METABOLISME & VOEDING - WEEK 6
MODULE 8.1: VAN VETZUREN EN VAN CHOLESTEROL AFGELEIDE MOLECULEN
Deze e-les gaat over moleculen die afgeleid zijn van vetzuren en cholesterol:
• Glycerolipiden en sfingolipiden
• Galzoutenn
• Vitamine D en steroïden
VAN VETZUREN EN CHOLESTEROL AFGELEIDE MOLECULEN
Acyl-CoA = vetzuren gebonden aan Co-enzym A
Na binding van vrije vetzuren aan glycerol kunnen we sfingolipiden, fosfolipiden,
glucolipiden, glycerolipiden,…
Men kan vanalles maken en doen met vetzuren en cholesterol:
• Men kan membranen maken, hiervoor gebruikt men dan vooral fosfolipiden en
vrije cholesterol
• Men kan membraaneiwitten veranderen via eiwitlipidering
• Uitgaande van sommige vetzuren kan men lipidmessengers maken:
eicosanoïden
• Men kan ook aggregaten maken zoals vetdruppels in de adipocyt of de kern van
de lipoproteïnen
CDP-diacylglycerol is de geactiveerde bouwsteen die de sfingolipiden en de
triacylglyceriden gemeen hebben.
Surfactans = vetlaagje op de binnenkant van de alveoli (longblaasjes), het zorgt ervoor
dat zuurstof gemakkelijker tot in het bloed geraakt in de longen.
Er zijn veel afgeleiden van vetzuren en cholesterol: steroïden, eicosanoïden,
galzouten,…
FOSFATIDYLCHOLINE IS BELANGRIJK ONDERDEEL VAN SURFACTANS
Fosfatidylcholine is een belangrijk onderdeel van surfactans.
• Surfactans is een laagje dat de binnenbekleding vormt van de alveoli (de
longblaasjes) en dat nog moet aangemaakt worden aan het einde van de
, zwangerschap, daarom zullen kindjes die te vroeg geboren worden vaak een
tekort hebben aan surfactans. Daar bestaan verschillende behandelingen voor.
Een van de componenten van dat laagje zijn de fosfatidylcholines. Fosfatidylcholine is
een amfipatisch molecuul: het gaat met zijn polaire kop intrageren met de waterfase, de
vetzuurstaarten (apolair) steken uit naar de luchtfase. Op die manier gaat het laagje de
oppervlaktespanning tussen lucht en water laten afnemen zodanig dat die alveoli niet
toeklappen.
Als de alveoli zouden toeklappen, dan heet dit atelectase, dan kan er geen lucht
binnenstromen in de longblaasjes en zo kan er dan ook geen zuurstofoverdracht
plaatsvinden tussen de omgevingslucht en het bloed. Dus de fosfatidylcholines moeten
daar zitten want anders is er een probleem.
TE VROEG GEBOREN BABY’S (PREMATUREN): ONVOLDOENDE SURFACTANS
Bij prematuren ziet men vaak dat ze onvoldoende surfactans bekleding hebben op de
binnenzijde/luchtzijde van de alveoli waardoor ze een zuurstof tekort hebben omdat de
zuurstof niet in de toegeklapte alveoli stroomt en omdat de zuurstof overdracht van de
lucht naar het bloed ook bemoeilijkt is.
Sommige van die prematuren moeten na de geboorte behandeld worden maar als men
op voorhand al weet dat een zwangerschap vroeger gaat eindigen, dan gaat men
corticosteroïden inspuiten bij de mama om de longrijping te bespoedigen zodanig dat
op het moment dat de baby dan toch te vroeg geboren word, dat er dan minder
problemen zijn met de longrijping en met de aanwezigheid van surfactans.
Maar ook na de geboorte kan men surfactans gaan toedienen via de endotrachiale tube,
men kan het dus gaan inspuiten in de longen bij beademde baby’s via de luchtweg.
