Stofwisseling en endocrinologie (SE) Hoorcolleges Malu Miltenburg
Thema 1: Het koolhydraat metabolisme
Werkcollege 1 en E-modulle glucostasis
Hoorcollege 1: Inleiding en metabologica
Uitgangspunten van de regulering van stofwisseling:
- Een cel wil niet en een cel denkt niet
- Een cel reageert op hormonen of geeft hormonen af uit (omdat hij ‘’zo gemaakt is’’)
Indeling SE:
14 thema’s (hc, wc, WCO, emodulle ‘glucostase en diabetes’, zelfstudie in syllabus)
WCO:
WCO diagnostiek endocrinologie geeft een mooi overzicht en samenhang van de klinische studiestof.
Inleidend college WCOa. Cassussen staan van te voren op blackboard en moeten voorbereid worden.
Uitvoeren van bepalingen in WCOb op locatie. Nabespreking casussen aan eind van de dag in HC zaal
(WCOc).
Verplichte formatieve diagnostische tussentoets over thema 1-6 (colleges 1tm7 + werkcolleges 1tm5)
kan gemaakt worden tot 15 januari. Je moet minstens 250/300 punten behalen maar je mag hem
zovaak maken als je wilt.
Het eindtentamen bestaat uit 8 open vragen evt gecombineert met enkele gesloten items. Je mag
een onbeschreven metabole kaart gebruiken tijdens het tentamen.
Metabologica
Er zijn verschillende brandstoffen maar niet elke brandstof is door elk mechanisme te gebruiken (bijv.
je kunt geen kolen in een laptop duwen en dan verwachten dat het gaat werken).
De afbeelding hiernaast probeert weer te geven dat
vetzuren niet ‘terug’ kunnen veranderen in glucose
of een aminozuur maar dat glucose en aminozuren
wel in elkaar kunnen veranderen. Uit glucose kun je
alleen de niet-essentiele aminozuren maken. Je kunt
ook niet uit alle aminozuren glucose maken, dit kan
alleen van de glycogene aminozuren.
Vetzuren krijg je via vet of TAG, glucose krijg
je via zetmeel of glycogeen en aminozuren
krijg je via eiwitten.
1
,Stofwisseling en endocrinologie (SE) Hoorcolleges Malu Miltenburg
De namen van deze routes staan niet vernoemd op de metabole kaart maar zijn wel belangrijk om te
weten: gluconeogenese, glycolyse, TAG-synthese, lipolyse, lipogenese, beta-oxidatie, krebs-cyclus en
oxidatieve fosforylering (Oxfos). Rechts zie je de ademhalingsketen NADH en
zuurstof gaan erin en ATP komt eruit.
Wat er niet op de metabole kaart
staat maar wat je toch moet
kennen is: namen en regulering
van metabole routes en enzymen.
Op de metabole kaart zie je heel
veel routes, in een cel zijn niet alle
routes tegelijkertijd aan het werk, het ligt aan de enzymen
welke route er genomen kan worden en welke niet.
We moeten de naamgeving van deze enzymen ook weten
maar dit is niet heel moeilijk want ze zijn vernoemd naar de
stof die ze om zetten (de substraten) en die staan dan wel
weer op de metabole kaart. In de naamgeving zijn ook de
co-factoren (NADH, ATP) belangrijk.
Naamgeving enzymen:
Dehydrogenase oxideert substraat
Geeft dus een H af van het substraat aan NAD, FAD of NADP waardoor het
product een H minder heeft. Het enzym heet dan naar de kant waar de NAD
staat. Bijvoorbeeld: lactaat dehydrogenase (LDH) en pyruvaat dehydrogenase
(PDH).
Kinase fosforyleert substraat Fosfatase
haalt fosfaat eraf
Kinase pakt een P van ATP en plakt deze op het substraat
waardoor het product een gefosforyleert substraat is.
Enzym heet naar de stof die aant de kant staat van de ATP.
Soms staat er ook een pijl tegenover die van het kinase
enzym, hier gaat dan een P weg (ook te zien), dit is een
fosfatase enzym. Bij fosfatase wordt er dus een fosfaat van
het substraat af gehaald. Enzym is dan vernoemd naar de
stof waar de P vanaf wordt gehaald (begin van de pijl).
