Fysiologie v/d voeding
Metabole kenmerken v/d organen en weefsels
Onderscheid weefsel vs. orgaan = niet altijd duidelijk
Belangrijkste weefsels in metabolisme = beenderen, spieren en vetweefsel
1 soort weefsel reageert hetzelfde over hele lichaam (vb. vetorgaan)
Energiemetabolisme = gebruik en omzetting v substraten die cellen in staat stellen om in hun energie te voorzien
Transport v glucose doorheen celmembraan:
Diffusie doorheen specifieke carriër (transporter) = gefaciliteerde diffusie
Transporters = familie op elkaar lijkende eiwitten = passieve transporters
Transport glucose afh van concentratie binnen & buiten cel van hoge naar lage conc
SGLT-1 kan glucose tegen conc-gradiënt in transporteren:
Door cotransport met Na dat wel via conc-gradiënt w getransporteerd vereist En (via Na/K pomp)
Werking transporters = weefselspecifiek
De lever:
Bloedvoorziening door:
- Arteria hepatica
- Vena portae: transporteert bloed afkomstig v bloedvaten in/rond GI organen (maag, milt, …) = ongewoon
speciale rol in metabolisme
transp stoffen die door dunne darm geabsorbeerd zijn en in bloedbaan kwamen = monosachariden en AZ
Wateroplosbare VS afkomstig uit voedsel eerst nr lever en dan naar bloedcirculatie
Vlak voor vena portae lever bereikt: toevoeging venen v/d pancreas:
- Bloed met pancreashormonen insuline en glucagon 1st effect op lever, dan op bloed
Bloed verlaat lever door: venae hepatica mondt uit in vena cava inferior
Ander belangrijk vatensysteem in lever vervoert gal nr galblaas:
- Galzouten vertering & absorptie vetten in dunne darm
- Galexcretie: manier om toxische stoffen te verwijderen die door lever gedetoxifieerd werden
- 500-1000ml gal/dag: doorheen afvoerkanaaltjes ductus hepaticus galblaas
= opslagplaats gal tssn maaltijden
- Tijdens vertering: gal ductus choledocus duodenum
Lever:
- Hepatocyten + Kupffercellen
- Leverlobules:
hoekpunt: bevat 3 vaten: aftakkingen v. portae, a. hepatica en ductus hepaticus
centrum: uitloper vena hepatica voert bloed af
Bloed vloeit van 3 kleine vaten tssn lobules in centrale vena in kleine doorgangen tssn lobules =
sinusoïden ~ haarvaten opgebouwd uit endotheelcelen
Bloed in sinusoïden in nauw contact met hepatocyten
Gal afgevoerd via aftakking ductus hepaticus = gal canaliculi
Rangschikking lobules hangt samen met functie cellen = “metabolic zonation”
Periportale hepatocyten aan buitenkant lobule: blootgesteld aan verse bloed
Goed voorzien v zuurstof en substraten vnl. oxidatieve metabolisme
, Gluconeogenese (synthese glucose): in buitenste hepatocyten
Periveneuze hepatocyten in centrum lobule: glycolyse en vorming ketonlichamen
Zonering = flexibel => elke levercel kan beide functies afh v locatie in lobule
Metabolisme in de lever: lever = 1ste orgaan dat mag kiezen uit aanbod VS
Koolhydraatmetabolisme:
Glucose: geabsorbeerd in dunne darm vena porta (hoge conc net na maaltijd)
Periportale hepatocyten: blootgesteld aan hoge conc glucose: bevatten SGLUT2 transp
Niet afh van insuline
Hoge Km voor glucose intense werking ver beneden saturatiepunt
Veel transportmoleculen hoge max capaciteit vr glucose transport
Hoeveelheid & richting v glucose door celmembr: bep door relatieve glucoseconc in/buiten cel
In hepatocyt: glucose gefosforyleerd glucose 6-fosfaat gevormd door glucokinase
Glucokinase: familie v/d hexokinasen, MAAR
hoge Km voor glucose
niet geïnhibeerd door eigen product glucose 6 fosfaat
hoge capaciteit en niet beïnvloed door insuline
Glucoseconc buiten hepatocyt stijgt snellere opname glucose en fosforylatie
Lever = buffer vr glucose wanneer conc glucose in bloedbaan te hoog is en geeft deze weer vrij wanneer
conc daalt en ergens in lichaam meer nood is aan glucose
Opstapeling glucose-6-fosfaat voorkomen door opslag van glucose onder vorm glycogeen
2 effecten insuline:
1. Activeert snelheidsbepalende enzym v/d glycogeensynthese (glycogeensynthase)