Dit word ook wel respiratory distress syndrome genoemd, als de baby te vroeg geboren
is en problemen heeft met zuurstof opname in het bloed.
AFBRAAK SFINGOLIPIDEN à LYSOSOMALE STAPELZIEKTEN
Recyclage van sfingolipiden verloopt via lysosomen:
• Normaal als je een versleten stuk membraan hebt, gaat dat geendocyteerd
worden, gaat het verteerd worden in de lysosoom en gaat er dan recyclage
gebeuren van de basale componenten van de sfingolipiden zijnde vetzuren,
suikers en fosfaat. Maar als er een van de enzymes in die recyclage pathway
defficiënt gaat zijn, dan gaat het substraat van dat enzym opstappelen in de
lysosomen wat leidt tot een lysosomale stappelingsziekte: in dit geval
sfingolipidose
,Een aantal van die ziektes:
• Ziekte van Nieman-Pick = wanneer het sfingomyelinase defficiënt is, dan spreekt
men van acid sphingomyelinase deficiency = de ziekte van Nieman-Pick. Het
sfingomyeline stapelt zich hier vooral op in de lever, in de milt, in de longen
waardoor deze vergroten, en bij sommige ernstigere vormen ziet men ook
aantasting van het CZS wat kan leiden tot overlijden van de patiënt.
• Ziekte van Gaucher = stapeling van cerebrosiden in lever en milt, maar ook in het
beenmerg. Uitzonderlijk ziet men ook hier aantasting van het CZS en nog
uitzonderlijker ziet men dat het al op jonge leeftijd begint en dat de kinderen jong
sterven.
• Ziekte van Fabry = X-gebonden dominante aandoening, dus mannen gaan
vroeger en ernstiger ziek worden dan vrouwen. Hierbij ziet men vooral nierlijden
(eiwit verlies in de nier) en dan uiteindelijk nierfalen, dialyse, niertransplantatie.
Die patiënten gaan ook op jonge leeftijd beroertes ontwikkelen, ze krijgen een
hypertrofie van het hart want door stapeling van cerebrosiden gaat de wand van
het hart verdikken en krijgen ze hypertrofe cardiomyopathie en daardoor gaat het
hartfalen en is er soms ook de nood aan harttransplantatie. Door aantasting van
hun perifere zenuwen hebben ze ook al vanaf kinderleeftijd helse uitschietende
pijnen in handen en voeten.
• Ziekte van Tay-Sachs = autosomaal recessief, het is vooral een neurologisch
ziektebeeld met bewegingsstoornissen maar ook met progressieve
neurodegeneratie.
o Een variant hiervan is de ziekte van Sandhof = allelic diseas, het tast
hetzelfde allel aan maar heeft een iets andere presentatie.
VAN CHOLESTEROL-AFGELEIDE MOLECULEN
Moleculen die afgeleidt zijn van cholesterol:
• Galzouten:
o Amfipatische moleculen die ervoor zorgen dat de vetten bij de vetvertering
in de darm geëmulgeerd worden, dus dat ze in kleine vetdruppeltjes
verpakt worden zodanig dat ze gemakkelijker kunnen worden
opgenomen/geabsorbeerd kunnen worden in het lichaam.
o Het zijn metabolieten die afgeleidt zijn van cholesterol
o Ze worden ook heel actief gerecycleerd via de entrohepatische cyclus
o Ze hebben rechtstreekse hormonale functies: er zijn receptoren voor die
ervoor zorgen dat bijvoorbeeld het effect van schildklierhormoon in de
bruine vetcellen versterkt wordt door binding aan die receptor
o Ze hebben dus een hormonale functie, een heel belangrijke functie bij de
vertering en opname van vetten uit de voeding
, • Steroïdhormonen:
o Afgeleidt van cholesterol
o Gaan zich door het bloed bewegen gebonden aan eiwitten omdat ze zelf
niet goed wateroplosbaar zijn, dan gaan ze diffunderen naar het
cytoplasma waar ze gaan binden aan receptoren die de genexpressie dan
zullen veranderen in de doelwitcellen.