Carboxylase carboxyleert
Caboxylase zet een COO groep aan een substraat. Hier
wordt gebruik gemaakt van ATP maar deze energie wordt
niet in het molecuul gestopt, de energie is enkel nodig om
2
,Stofwisseling en endocrinologie (SE) Hoorcolleges Malu Miltenburg
de reactie te kunnen laten verlopen. Enzym vernoemd naar kant van ATP. Om de vetzuursynthese
(lipogenese) aan te zetten stimuleren we Acetyl-Coa carboxylase.
Nu we de enzymen weten kunnen we het in de werkcolleges gaan hebben over de samenhang en
regulering. Er zijn een paar hoofdregels: twee tegengestelde paden lopen niet tegelijk en de snelheid
van de glycolyse, KC en Oxfos wordt mede bepaald door de ATP behoefte.
Hoorcollege 2: Het koolhydraat metabolisme
Metabole mogelijkheden voor glucose
3 manieren hoe glucose gebruikt kan worden:
- Energie productie → glycolyse, KC, oxidatieve fosforylering
- Anti-oxidanten, biosynthese van lipiden en DNA/RNA → PPP -> NADPH + ribose-5-p
- Opslag energie → glycogeen in lever en spier + vet via acetyl-CoA -> vetzuren -> TAG
Insuline/Glucagon
Wanneer er een hoge glucose-concentratie aanwezig is in het bloed (na het eten) kunnen we
verschillende dingen doen:
- Opnemen uit het bloed
- Gebruiken voor energie
- Opslaan voor later gebruik
Welke van de drie wordt uitgevoerd verschilt per orgaan.
Glucose hoog: Glucose laag:
Spier: neemt glucose op uit bloed + Spier: minder glucose opname (gaat nu vet gebruiken
glycogeen synthese + glycolyse om te verbranden)
Lever: glycogeen synthese + lipogenese Lever: secreteert glucose
+ glycolyse (geen gluconeogenese)
Vetweefsel: neemt glucose op uit Vetweefsel: minder glucose opname (gaat nu vet
bloed + lipogenese + glycolyse gebruiken om te verbranden)
Brein: gaat genoeg glucose heen Brein: gaat genoeg glucose heen
Deze processen worden gereguleerd door insuline en glucagon:
- Hoge glucose concentratie in het bloed → insuline uit beta-cellen van de pancreas
- Lage glucose concentratie in het bloed → glucagon uit alfa-cellen van de pancreas
3
, Stofwisseling en endocrinologie (SE) Hoorcolleges Malu Miltenburg
De beta-cellen ‘weten’ wanneer ze insuline af
moeten geven doordat ze ATP indirect kunnen meten
(en ATP is een product van glucose, dus veel glucose
= veel ATP):
- Glucose komt de (pancreas)cel binnen via een
transporter
- ATP wordt gemaakt
- De cel heeft een K+ kanaal die geremd wordt door
ATP
- Depolarisatie van het membraanpotentiaal
- Activering van het lading gevoelig Ca2+ kanaal
- Instroom van Ca2+ in de cel
- Vesicle vol met insule wordt naar buiten gebracht
via exocytose
Alle andere organen (buiten de pancreas) kunnen
alleen ‘luisteren’ naar de insuline en glucagon ratio
(hormonen), en bepalen de glucose concentratie dus
niet aan de hand van ATP.
Maar waarom wordt er alleen bij een hoge glucose concentratie glucose opgenomen in de pancreas
cel? De glucose transporter van deze cel is een GLUT-2, deze heeft een lage affiniteit voor glucose.
Glucose transporters
We hadden het net over dat andere organen dus alleen
naar insuline en glucagon ‘luisteren’, maar hoe werkt dit
dan?
Bij hoge glucose-concentratie in het bloed → in spier en
vet-cellen is een versnelling van het glucose-transport
door de celmembraan dmv translocatie en activering
van GLUT-4 onder invloed van insuline (zie afbeelding).
Insuline zorgt er dus voor dat GLUT-4 op het plasma
membraan komt te liggen van de spier- en vetcellen
waardoor glucose de cel in kan worden getransporteerd.
Wanneer er geen insuline aanwezig is gebeurt dit ook
niet.
De lever heeft een GLUT-2 (want de lever moet het ook weer terug
kunnen geven wanneer de concentratie laag is, dus deze kun je niet de
Glut-4 transporter geven) en de hersenen een GLUT-3. Deze zijn beide
niet insuline gevoelig. (bekijk het schema goed!)