2. Inhibeert snelheidsbepalende enzym vr afbraak glycogeen (glycogeen fosforylase)
Snelle stimulering glycogeensynthese en onderdrukking glycogeen afbraak netto opslag glycogeen
Insuline w afgescheiden door pancreas rechtstreeks nr lever via bloedbaan (vena porta):
Accurate regeling glucosemetabolisme
Glucose-6-fosfaat pyrodruivenzuur via glycolyse:
- Deel geoxideerd in citroenzuurcyclus
- Deel omgezet nr lactaat
Afbraak glycogeen door veroorzaakt door hormonale veranderingen:
- Activatie glycogeen fosforylase:
geregeld door glucagon en catecholamines (adrenaline en noradrenaline)
tegengewerkt door insuline en glucose
- Afremming glycogeen synthase
Levermetabolisme geregeld door balans tssn insuline en glucagon
Glycogeen afgebroken wanneer bloedglucosespiegel laag is aanmaak glucose-1-fosfaat:
- In evenwicht met glucose-6-fosfaat
- Glucose-6-fosfaat omgezet tot glucose door glucose-6-fosfatase
Glucokinase & glucose-6-fosfatase geregeld door veranderingen in hoeveelheid enzym
Glucose naar bloedbaan
Gluconeogenese = synthese van glucose uit andere voorlopers:
Glycolyse in omgekeerde richting, maar enkele verschillen:
- substraten gluconeogenese = kleinere moleculen: lactaat, alanine en glycerol
, Pathway gluconeogenese geregeld door 2 factoren:
- hoeveelheid substraat voorhanden in lever
- hormonale regeling v/d betrokken enzymen
Gestimuleerd door glucagon, afgeremd door insuline
Gestimuleerd door toename aanbod substraten afkomstig uit andere weefsels
Vb. - Na fysieke inspanning: verhoogde conc lactaat in bloed
- Tijdens vasten: verhoogde conc glycerol afkomstig van lipolyse vetweefsel
Glucose paradox
Synthese glycogeen in lever na maaltijd door:
- Directe pathway = opname glucose, glucose-6-fosfaat vorming en synthese glycogeen
- Indirecte pathway = opname 3-koolstof gluconeogenese substraten (vnl. lactaat), vorming glucose-6-fosfaat
en synthese glycogeen
Oorsprong lactaat:
- Deel glucose omgezet nr lactaat in dunne darm via vena porta nr lever
- Glucose omgezet nr lactaat in andere weefsels: erytrocyten, vetweefsel en spierweefsel
Vetzuurmetabolisme:
Lever kan niet-veresterde VZ opnemen uit plasma 2 pathways:
1) Oxidatie dmv mitochondriale bèta-oxidatie En vrijmaken vr metabole activiteiten (vb. vr gluconeogenese):
- Ketonlichamen acetoacetaat en 3-hydroxylbutyraat geproduceerd en in bloed gebracht
- Ketogenese in lever bepaald door gehalte vetzuuroxidatie: bepaald door:
beschikbaarheid VZ en balans tssn hun 2 metabole verwerkingspathways in lever
- Indien oxaloacetaat beschikbaar: acetyl-coenzym A geoxideerd in citroenzuurcyclus
2) Esterificatie tot triglyceriden opgeslagen in hepatocyten (noden van lever voorzien):
- Functioneren als substraat voor vetsecretie lever in bloedbaan = lipoproteïne partikels
= very low density lipoproteïn (VLDL)
Balans VZ-oxidatie – esterificatie: geregeld door insuline en glucagon
Opname VZ in mitochondriën gestimuleerd door enzym (CPT-1)
Na maaltijd meer insuline VZ-oxidatie afgeremd ketogenese
Lever zal meer neigen naar opslag v vetten ovv triglyceriden
Aminozuurmetabolisme:
Normale omstandigheden: niet voortdurend opslag/verlies eiwitten eiwitbalans
Lever = enige orgaan dat stikstof uit AZ kan elimineren via synthese van ureum
AZ-oxidatie = 50% En-voorziening lever + substraat synthese glucose, VZ en ketonlichamen
AZ = precursors eiwitsynthese in lever
Afsplitsing aminogroep door transaminatie ketozuur blijft over en komt in katabole pathway terecht
- Ketozuur gevormd uit alanine = pyruvaat
- Ketozuur gevormd uit glutamaat = 2-oxoglutaraat
- Ketozuur gevormd uit aspartaat = oxaloacetaat
Katabolisme AZ:
- Op korte termijn geregeld door beschikbaarheid substraten
Door voeding of afbraak lichaamseigen eiwit (gereguleerd door hormonen)
- Op lange termijn geregeld door hormonen glucagon en cortisol
stimuleren aanmaak enzymen die instaan vr AZ-afbraak en vorming ureum
glucagon stimuleert transporteiwitten voor AZ verhoogde opname AZ
