Geïntegreerd metabolisme
H1 Vetten
1.1 Wat zijn vetten?
Inleiding
Chemisch gezien zijn vetten een diverse groep: de gemeenschappelijke eigenschap van vetten is hun onoplosbaarheid
in water → hydrofoob DUS maag moet vetten in een soort emulsie brengen voor een verdere verwerking
Moleculaire structuur van vetten: grote diversiteit
Meest eenvoudige vorm: carbonzuur met lange koolstofketen
Fysiologisch belang van vetten
Net zoals de moleculaire structuur is de biologische functie van vetten ook zeer divers:
Vetzuren: voornaamste opslagbron van energie!
Fosfolipiden, glycolipiden, spingholipiden & sterolen: structurele
elementen in biologische membranen
Andere functies voor vetten:
o Hormonen, vb.: testosteron
o Elektronen carriers, vb.: ubiquinone (Q)
o Intracelluliare messengers, vb.: diacylglycerol (DAG)
o Licht absorberende pigmenten, vb.: beta-caroteen
! Cel heeft verschillende mechanismen nodig om de lipiden te transporteren tussen de verschillende compartimenten
v/d cel
Structuur van vetzuren en naamgeving
▪ Vetzuren zijn carbonzuren (carboxylic acid)
▪ Koolstof-waterstofketen van 4-36 C
▪ Sommige vetzuren zijn onvertakt, andere hebben methylgroepen als vertakking
▪ Verzadigde vetten: geen dubbele binding
▪ Onverzadigde vetten: dubbele binding(en)
o Cis dubbele bindingen
o Trans dubbele bindingen (transvetzuren)
▪ Koolstofringen
▪ Hydroxylgroepen
Naamgeving vetzuren
▪ De nummering begint bij het koolstofatoom v/d carboxylgroep
▪ Koolstofatoom 2 wordt ook wel het α-koolstof atoom genoemd,
koolstofatoom 3 het β-koolstof atoom
▪ Het laatste koolstofatoom wordt het ω-koolstofatoom genoemd
o Omega positie = laatste C-atoom, omega atoom
▪ Cijfer geeft dubbele binding aan
1
,Vetzuren: algemene patronen
▪ Dubbele bindingen komen vaak voor op positie ∆9 (enkelvoudig onverzadigd), positie ∆9, ∆12, ∆15
(meervoudig verzadigd)
▪ Dubbele bindingen bijna altijd gescheiden door een methylgroep
▪ Bijna alle dubbele bindingen bevinden zich in de cis vorm
Transvetzuren worden geproduceerd bij de fermentatie in het rumen/pens van herkauwers
Transvetten ontstaan bij het ‘harden’ van vloeibare vetten (margarine)
Transvetten zouden risico verhogen op cardiovasculaire aandoeningen
1.2 Triglyceriden zijn hoog geconcentreerde energiebronnen
Vetten en oliën zijn een universele oplsagvorm van energie
Vetzuren liggen opgeslagen in de vorm van triacylglycerols:
Triacylglycerol = triglyceriden
Zijn neutrale vetten
Triglyceriden hebben geen lading & zijn apolair
Ze zijn sterk gereduceerd en anhydrisch (trekken geen water aan)
Waarom zijn triglyceriden de ideale opslagbron van energie?
Doordat vetzuren sterk gereduceerd zijn zal de oxidatie van vetzuren gemiddeld 38 kJ per gram opleveren, in
vergelijking met 17kJ per gram voor koolhydraten of eiwitten
DUS: vetzuren zijn veel efficiënter in het opslagen van energie dan koolhydraten of eiwitten
Vet versus glycogeen als energiebron
Triglyceriden zijn apolair en trekken dus geen water aan → glycogeen (opslagbron van glucose) is polair en zal dit
wel doen
Trekt per gram glycogeen 2 gram water aan
DUS: energie-inhoud van 1 gram vet is 6-7 keer groter dan die van 1 gram glycogeen
Vet is dus een zeer efficiënte vorm van energieopslag
Glycogeen en glucose voorzien in energie voor ~24 u, vetten voor maanden
Een ander voordeel van triglyceriden als energieopslagbron is dat ze chemisch inert zijn en niet zullen reageren met
andere moleculen in de cel én dat ze geen functionele rol uitvoeren (eiwitten bv. wel)
Waar liggen triglyceriden opgeslagen in ons lichaam?