4
Thema 1: Het koolhydraat metabolisme
Werkcollege 1 en E-modulle glucostasis
Hoorcollege 1: Inleiding en metabologica
Uitgangspunten van de regulering van stofwisseling:
- Een cel wil niet en een cel denkt niet
- Een cel reageert op hormonen of geeft hormonen af uit (omdat hij ‘’zo gemaakt is’’)
Indeling SE:
14 thema’s (hc, wc, WCO, emodulle ‘glucostase en diabetes’, zelfstudie in syllabus)
WCO:
WCO diagnostiek endocrinologie geeft een mooi overzicht en samenhang van de klinische studiestof.
Inleidend college WCOa. Cassussen staan van te voren op blackboard en moeten voorbereid worden.
Uitvoeren van bepalingen in WCOb op locatie. Nabespreking casussen aan eind van de dag in HC zaal
(WCOc).
Verplichte formatieve diagnostische tussentoets over thema 1-6 (colleges 1tm7 + werkcolleges 1tm5)
kan gemaakt worden tot 15 januari. Je moet minstens 250/300 punten behalen maar je mag hem
zovaak maken als je wilt.
Het eindtentamen bestaat uit 8 open vragen evt gecombineert met enkele gesloten items. Je mag
een onbeschreven metabole kaart gebruiken tijdens het tentamen.
Metabologica
Er zijn verschillende brandstoffen maar niet elke brandstof is door elk mechanisme te gebruiken (bijv.
je kunt geen kolen in een laptop duwen en dan verwachten dat het gaat werken).
De afbeelding hiernaast probeert weer te geven dat
vetzuren niet ‘terug’ kunnen veranderen in glucose
of een aminozuur maar dat glucose en aminozuren
wel in elkaar kunnen veranderen. Uit glucose kun je
alleen de niet-essentiele aminozuren maken. Je kunt
ook niet uit alle aminozuren glucose maken, dit kan
alleen van de glycogene aminozuren.
Vetzuren krijg je via vet of TAG, glucose krijg
je via zetmeel of glycogeen en aminozuren
krijg je via eiwitten.
1
,Stofwisseling en endocrinologie (SE) Hoorcolleges Malu Miltenburg
De namen van deze routes staan niet vernoemd op de metabole kaart maar zijn wel belangrijk om te
weten: gluconeogenese, glycolyse, TAG-synthese, lipolyse, lipogenese, beta-oxidatie, krebs-cyclus en
oxidatieve fosforylering (Oxfos). Rechts zie je de ademhalingsketen NADH en
zuurstof gaan erin en ATP komt eruit.
Wat er niet op de metabole kaart
staat maar wat je toch moet
kennen is: namen en regulering
van metabole routes en enzymen.
Op de metabole kaart zie je heel
veel routes, in een cel zijn niet alle
routes tegelijkertijd aan het werk, het ligt aan de enzymen
welke route er genomen kan worden en welke niet.
We moeten de naamgeving van deze enzymen ook weten
maar dit is niet heel moeilijk want ze zijn vernoemd naar de
stof die ze om zetten (de substraten) en die staan dan wel
weer op de metabole kaart. In de naamgeving zijn ook de
co-factoren (NADH, ATP) belangrijk.
Naamgeving enzymen:
Dehydrogenase oxideert substraat
Geeft dus een H af van het substraat aan NAD, FAD of NADP waardoor het
product een H minder heeft. Het enzym heet dan naar de kant waar de NAD
staat. Bijvoorbeeld: lactaat dehydrogenase (LDH) en pyruvaat dehydrogenase
(PDH).
Kinase fosforyleert substraat Fosfatase
haalt fosfaat eraf
Kinase pakt een P van ATP en plakt deze op het substraat
waardoor het product een gefosforyleert substraat is.
Enzym heet naar de stof die aant de kant staat van de ATP.
Soms staat er ook een pijl tegenover die van het kinase
enzym, hier gaat dan een P weg (ook te zien), dit is een
fosfatase enzym. Bij fosfatase wordt er dus een fosfaat van
het substraat af gehaald. Enzym is dan vernoemd naar de
stof waar de P vanaf wordt gehaald (begin van de pijl).