Metabole kenmerken v/d organen en weefsels
Onderscheid weefsel vs. orgaan = niet altijd duidelijk
Belangrijkste weefsels in metabolisme = beenderen, spieren en vetweefsel
1 soort weefsel reageert hetzelfde over hele lichaam (vb. vetorgaan)
Energiemetabolisme = gebruik en omzetting v substraten die cellen in staat stellen om in hun energie te voorzien
Transport v glucose doorheen celmembraan:
Diffusie doorheen specifieke carriër (transporter) = gefaciliteerde diffusie
Transporters = familie op elkaar lijkende eiwitten = passieve transporters
Transport glucose afh van concentratie binnen & buiten cel van hoge naar lage conc
SGLT-1 kan glucose tegen conc-gradiënt in transporteren:
Door cotransport met Na dat wel via conc-gradiënt w getransporteerd vereist En (via Na/K pomp)
Werking transporters = weefselspecifiek
De lever:
Bloedvoorziening door:
- Arteria hepatica
- Vena portae: transporteert bloed afkomstig v bloedvaten in/rond GI organen (maag, milt, …) = ongewoon
speciale rol in metabolisme
transp stoffen die door dunne darm geabsorbeerd zijn en in bloedbaan kwamen = monosachariden en AZ
Wateroplosbare VS afkomstig uit voedsel eerst nr lever en dan naar bloedcirculatie
Vlak voor vena portae lever bereikt: toevoeging venen v/d pancreas:
- Bloed met pancreashormonen insuline en glucagon 1st effect op lever, dan op bloed
Bloed verlaat lever door: venae hepatica mondt uit in vena cava inferior
Ander belangrijk vatensysteem in lever vervoert gal nr galblaas:
- Galzouten vertering & absorptie vetten in dunne darm
- Galexcretie: manier om toxische stoffen te verwijderen die door lever gedetoxifieerd werden
- 500-1000ml gal/dag: doorheen afvoerkanaaltjes ductus hepaticus galblaas
= opslagplaats gal tssn maaltijden
- Tijdens vertering: gal ductus choledocus duodenum
Lever:
- Hepatocyten + Kupffercellen
- Leverlobules:
hoekpunt: bevat 3 vaten: aftakkingen v. portae, a. hepatica en ductus hepaticus
centrum: uitloper vena hepatica voert bloed af
Bloed vloeit van 3 kleine vaten tssn lobules in centrale vena in kleine doorgangen tssn lobules =
sinusoïden ~ haarvaten opgebouwd uit endotheelcelen
Bloed in sinusoïden in nauw contact met hepatocyten
Gal afgevoerd via aftakking ductus hepaticus = gal canaliculi
Rangschikking lobules hangt samen met functie cellen = “metabolic zonation”
Periportale hepatocyten aan buitenkant lobule: blootgesteld aan verse bloed
Goed voorzien v zuurstof en substraten vnl. oxidatieve metabolisme
, Gluconeogenese (synthese glucose): in buitenste hepatocyten
Periveneuze hepatocyten in centrum lobule: glycolyse en vorming ketonlichamen
Zonering = flexibel => elke levercel kan beide functies afh v locatie in lobule
Metabolisme in de lever: lever = 1ste orgaan dat mag kiezen uit aanbod VS
Koolhydraatmetabolisme:
Glucose: geabsorbeerd in dunne darm vena porta (hoge conc net na maaltijd)
Periportale hepatocyten: blootgesteld aan hoge conc glucose: bevatten SGLUT2 transp
Niet afh van insuline
Hoge Km voor glucose intense werking ver beneden saturatiepunt
Veel transportmoleculen hoge max capaciteit vr glucose transport
Hoeveelheid & richting v glucose door celmembr: bep door relatieve glucoseconc in/buiten cel
In hepatocyt: glucose gefosforyleerd glucose 6-fosfaat gevormd door glucokinase
Glucokinase: familie v/d hexokinasen, MAAR
hoge Km voor glucose
niet geïnhibeerd door eigen product glucose 6 fosfaat
hoge capaciteit en niet beïnvloed door insuline
Glucoseconc buiten hepatocyt stijgt snellere opname glucose en fosforylatie
Lever = buffer vr glucose wanneer conc glucose in bloedbaan te hoog is en geeft deze weer vrij wanneer
conc daalt en ergens in lichaam meer nood is aan glucose
Opstapeling glucose-6-fosfaat voorkomen door opslag van glucose onder vorm glycogeen
2 effecten insuline:
1. Activeert snelheidsbepalende enzym v/d glycogeensynthese (glycogeensynthase)
2. Inhibeert snelheidsbepalende enzym vr afbraak glycogeen (glycogeen fosforylase)
