk vetzuren als energiebron (< triglyceriden uit vetweefsel en spierweefsel) ATP wordt geleverd via oxidatieve fosforylatie Bevatten hoog gehalte aan myoglobine en cytochroom Witte spiervezels (type II spiervezels) Voor snelle, krachtige contracties (vb. 100 m sprint) Intensieve anaërobe glycolyse, vertrekkende van eigen glycogeenvoorraad (glycogenolyse, gestimuleerd door adrenaline) Productie van lactaat voor regeneratie van NAD+ (lactaatfermentatie) Lactaat wordt in rustperiode door de lever terug omgezet naar glucose (Cori-cyclus) (+ kan ook lokaal in de spieren worden gemetaboliseerd) Overschot aan pyruvaat wordt ook gedeeltelijk getransamineerd tot Alanine (glucose-alanine cyclus) 79 Bij korte inspanningen van zeer hoge intensiteit: O2 nood ­ Lactaatconcentratie ­ REST EXERCISE Rust → veel ATP beschikbaar → enzymen inhiberen → glycolyse vertragen Glycolyse geactiveerd door daling ATP → allosterische enzymen → geactiveerd Anaërobe omstandigheden: Niet enkel anaërobe glycolyse voor de productie van ATP In eerste instantie: creatinefosfaat als bron van ATP Energiebuffer gedurende eerste 15 seconden Fosfaat kan overgedragen worden op ADP 80 Creatinefosfaat Gefosforyleerde vorm van creatine Creatine wordt in nieren en lever gesynthetiseerd Creatinine is een afbraakproduct van creatinefosfaat in de spieren (gevormd in een niet-enzymatische nevenreactie): wordt passief gefiltreerd in de nier en uitgescheiden via de urine (creatinineklaring is maat voor glomerulaire filtratiesnelheid en dus voor de nierfunctie) Bij hoge pH (= in rust): fosforylering van creatine tot creatinefosfaat Bij lage pH (= tijdens inspanning): defosforylering van creatinefosfaat tot creatine Creatinefosfaat als bron van ATP (begrip) Extra reactie als bron van ATP: ADP + ADP ® ATP + AMP Metabolisme is ook afhankelijk van de maaltijden Na de maaltijd: Glycolyse (voor energie) + glycogeensynthese Invloed van insuline: stimuleert opname van glucose ten nadele van vrije vetzuren (door inhibitie van LPL) ! Tussen de maaltijden: vetzuuroxidatie Bij vasten: Afbraak van spiereiwitten ® aminozuren als energiebron C-gedeelte: directe energiebron (beperkt) + via gluconeogenese (vooral alanine!) N-gedeelte: schadelijk; verwijdering kost energie (transport naar lever + ureumcyclus) Na enkele weken: verbruik van ketonlichamen + eiwitafbraak daalt 81  Invloed van het dieet Koolhydraatrijke voeding Toename van spierglycogeen Þ Koolhydraatverbranding ­ en verbetering van de prestatie Þ Afbraak van spiereiwitten ¯ Vlak voor de inspanning: bloedglucoseconcentratie ­ Þ Vrijzetting van glucose uit de lever tijdens inspanning ¯ Þ Vrijzetting van vrije vetzuren uit vetweefsel ¯ Þ Vetzuuroxidatie door de skeletspier ¯ Vetrijke voeding Enzymatische veranderingen Þ vetzuuroxidatie ­ Glycogeensparend Verbetering van de prestatie? 2. hartspier - Energiebehoefte varieert minder dan bij skeletspieren - Continue toevoer vereist (geen eigen energiereserve) - Energiebron: vnl. vetzuren (afhankelijk van de omstandigheden ook glucose, lactaat, ketonlichamen) 3. Adipeus weefsel - Triglyceriden: grootste brandstofreserve van het menselijk lichaam - Rol van hormonale regeling en glucoseconcentratie Na de maaltijd: lipogenese stijging glycemie ® vrijzetting insuline ® opname glucose (GLUT-4!) ® glycolyse: DHAP ® glycerol-3-fosfaat ® glycerol ® + vrije vetzuren ® triglyceriden + insuline stimuleert