Carboxylase carboxyleert
Caboxylase zet een COO groep aan een substraat. Hier
wordt gebruik gemaakt van ATP maar deze energie wordt
niet in het molecuul gestopt, de energie is enkel nodig om
2
,Stofwisseling en endocrinologie (SE) Hoorcolleges Malu Miltenburg
de reactie te kunnen laten verlopen. Enzym vernoemd naar kant van ATP. Om de vetzuursynthese
(lipogenese) aan te zetten stimuleren we Acetyl-Coa carboxylase.
Nu we de enzymen weten kunnen we het in de werkcolleges gaan hebben over de samenhang en
regulering. Er zijn een paar hoofdregels: twee tegengestelde paden lopen niet tegelijk en de snelheid
van de glycolyse, KC en Oxfos wordt mede bepaald door de ATP behoefte.
Hoorcollege 2: Het koolhydraat metabolisme
Metabole mogelijkheden voor glucose
3 manieren hoe glucose gebruikt kan worden:
- Energie productie → glycolyse, KC, oxidatieve fosforylering
- Anti-oxidanten, biosynthese van lipiden en DNA/RNA → PPP -> NADPH + ribose-5-p
- Opslag energie → glycogeen in lever en spier + vet via acetyl-CoA -> vetzuren -> TAG
Insuline/Glucagon
Wanneer er een hoge glucose-concentratie aanwezig is in het bloed (na het eten) kunnen we
verschillende dingen doen:
- Opnemen uit het bloed
- Gebruiken voor energie
- Opslaan voor later gebruik
Welke van de drie wordt uitgevoerd verschilt per orgaan.
Glucose hoog: Glucose laag:
Spier: neemt glucose op uit bloed + Spier: minder glucose opname (gaat nu vet gebruiken
glycogeen synthese + glycolyse om te verbranden)
Lever: glycogeen synthese + lipogenese Lever: secreteert glucose
+ glycolyse (geen gluconeogenese)
Vetweefsel: neemt glucose op uit Vetweefsel: minder glucose opname (gaat nu vet
bloed + lipogenese + glycolyse gebruiken om te verbranden)
Brein: gaat genoeg glucose heen Brein: gaat genoeg glucose heen
Deze processen worden gereguleerd door insuline en glucagon:
- Hoge glucose concentratie in het bloed → insuline uit beta-cellen van de pancreas
- Lage glucose concentratie in het bloed → glucagon uit alfa-cellen van de pancreas
3
, Stofwisseling en endocrinologie (SE) Hoorcolleges Malu Miltenburg
De beta-cellen ‘weten’ wanneer ze insuline af
moeten geven doordat ze ATP indirect kunnen meten
(en ATP is een product van glucose, dus veel glucose
= veel ATP):
- Glucose komt de (pancreas)cel binnen via een
transporter
- ATP wordt gemaakt
- De cel heeft een K+ kanaal die geremd wordt door
ATP
- Depolarisatie van het membraanpotentiaal
- Activering van het lading gevoelig Ca2+ kanaal
- Instroom van Ca2+ in de cel
- Vesicle vol met insule wordt naar buiten gebracht
via exocytose
Alle andere organen (buiten de pancreas) kunnen
alleen ‘luisteren’ naar de insuline en glucagon ratio
(hormonen), en bepalen de glucose concentratie dus
niet aan de hand van ATP.
Maar waarom wordt er alleen bij een hoge glucose concentratie glucose opgenomen in de pancreas
cel? De glucose transporter van deze cel is een GLUT-2, deze heeft een lage affiniteit voor glucose.
Glucose transporters
We hadden het net over dat andere organen dus alleen
naar insuline en glucagon ‘luisteren’, maar hoe werkt dit
dan?
Bij hoge glucose-concentratie in het bloed → in spier en
vet-cellen is een versnelling van het glucose-transport
door de celmembraan dmv translocatie en activering
van GLUT-4 onder invloed van insuline (zie afbeelding).
Insuline zorgt er dus voor dat GLUT-4 op het plasma
membraan komt te liggen van de spier- en vetcellen
waardoor glucose de cel in kan worden getransporteerd.
Wanneer er geen insuline aanwezig is gebeurt dit ook
niet.
De lever heeft een GLUT-2 (want de lever moet het ook weer terug
kunnen geven wanneer de concentratie laag is, dus deze kun je niet de
Glut-4 transporter geven) en de hersenen een GLUT-3. Deze zijn beide
niet insuline gevoelig. (bekijk het schema goed!)
4