Snelle stimulering glycogeensynthese en onderdrukking glycogeen afbraak netto opslag glycogeen
Insuline w afgescheiden door pancreas rechtstreeks nr lever via bloedbaan (vena porta):
Accurate regeling glucosemetabolisme
Glucose-6-fosfaat pyrodruivenzuur via glycolyse:
- Deel geoxideerd in citroenzuurcyclus
- Deel omgezet nr lactaat
Afbraak glycogeen door veroorzaakt door hormonale veranderingen:
- Activatie glycogeen fosforylase:
geregeld door glucagon en catecholamines (adrenaline en noradrenaline)
tegengewerkt door insuline en glucose
- Afremming glycogeen synthase
Levermetabolisme geregeld door balans tssn insuline en glucagon
Glycogeen afgebroken wanneer bloedglucosespiegel laag is aanmaak glucose-1-fosfaat:
- In evenwicht met glucose-6-fosfaat
- Glucose-6-fosfaat omgezet tot glucose door glucose-6-fosfatase
Glucokinase & glucose-6-fosfatase geregeld door veranderingen in hoeveelheid enzym
Glucose naar bloedbaan
Gluconeogenese = synthese van glucose uit andere voorlopers:
Glycolyse in omgekeerde richting, maar enkele verschillen:
- substraten gluconeogenese = kleinere moleculen: lactaat, alanine en glycerol
, Pathway gluconeogenese geregeld door 2 factoren:
- hoeveelheid substraat voorhanden in lever
- hormonale regeling v/d betrokken enzymen
Gestimuleerd door glucagon, afgeremd door insuline
Gestimuleerd door toename aanbod substraten afkomstig uit andere weefsels
Vb. - Na fysieke inspanning: verhoogde conc lactaat in bloed
- Tijdens vasten: verhoogde conc glycerol afkomstig van lipolyse vetweefsel
Glucose paradox
Synthese glycogeen in lever na maaltijd door:
- Directe pathway = opname glucose, glucose-6-fosfaat vorming en synthese glycogeen
- Indirecte pathway = opname 3-koolstof gluconeogenese substraten (vnl. lactaat), vorming glucose-6-fosfaat
en synthese glycogeen
Oorsprong lactaat:
- Deel glucose omgezet nr lactaat in dunne darm via vena porta nr lever
- Glucose omgezet nr lactaat in andere weefsels: erytrocyten, vetweefsel en spierweefsel
Vetzuurmetabolisme:
Lever kan niet-veresterde VZ opnemen uit plasma 2 pathways:
1) Oxidatie dmv mitochondriale bèta-oxidatie En vrijmaken vr metabole activiteiten (vb. vr gluconeogenese):
- Ketonlichamen acetoacetaat en 3-hydroxylbutyraat geproduceerd en in bloed gebracht
- Ketogenese in lever bepaald door gehalte vetzuuroxidatie: bepaald door:
beschikbaarheid VZ en balans tssn hun 2 metabole verwerkingspathways in lever
- Indien oxaloacetaat beschikbaar: acetyl-coenzym A geoxideerd in citroenzuurcyclus
2) Esterificatie tot triglyceriden opgeslagen in hepatocyten (noden van lever voorzien):
- Functioneren als substraat voor vetsecretie lever in bloedbaan = lipoproteïne partikels
= very low density lipoproteïn (VLDL)
Balans VZ-oxidatie – esterificatie: geregeld door insuline en glucagon
Opname VZ in mitochondriën gestimuleerd door enzym (CPT-1)
Na maaltijd meer insuline VZ-oxidatie afgeremd ketogenese
Lever zal meer neigen naar opslag v vetten ovv triglyceriden
Aminozuurmetabolisme:
Normale omstandigheden: niet voortdurend opslag/verlies eiwitten eiwitbalans
Lever = enige orgaan dat stikstof uit AZ kan elimineren via synthese van ureum
AZ-oxidatie = 50% En-voorziening lever + substraat synthese glucose, VZ en ketonlichamen
AZ = precursors eiwitsynthese in lever
Afsplitsing aminogroep door transaminatie ketozuur blijft over en komt in katabole pathway terecht
- Ketozuur gevormd uit alanine = pyruvaat
- Ketozuur gevormd uit glutamaat = 2-oxoglutaraat
- Ketozuur gevormd uit aspartaat = oxaloacetaat
Katabolisme AZ:
- Op korte termijn geregeld door beschikbaarheid substraten
Door voeding of afbraak lichaamseigen eiwit (gereguleerd door hormonen)
- Op lange termijn geregeld door hormonen glucagon en cortisol
stimuleren aanmaak enzymen die instaan vr AZ-afbraak en vorming ureum
glucagon stimuleert transporteiwitten voor AZ verhoogde opname AZ