lipoproteïnelipase ® opname vrije vetzuren ­ Tussen de maaltijden en bij vasten: lipolyse daling glycemie ® vrijzetting glucagon ® activatie vetcellipase ® vrijzetting vrije vetzuren ® binding aan albumine ® transport naar andere weefsels ® opname ®... ® b-oxidatie + daling concentratie glycerol-3-fosfaat (= geen opbouw triglyceriden) 82 4. Lever - Synthese + verdeling (+ eliminatie) - Na de maaltijd: Synthese van vetzuren en triglyceriden (® VLDL), vnl. voor vet- en spierweefsel Glucose als eigen energiebron (glycolyse ­) Glycogeensynthese ­, gluconeogenese ¯ - Tussen de maaltijden: Glycogenolyse: vrijzetten van glucose om bloedglucose op peil te houden Vetzuren als eigen energiebron - Tijdens vasten: Gluconeogenese (< lactaat, glycerol, alanine en andere aminozuren) Ketogenese: productie van ketonlichamen (< acetyl-CoA, uit oxidatie van vrije vetzuren); doet gluconeogenese ¯ Eerst niet zoveel eiwit afbraak → daarna stijging è ketonlichaamproductie 83 OPMERKING: GLUCOSTAAT = rol van de lever als buffer voor de bloedglucoseconcentratie Hormonale regeling (via (de)fosforylatie van enzymen): - Insuline: glycogeensynthese ­ - Glucagon: glycogenolyse ­, ook gluconeogenese ­ Regeling door glycemie zelf: - Hoge glycemie → actief glucokinase (hoge Km): fosforylatie van glucose tot glucose-6-P → start glycogeensynthese → allosterische regeling: glycogeensynthese ­, glycogenolyse ¯ - Lage glycemie → allosterische regeling: glycogeensynthese ¯ , glycogenolyse ­ 5. Bloed - Bloedcirculatie: verbinding tussen organen + vervoer Brandstoffen Afvalproducten (vb. alanine van spier naar lever) O2 (van long naar weefsel, via het hart) CO2 (van weefsel naar long) Lipiden (lipoproteïnen) Hormonen Eindproducten (vb. ureum van lever naar nieren) - Energiebron erytrocyten: glucose → anaërobe glycolyse Samenvatting 84 Toestanden bij vasten 85 Stellingen H4-10 - Lactaatfermentatie vindt plaats in de mitochondriën. - De afbraak van glycogeen in de lever wordt zowel hormonaal als allosterisch geregeld. - Hexokinase heeft een hogere Km dan glucokinase, wat wijst op een hogere affiniteit voor glucose. - De afbraak van fructose levert evenveel energie op als de afbraak van glucose. - Glycogenine is een eiwit dat zorgt voor de aanmaak van een korte keten van glucose eenheden, wat het startpunt is voor de synthese van glycogeen. - De gluconeogenese in de lever maakt deel uit van zowel de Cori cyclus als de glucose- alanine cyclus. - Mensen met galactosemie moeten een dieet volgen dat arm is aan galactose én lactose. - De afbraak van glycogeen uit de voeding verloopt op dezelfde manier als de afbraak van zetmeel. - Cytochroom c is een klein eiwit met een hydrofobe staart bestaande uit isopreeneenheden. - Oxaalacetaat is een noodzakelijk molecule voor een goed verloop van de citroenzuurcyclus maar kan ook een precursor zijn voor de gluconeogenese. -In de oxidatieve fosforylatie wordt de oxidatie van NADH gekoppeld aan de reductie van ATP. - In de ureumcyclus in de nieren wordt het toxische afbraakproduct NH4+ omgezet tot ureum. - De afbraak van aminozuren vindt enkel plaats in de lever. - Vooraleer stearinezuur kan worden afgebroken in de beta-oxidatie, moet het eerst worden omgezet tot stearyl-CoA. Deze omzetting vereist energie. - In het cytosol kunnen vertrekkende van acetyl-CoA zowel vetzuren, cholesterol als ketonlichamen gesynthetiseerd worden. 86