• Vitamine D:
o Bevindt zich ergens tussen een echt vitamine en een hormoon.
FUNCTIES VAN CHOLESTEROL (HERHALING)
Cholesterol is belangrijk in de bepaling van de fluïditeit van onze biologische
membranen. Maar er zijn ook belangrijke afgeleide moleculen van cholesterol:
• Galzouten
• Steroïdhormonen zoals bv. Oestradiol dat de genexpressie gaat veranderen
• Vitamine D wat ook zal zorgen voor verandering van de genexpressie
HET CYTOCHROOM P450 SYSTEEM (CYP’S)
Om cholesterol om te zetten naar al die metabolieten zijn enzymes nodig, maar die
enzymes hebben een gemengd gebruik. De enzymengroep heet cytochroom P450
systeem, dit is een grote groep van enzymes die vooral reacties katalyseren die er voor
zorgen dat stoffen verkleinen, dus dat hun koolstofskelet verkleint, en dat er zuurstof
geïntroduceerd word met de bedoeling van OH-groepen te introduceren om de
wateroplosbaarheid van hun substraat te verhogen.
Dat heeft zijn belang bij detoxificatie waarbij geneesmiddelen of toxines meer
wateroplosbaar gemaakt worden zodanig dat die het lichaam terug kunnen verlaten via
de stoelgang of de urine.
De CYP’s worden ook gebruikt om uitgaande van cholesterol meer wateroplosbare
molecules te maken die dan ook andere functies hebben, namelijk galzouten,
steroïdhormonen,…
De CYP’s bevinden zich voornamelijk in het ER en in de mitochondriën, ze gaan daar hun
substraten verwerken.
TWEE CRUCIALE FUNCTIES
• Oudste functie: de productie van specifieke steroïdhormonen, maar ook
galzouten, dus afgeleiden van cholesterol; de verantwoordelijke genen zijn in
alle vertebraten aanwezig, liggen ‘solitair’ in het genoom verspreid en evolueren
MODULE 8.1: VAN VETZUREN EN VAN CHOLESTEROL AFGELEIDE MOLECULEN
Deze e-les gaat over moleculen die afgeleid zijn van vetzuren en cholesterol:
• Glycerolipiden en sfingolipiden
• Galzoutenn
• Vitamine D en steroïden
VAN VETZUREN EN CHOLESTEROL AFGELEIDE MOLECULEN
Acyl-CoA = vetzuren gebonden aan Co-enzym A
Na binding van vrije vetzuren aan glycerol kunnen we sfingolipiden, fosfolipiden,
glucolipiden, glycerolipiden,…
Men kan vanalles maken en doen met vetzuren en cholesterol:
• Men kan membranen maken, hiervoor gebruikt men dan vooral fosfolipiden en
vrije cholesterol
• Men kan membraaneiwitten veranderen via eiwitlipidering
• Uitgaande van sommige vetzuren kan men lipidmessengers maken:
eicosanoïden
• Men kan ook aggregaten maken zoals vetdruppels in de adipocyt of de kern van
de lipoproteïnen
CDP-diacylglycerol is de geactiveerde bouwsteen die de sfingolipiden en de
triacylglyceriden gemeen hebben.
Surfactans = vetlaagje op de binnenkant van de alveoli (longblaasjes), het zorgt ervoor
dat zuurstof gemakkelijker tot in het bloed geraakt in de longen.
Er zijn veel afgeleiden van vetzuren en cholesterol: steroïden, eicosanoïden,
galzouten,…
FOSFATIDYLCHOLINE IS BELANGRIJK ONDERDEEL VAN SURFACTANS
Fosfatidylcholine is een belangrijk onderdeel van surfactans.
• Surfactans is een laagje dat de binnenbekleding vormt van de alveoli (de
longblaasjes) en dat nog moet aangemaakt worden aan het einde van de
, zwangerschap, daarom zullen kindjes die te vroeg geboren worden vaak een
tekort hebben aan surfactans. Daar bestaan verschillende behandelingen voor.