Triglyceriden liggen opgeslagen in de vorm van ‘vetdruppels’ in het cytoplasma van vetcellen (= adipocyten)
Bruine & witte vetcellen
Witte vetcellen
Witte vetcellen bestaan uit 1 grote lipidedruppel → meer energiedepot voor als je vb. vast
Bevinden zich hoofdzakelijk onderhuids en vormen naast een ideale
energiebron ook een uitstekend isolatiemiddel tegen koude
Bruine vetcellen
Bruine vetcellen hebben meerdere vetcellen verspreid over het cytoplasma &
veel mitochondriën → belangrijke rol voor thermoregulatie (aanwezig op de
rug van pasgeboren baby’s)
2
,1.3 Transport van vetten in ons lichaam
Wanneer we als mens vetzuren willen gebruiken kunnen we hiervoor 3 bronnen aanspreken:
1. Onze voeding
2. Triglyceriden in onze vetcellen
3. De novo synthese van vetzuren
Vetten worden gebruikt door verschillende soorten weefsels in ons lichaam en het is dus noodzakelijk dat de water
onoplosbare vetzuren getransporteerd moeten kunnen worden via onze bloedbaan
Om dit transport efficiënt te faciliteren zijn er gespecialiseerde systemen aanwezig in ons lichaam
Transport in maag en darm
In onze voeding zitten verschillende soorten vetten: triglyceriden, fosfolipiden, cholesterol en cholesterolesters
Deze zijn niet oplosbaar in water → vorming emulsies (= waterige oplossing met lipidedruppeltjes) in onze
maag
PROBLEEM: deze emulsie kan niet rechtstreeks worden opgenomen door onze darmcellen
OPLOSSING: verkleinen tot micellen
Werking
1. In de maag worden vetten al gedeeltelijk afgebroken door lipasen (gastric lipase)
2. De gedeeltelijk afgebroken emulsie druppels komen in de darm terecht: pancreas lipasen & co-lipasen
triacylglyceride afbreken
a. Vorming v/e mengsel van vetzuren, monoglyceriden, glyceril, Pi, amino-alcohol en cholesterol
3. De hydrofiele moleculen gaan rechtstreeks naar de lever via de leverpoortader
a. Pi, organische bases, glycerol, kleine vetzuurketens (<C10)
4. In de darm zijn ook galzouten aanwezig: moleculen met een amfipatisch karakter die de hydrofobe moleculen
zullen emulgeren en stabiliseren = micellen
a. Lange vetzuurketens (>C10) en cholesterol
Opname van vetten in de enterocyt
Micellen zijn door de aanwezigheid v/d galzouten oplosbaar in water en zullen dus kunnen worden opgenomen door
de epitheelcel v/d darm (= enterocyt)
In de enterocyt worden ze opnieuw veresterd en vormen ze samen met apolipoproteïnen het chylomicron →
worden rondgestuurd om te kijken welke weefsels lipiden kunnen gebruiken
3
, Chylomicron is een lipoproteïne partikel
Lipoproteïne partikel = kern van hydrofobe lipiden omgeven door een schil van
meer polaire lipiden en eiwitten
De hydrofobe lipiden bestaan uit dieetlipiden in de vorm van fosfolipiden,
triglyceriden, cholesterol en cholesterolesters
Exogene pathway (chylomicron)
Het chylomicron zal via het lymfesysteem verder worden getransporteerd naar de bloedbaan en tot bij de perifere
weefsels terecht komen = exogene pathway (transport van dieetlipiden via chylomicrons doorheen ons lichaam)
Het chylomicron bevat de volgende apoliproteïnen: ApoB-48, Apo E en Apo C
Apo-C is een co-factor v/h lipoproteïne lipase (LPL)
o LPL = een lipase aanwezig o.a. in de capillairen van vetweefsel, hart en skeletspieren
Het Apo-C zal LPL dus activeren en triglyceriden uit het chylomicron hydrolyseren naar vrije vetzuren en
glycerol
Deze vrije vetzuren worden vervolgens opgenomen door de perifere weefsels
Nadat het chylomicron het merendeel van zijn vetzuren heeft afgegeven blijft er een chylomicron-remnant
over
o Deze worden door de lever opgenomen door receptor-gemedieerde endocytose (zie later)
o Overmaat aan cholesterol en vetzuren worden omgevormd naar VLDL partikels in de lever (zie
endogene pathway)
Wat gebeurt er met de galzouten: de entero-hepatische cyclus
Galzouten worden gevormd in de lever en via de galblaas gesecreteerd in het lumen v/d darm → in de darm
emulgeren galzouten de vetten uit het dieet, ze stabiliseren micellen & helpen bij de absorptie van vet-oplosbare
vitamines
Galzouten worden mee opgenomen in de enterocyt en via de
leverpoortader terug getransporteerd naar de lever = entero-hepatische
cyclus
Transport in lymfe/bloed via lipoproteïnepartikels
Vetten worden in ons lymfesysteem en bloedbaan getransporteerd via
lipoproteïnepartikels = sferische complexen met hydrofobe vetten in het
centrum en hydrofiele zijketens van AZ aan de buitenkant
Fosfolipiden vormen ook mee de mantel v/d lipoproteïnepartikels
4
H1 Vetten
1.1 Wat zijn vetten?
Inleiding
Chemisch gezien zijn vetten een diverse groep: de gemeenschappelijke eigenschap van vetten is hun onoplosbaarheid
in water → hydrofoob DUS maag moet vetten in een soort emulsie brengen voor een verdere verwerking
Moleculaire structuur van vetten: grote diversiteit
Meest eenvoudige vorm: carbonzuur met lange koolstofketen
Fysiologisch belang van vetten
Net zoals de moleculaire structuur is de biologische functie van vetten ook zeer divers:
Vetzuren: voornaamste opslagbron van energie!
