Stofwisseling en endocrinologie hoorcollege 2-10

SE hoorcolleges


Hoorcollege 1 – Metabologica
Katabolisme is het afbreken van de voedingstoffen die je binnenkrijgt.
Door te oxideren worden er elektronen uit gehaald die dan via de H+
gradiënt transporteert over de mitochondriën gaat en zet ADP + Pi om in
ATP met de energie van de protonengradiënt.

voeding anabolisme

katabolisme NADPH
NADH ATP

eindproducten + CO2

Reacties verlopen spontaan bij een negatieve ΔG.
De thermodynamica geeft alleen aan dat de reactie kan verlopen, maar
niet hoelang dit duurt. Er moet energie zijn om over de
drempel/activeringsenergie heen te komen. Enzymen zorgen voor een
verlaging van deze drempel. De reactie moet in de cel gekoppeld zijn.
Elektronen binden aan het zuurstof dat water wordt en kan worden
uitgescheiden.

Anabolisme is het opbouwen van bv. eiwitten die uit het katabole pad
komen, dus niet direct uit de voeding. Hiervoor zijn energie en weer
andere enzymen nodig dan bij katabolisme, omdat het via andere paden
gebeurt en niet via de omkering van katabolisme paden. De elektronen
voor deze reacties komen uit NADPH.
De gluconeogenese bouwt glucose op in de lever en gebruikt daarvoor:
- eiwitten uit spieren
- lactaat uit erytrocyten
- glycerol
- propionaat bij herkauwers
Hierdoor kan er glucose worden gemaakt zonder dat er voeding is
opgenomen en als het glycogeen al is afgebroken.

2 lactaat -> 1 glucose
Pyruvaatkinase is irreversibel en dus moet er omheen gegaan worden. De
lactaat wordt pyruvaat en deze gaat in de mitochondrie en wordt
oxaloacteaat met pyruvaat carboxylase, als malaat naar buiten en dan
weer oxaloacetaat die wel het pad terug kan wandelen tot PEP. Dit kost
3ATP en er moet 2 keer de cyclus doorlopen worden om naar glucose te
kunnen. Dus totaal kost 6ATP. Je kunt dus geen gluconeogenese doen als
de lever niet tegelijkertijd een β-oxidatie doorloopt, omdat er anders te
weinig ATP is.




1

,SE hoorcolleges




Hoorcollege 2 – Het koolhydraatmetabolisme




Na een maaltijd zorgt insuline ervoor dat de glucose uit het bloed wordt
opgeslagen als vet.
Tijdens vasten zorgt glucagon ervoor dat vet wordt afgebroken en wordt
glycogeen omgezet in glucose. Het vet moet worden afgebroken om de
gluconeogenese te laten verlopen.
Bij een hoge bloed-glucose-concentratie is er glucosetransport door de
celmembraan door translocatie en activering van GLUT-4 door insuline.
GLUT-4 = glucosetransporter op vet- en spiercellen, zodat glucose over
het hydrofobe plasmamembraan kan. Het zit in een vesicle in de cel, de
insulinereceptor bindt insuline en de blaasjes worden naar de wand
gestuurd, waardoor GLUT-4 nu wel glucose kan transporteren. Als insuline
is afgebroken gaat de GLUT-4 weer in een vesicle in de cel zitten.
Er is dus een versnelling van het glucose-transport door de celmembranen
door translocatie en activering van GLUT-4 onder invloed van insuline.
GLUT-4 is dus niet gevoelig voor de glucoseconcentratie maar afhankelijk
van de insuline concentratie, zodat er geen glucose kan worden
opgenomen in een vasten periode.
Spier- en vetcellen mogen alleen opnemen als er een overschot is.

Insuline uit β-cellen van de pancreas wordt uitgescheiden als er glucose
binnen komt.
Er wordt ATP gevormd dat het K+-kanaal dicht zet. Het Ca2+-kanaal opent
onder invloed van het membraanpotentiaal. Er is een stijging van het
intracellulaire Ca2+ en de vesicles met insuline versmelten met het
membraan, waardoor de insuline vrijkomt.
De β-cel heeft dus ook een GLUT voor de glucosetransport, alleen is deze
niet afhankelijk van insuline. GLUT-2 heeft dan ook een lage Km
(affiniteit), waardoor er pas glucoseopname is bij een hoge bloed-glucose-

2

,SE hoorcolleges


concentratie.
Km = concentratie waarbij de half maximale snelheid bereikt is.




3

, SE hoorcolleges


Glycogeen is een klein vertakt eiwit met 1,4-linkage glucoses in de core.
Een branching enzyme pakt een deel weg en zet het op de 1,6-plaats,
waardoor er een vertakking ontstaat.
UTP is een broertje van ATP en bindt aan glucose-1-fosfaat tot UDP-
glucose.
Door deze vertakking:
- wordt glycogeen beter oplosbaar
- krijgt het meer eindstandige glucoseresiduen en dus een verhoogde
afbraak snelheid
Glycogeenfosforylase breekt een glucose-1-fosfaat eraf, maar dit kan hij
niet als dit te dicht bij de vertakking zit, waardoor er een debranching
enzym nodig is (transferase). Deze haalt de laatste tak eraf en zet deze
achter de hoofdketen, maar laat daarbij een glucose achter die dan door
α-1,6-glucosidase gehydroliseerd wordt en er een glucose vrij komt.
De lever dient als opslag voor glycogeen om andere organen van glucose
te kunnen voorzien. In de lever zit glucose-6-fosfatase, waardoor de
glycogeen kan worden afgebroken tot glucose en deze glucose in het
bloed terecht kan komen. Spieren hebben dit enzym niet, waardoor zij
geen glucose vrij kunnen maken en dus alleen glycogeen voor
eigengebruik hebben. De lever zelf gebruikt glycogeen niet als brandstof.
De lever wordt tot afbraak van glycogeen omgezet door het hormoon
glucagon en de spier door adrenaline en calcium-ionen. Beide zorgen
voor een conformatieverandering in de receptor en zet adenylaatcyclase
aan dat ATP omzet in cAMP.
Fosforylase kinase zorgt voor de fosforylatie van glycogeen van de
ongefosforyleerde b staat naar de a staat. Zelf wordt het geactiveerd door
fosforylatie door PKA en Ca2+ binding. De delta-subunit van fosforylase is
de calcium sensor calmodulin. Als beide mechanismen werken is de
activiteit maximaal, bij alleen Ca maar half actief.
Dus glycogeen opbouw door glycogeensynthase en de afbraak door
glycogeenfosforylase.




4