Een van de componenten van dat laagje zijn de fosfatidylcholines. Fosfatidylcholine is
een amfipatisch molecuul: het gaat met zijn polaire kop intrageren met de waterfase, de
vetzuurstaarten (apolair) steken uit naar de luchtfase. Op die manier gaat het laagje de
oppervlaktespanning tussen lucht en water laten afnemen zodanig dat die alveoli niet
toeklappen.
Als de alveoli zouden toeklappen, dan heet dit atelectase, dan kan er geen lucht
binnenstromen in de longblaasjes en zo kan er dan ook geen zuurstofoverdracht
plaatsvinden tussen de omgevingslucht en het bloed. Dus de fosfatidylcholines moeten
daar zitten want anders is er een probleem.
TE VROEG GEBOREN BABY’S (PREMATUREN): ONVOLDOENDE SURFACTANS
Bij prematuren ziet men vaak dat ze onvoldoende surfactans bekleding hebben op de
binnenzijde/luchtzijde van de alveoli waardoor ze een zuurstof tekort hebben omdat de
zuurstof niet in de toegeklapte alveoli stroomt en omdat de zuurstof overdracht van de
lucht naar het bloed ook bemoeilijkt is.
Sommige van die prematuren moeten na de geboorte behandeld worden maar als men
op voorhand al weet dat een zwangerschap vroeger gaat eindigen, dan gaat men
corticosteroïden inspuiten bij de mama om de longrijping te bespoedigen zodanig dat
op het moment dat de baby dan toch te vroeg geboren word, dat er dan minder
problemen zijn met de longrijping en met de aanwezigheid van surfactans.
Maar ook na de geboorte kan men surfactans gaan toedienen via de endotrachiale tube,
men kan het dus gaan inspuiten in de longen bij beademde baby’s via de luchtweg.
Dit word ook wel respiratory distress syndrome genoemd, als de baby te vroeg geboren
is en problemen heeft met zuurstof opname in het bloed.
AFBRAAK SFINGOLIPIDEN à LYSOSOMALE STAPELZIEKTEN
Recyclage van sfingolipiden verloopt via lysosomen:
• Normaal als je een versleten stuk membraan hebt, gaat dat geendocyteerd
worden, gaat het verteerd worden in de lysosoom en gaat er dan recyclage
gebeuren van de basale componenten van de sfingolipiden zijnde vetzuren,
suikers en fosfaat. Maar als er een van de enzymes in die recyclage pathway
defficiënt gaat zijn, dan gaat het substraat van dat enzym opstappelen in de
lysosomen wat leidt tot een lysosomale stappelingsziekte: in dit geval
sfingolipidose
,Een aantal van die ziektes:
• Ziekte van Nieman-Pick = wanneer het sfingomyelinase defficiënt is, dan spreekt
men van acid sphingomyelinase deficiency = de ziekte van Nieman-Pick. Het
sfingomyeline stapelt zich hier vooral op in de lever, in de milt, in de longen
waardoor deze vergroten, en bij sommige ernstigere vormen ziet men ook
aantasting van het CZS wat kan leiden tot overlijden van de patiënt.
• Ziekte van Gaucher = stapeling van cerebrosiden in lever en milt, maar ook in het
beenmerg. Uitzonderlijk ziet men ook hier aantasting van het CZS en nog
uitzonderlijker ziet men dat het al op jonge leeftijd begint en dat de kinderen jong
sterven.
• Ziekte van Fabry = X-gebonden dominante aandoening, dus mannen gaan
vroeger en ernstiger ziek worden dan vrouwen. Hierbij ziet men vooral nierlijden
(eiwit verlies in de nier) en dan uiteindelijk nierfalen, dialyse, niertransplantatie.