Fosfolipiden, glycolipiden, spingholipiden & sterolen: structurele
elementen in biologische membranen
Andere functies voor vetten:
o Hormonen, vb.: testosteron
o Elektronen carriers, vb.: ubiquinone (Q)
o Intracelluliare messengers, vb.: diacylglycerol (DAG)
o Licht absorberende pigmenten, vb.: beta-caroteen
! Cel heeft verschillende mechanismen nodig om de lipiden te transporteren tussen de verschillende compartimenten
v/d cel
Structuur van vetzuren en naamgeving
▪ Vetzuren zijn carbonzuren (carboxylic acid)
▪ Koolstof-waterstofketen van 4-36 C
▪ Sommige vetzuren zijn onvertakt, andere hebben methylgroepen als vertakking
▪ Verzadigde vetten: geen dubbele binding
▪ Onverzadigde vetten: dubbele binding(en)
o Cis dubbele bindingen
o Trans dubbele bindingen (transvetzuren)
▪ Koolstofringen
▪ Hydroxylgroepen
Naamgeving vetzuren
▪ De nummering begint bij het koolstofatoom v/d carboxylgroep
▪ Koolstofatoom 2 wordt ook wel het α-koolstof atoom genoemd,
koolstofatoom 3 het β-koolstof atoom
▪ Het laatste koolstofatoom wordt het ω-koolstofatoom genoemd
o Omega positie = laatste C-atoom, omega atoom
▪ Cijfer geeft dubbele binding aan
1
,Vetzuren: algemene patronen
▪ Dubbele bindingen komen vaak voor op positie ∆9 (enkelvoudig onverzadigd), positie ∆9, ∆12, ∆15
(meervoudig verzadigd)
▪ Dubbele bindingen bijna altijd gescheiden door een methylgroep
▪ Bijna alle dubbele bindingen bevinden zich in de cis vorm
Transvetzuren worden geproduceerd bij de fermentatie in het rumen/pens van herkauwers
Transvetten ontstaan bij het ‘harden’ van vloeibare vetten (margarine)
Transvetten zouden risico verhogen op cardiovasculaire aandoeningen
1.2 Triglyceriden zijn hoog geconcentreerde energiebronnen
Vetten en oliën zijn een universele oplsagvorm van energie
Vetzuren liggen opgeslagen in de vorm van triacylglycerols:
Triacylglycerol = triglyceriden
Zijn neutrale vetten
Triglyceriden hebben geen lading & zijn apolair
Ze zijn sterk gereduceerd en anhydrisch (trekken geen water aan)
Waarom zijn triglyceriden de ideale opslagbron van energie?
Doordat vetzuren sterk gereduceerd zijn zal de oxidatie van vetzuren gemiddeld 38 kJ per gram opleveren, in
vergelijking met 17kJ per gram voor koolhydraten of eiwitten
DUS: vetzuren zijn veel efficiënter in het opslagen van energie dan koolhydraten of eiwitten
Vet versus glycogeen als energiebron
Triglyceriden zijn apolair en trekken dus geen water aan → glycogeen (opslagbron van glucose) is polair en zal dit
wel doen
Trekt per gram glycogeen 2 gram water aan
DUS: energie-inhoud van 1 gram vet is 6-7 keer groter dan die van 1 gram glycogeen
Vet is dus een zeer efficiënte vorm van energieopslag
Glycogeen en glucose voorzien in energie voor ~24 u, vetten voor maanden
Een ander voordeel van triglyceriden als energieopslagbron is dat ze chemisch inert zijn en niet zullen reageren met
andere moleculen in de cel én dat ze geen functionele rol uitvoeren (eiwitten bv. wel)
Waar liggen triglyceriden opgeslagen in ons lichaam?