Die patiënten gaan ook op jonge leeftijd beroertes ontwikkelen, ze krijgen een
hypertrofie van het hart want door stapeling van cerebrosiden gaat de wand van
het hart verdikken en krijgen ze hypertrofe cardiomyopathie en daardoor gaat het
hartfalen en is er soms ook de nood aan harttransplantatie. Door aantasting van
hun perifere zenuwen hebben ze ook al vanaf kinderleeftijd helse uitschietende
pijnen in handen en voeten.
• Ziekte van Tay-Sachs = autosomaal recessief, het is vooral een neurologisch
ziektebeeld met bewegingsstoornissen maar ook met progressieve
neurodegeneratie.
o Een variant hiervan is de ziekte van Sandhof = allelic diseas, het tast
hetzelfde allel aan maar heeft een iets andere presentatie.
VAN CHOLESTEROL-AFGELEIDE MOLECULEN
Moleculen die afgeleidt zijn van cholesterol:
• Galzouten:
o Amfipatische moleculen die ervoor zorgen dat de vetten bij de vetvertering
in de darm geëmulgeerd worden, dus dat ze in kleine vetdruppeltjes
verpakt worden zodanig dat ze gemakkelijker kunnen worden
opgenomen/geabsorbeerd kunnen worden in het lichaam.
o Het zijn metabolieten die afgeleidt zijn van cholesterol
o Ze worden ook heel actief gerecycleerd via de entrohepatische cyclus
o Ze hebben rechtstreekse hormonale functies: er zijn receptoren voor die
ervoor zorgen dat bijvoorbeeld het effect van schildklierhormoon in de
bruine vetcellen versterkt wordt door binding aan die receptor
o Ze hebben dus een hormonale functie, een heel belangrijke functie bij de
vertering en opname van vetten uit de voeding
, • Steroïdhormonen:
o Afgeleidt van cholesterol
o Gaan zich door het bloed bewegen gebonden aan eiwitten omdat ze zelf
niet goed wateroplosbaar zijn, dan gaan ze diffunderen naar het
cytoplasma waar ze gaan binden aan receptoren die de genexpressie dan
zullen veranderen in de doelwitcellen.
• Vitamine D:
o Bevindt zich ergens tussen een echt vitamine en een hormoon.
FUNCTIES VAN CHOLESTEROL (HERHALING)
Cholesterol is belangrijk in de bepaling van de fluïditeit van onze biologische
membranen. Maar er zijn ook belangrijke afgeleide moleculen van cholesterol:
• Galzouten
• Steroïdhormonen zoals bv. Oestradiol dat de genexpressie gaat veranderen
• Vitamine D wat ook zal zorgen voor verandering van de genexpressie
HET CYTOCHROOM P450 SYSTEEM (CYP’S)
Om cholesterol om te zetten naar al die metabolieten zijn enzymes nodig, maar die
enzymes hebben een gemengd gebruik. De enzymengroep heet cytochroom P450
systeem, dit is een grote groep van enzymes die vooral reacties katalyseren die er voor
zorgen dat stoffen verkleinen, dus dat hun koolstofskelet verkleint, en dat er zuurstof
geïntroduceerd word met de bedoeling van OH-groepen te introduceren om de
wateroplosbaarheid van hun substraat te verhogen.
Dat heeft zijn belang bij detoxificatie waarbij geneesmiddelen of toxines meer
wateroplosbaar gemaakt worden zodanig dat die het lichaam terug kunnen verlaten via
de stoelgang of de urine.
De CYP’s worden ook gebruikt om uitgaande van cholesterol meer wateroplosbare
molecules te maken die dan ook andere functies hebben, namelijk galzouten,
steroïdhormonen,…
De CYP’s bevinden zich voornamelijk in het ER en in de mitochondriën, ze gaan daar hun
substraten verwerken.
TWEE CRUCIALE FUNCTIES
• Oudste functie: de productie van specifieke steroïdhormonen, maar ook
galzouten, dus afgeleiden van cholesterol; de verantwoordelijke genen zijn in
alle vertebraten aanwezig, liggen ‘solitair’ in het genoom verspreid en evolueren