Triglyceriden liggen opgeslagen in de vorm van ‘vetdruppels’ in het cytoplasma van vetcellen (= adipocyten)
Bruine & witte vetcellen
Witte vetcellen
Witte vetcellen bestaan uit 1 grote lipidedruppel → meer energiedepot voor als je vb. vast
Bevinden zich hoofdzakelijk onderhuids en vormen naast een ideale
energiebron ook een uitstekend isolatiemiddel tegen koude
Bruine vetcellen
Bruine vetcellen hebben meerdere vetcellen verspreid over het cytoplasma &
veel mitochondriën → belangrijke rol voor thermoregulatie (aanwezig op de
rug van pasgeboren baby’s)
2
,1.3 Transport van vetten in ons lichaam
Wanneer we als mens vetzuren willen gebruiken kunnen we hiervoor 3 bronnen aanspreken:
1. Onze voeding
2. Triglyceriden in onze vetcellen
3. De novo synthese van vetzuren
Vetten worden gebruikt door verschillende soorten weefsels in ons lichaam en het is dus noodzakelijk dat de water
onoplosbare vetzuren getransporteerd moeten kunnen worden via onze bloedbaan
Om dit transport efficiënt te faciliteren zijn er gespecialiseerde systemen aanwezig in ons lichaam
Transport in maag en darm
In onze voeding zitten verschillende soorten vetten: triglyceriden, fosfolipiden, cholesterol en cholesterolesters
Deze zijn niet oplosbaar in water → vorming emulsies (= waterige oplossing met lipidedruppeltjes) in onze
maag
PROBLEEM: deze emulsie kan niet rechtstreeks worden opgenomen door onze darmcellen
OPLOSSING: verkleinen tot micellen
Werking
1. In de maag worden vetten al gedeeltelijk afgebroken door lipasen (gastric lipase)
2. De gedeeltelijk afgebroken emulsie druppels komen in de darm terecht: pancreas lipasen & co-lipasen
triacylglyceride afbreken
a. Vorming v/e mengsel van vetzuren, monoglyceriden, glyceril, Pi, amino-alcohol en cholesterol
3. De hydrofiele moleculen gaan rechtstreeks naar de lever via de leverpoortader
a. Pi, organische bases, glycerol, kleine vetzuurketens (<C10)
4. In de darm zijn ook galzouten aanwezig: moleculen met een amfipatisch karakter die de hydrofobe moleculen
zullen emulgeren en stabiliseren = micellen
a. Lange vetzuurketens (>C10) en cholesterol
Opname van vetten in de enterocyt
Micellen zijn door de aanwezigheid v/d galzouten oplosbaar in water en zullen dus kunnen worden opgenomen door
de epitheelcel v/d darm (= enterocyt)
In de enterocyt worden ze opnieuw veresterd en vormen ze samen met apolipoproteïnen het chylomicron →
worden rondgestuurd om te kijken welke weefsels lipiden kunnen gebruiken
3
, Chylomicron is een lipoproteïne partikel
Lipoproteïne partikel = kern van hydrofobe lipiden omgeven door een schil van
meer polaire lipiden en eiwitten
De hydrofobe lipiden bestaan uit dieetlipiden in de vorm van fosfolipiden,
triglyceriden, cholesterol en cholesterolesters
Exogene pathway (chylomicron)
Het chylomicron zal via het lymfesysteem verder worden getransporteerd naar de bloedbaan en tot bij de perifere
weefsels terecht komen = exogene pathway (transport van dieetlipiden via chylomicrons doorheen ons lichaam)
Het chylomicron bevat de volgende apoliproteïnen: ApoB-48, Apo E en Apo C
Apo-C is een co-factor v/h lipoproteïne lipase (LPL)
o LPL = een lipase aanwezig o.a. in de capillairen van vetweefsel, hart en skeletspieren
Het Apo-C zal LPL dus activeren en triglyceriden uit het chylomicron hydrolyseren naar vrije vetzuren en
glycerol
Deze vrije vetzuren worden vervolgens opgenomen door de perifere weefsels
Nadat het chylomicron het merendeel van zijn vetzuren heeft afgegeven blijft er een chylomicron-remnant
over
o Deze worden door de lever opgenomen door receptor-gemedieerde endocytose (zie later)
o Overmaat aan cholesterol en vetzuren worden omgevormd naar VLDL partikels in de lever (zie
endogene pathway)
Wat gebeurt er met de galzouten: de entero-hepatische cyclus
Galzouten worden gevormd in de lever en via de galblaas gesecreteerd in het lumen v/d darm → in de darm
emulgeren galzouten de vetten uit het dieet, ze stabiliseren micellen & helpen bij de absorptie van vet-oplosbare
vitamines
Galzouten worden mee opgenomen in de enterocyt en via de
leverpoortader terug getransporteerd naar de lever = entero-hepatische
cyclus
Transport in lymfe/bloed via lipoproteïnepartikels
Vetten worden in ons lymfesysteem en bloedbaan getransporteerd via
lipoproteïnepartikels = sferische complexen met hydrofobe vetten in het
centrum en hydrofiele zijketens van AZ aan de buitenkant
Fosfolipiden vormen ook mee de mantel v/d lipoproteïnepartikels
4
