METABOLISME 2025
Module 1: Biomoleculen ......................................................................................................................... 5
1. Suikers (koolhydraten) .......................................................................................................................... 5
1.1 Stereochemie van suikers .................................................................................................................. 5
1.2 Disachariden ...................................................................................................................................... 6
1.3 Oligosachariden ................................................................................................................................. 6
1.4 Polysachariden .................................................................................................................................. 7
2. Lipiden................................................................................................................................................... 7
2.1 Triglyceriden (Triacylglycerolen) ........................................................................................................ 8
2.2 Membraanlipiden: glycerolipiden, sfingolipiden & cholesterol ........................................................ 9
3. Aminozuren en eiwitten (proteïnes) ................................................................................................... 11
3.1 Aminozuren ..................................................................................................................................... 11
3.2 Eiwitten (proteïnes) ......................................................................................................................... 12
4. Basen, nucleosiden, nucleotiden en nucleïnezuren ............................................................................ 14
5. Enzymes: de katalysatoren van het metabolisem .............................................................................. 14
Module 2: Wat is metabolisme? ............................................................................................................ 17
1. Drie globale doelstellingen van metabolisme ..................................................................................... 18
2. Metabole wegen vs metabole flux ...................................................................................................... 19
3. Katabolisme vs anabolisme ................................................................................................................ 19
4. Adenineribonucleotiden als dragers van ‘nuttige groepen’ ............................................................... 20
4.1 atp – Drager van chemische energie ............................................................................................... 20
4.2 NADH en FADH2 - ‘nuttige’ energierijke elektronendragers ........................................................... 21
5. Regeling van het lichaamsmetabolisme ............................................................................................. 22
5.1 Hormonale regeling van het metabolisme ...................................................................................... 22
5.2 Logica van metabole regeling in lichaamscellen ............................................................................. 23
5.3 Het probleem van ongewenste reacties en diffusieafstanden........................................................ 24
6. Stofwisselingsziekten en metabolietherstel ........................................................................................ 24
6.1 Wat zijn stofwisselingsziekten? ....................................................................................................... 24
6.2 Ontdekking van het idee van een stofwisselingsziekte ................................................................... 25
6.3 Behandeling van stofwisselingsziekten ........................................................................................... 28
6.4 Neonatale screening – De hielprik .................................................................................................. 29
Module 3: Hormonen en neurotransmitter ........................................................................................... 31
1. Inleiding .............................................................................................................................................. 31
1.1 Chemische communicatie tussen organen/weefsels ...................................................................... 31
1.2 Dynamiek van hormoonreceptor-expressie in doelwitcellen ......................................................... 33
1.3 Chemische diversiteit van hormonen ............................................................................................. 35
2. Peptide hormoon & schildklierhormoon ............................................................................................. 35
2.1 Vorming van peptidehormonen via pre-prohormonen .................................................................. 36
2.2 Synthese schildklierhormoon .......................................................................................................... 37
2.3 Afbraak van peptidehormonen (bv. insuline) .................................................................................. 40
3. Steroïd hormonen ............................................................................................................................... 40
3.1 Werking van steroïdhormonen (bij de mens) ................................................................................. 40
1
, 3.2 Bijnieren = Hormonale krachtcentrales........................................................................................... 41
3.3 Cholesterol desmolase en regulatie van cortisol ............................................................................ 42
4. Neurotransmitters .............................................................................................................................. 43
4.1 Synthese & afbraak van catecholamines......................................................................................... 44
4.2 Synthese van serotonine en melatonine ......................................................................................... 45
4.3 Glutamaat en GABA......................................................................................................................... 46
4.4 Acetylcholine ................................................................................................................................... 47
4.5 Retrograde neurotransmitters......................................................................................................... 48
4.6 Verschillen tussen neurotransmitters en neuropeptiden ............................................................... 49
5. Lokaal werkende hormoon-achtige stoffen ........................................................................................ 50
5.1 Histamine ........................................................................................................................................ 50
5.2 Eicosanoïden: Prostaglandines en Leukotriënen ............................................................................ 51
6. Hormonen – Flux – Voeding – Ziektebeelden ..................................................................................... 53
6.1 Insuline: het ‘storage hormone’ ...................................................................................................... 53
6.2 Hyperglycemie: te hoge glycemie ................................................................................................... 55
6.3 Hypoglycemie: Insulinoom (𝛽-celtumor) ........................................................................................ 55
6.4 Feochromocytoom .......................................................................................................................... 56
6.5 Syndroom van Cushing .................................................................................................................... 56
6.6 Hypothyroïdie .................................................................................................................................. 56
6.7 Hyperthyroïdie................................................................................................................................. 57
6.8 Struma ............................................................................................................................................. 57
6.9 Neonatale screening (hielprik) ........................................................................................................ 57
Module 4: Energie ................................................................................................................................ 59
1. ATP: de energie-eenheid ..................................................................................................................... 59
2. Glycolyse ............................................................................................................................................. 60
3. Mitochondriale koolstofverbranding .................................................................................................. 63
4. Oxidatieve fosforylering ...................................................................................................................... 64
5. Hoe het menselijk lichaam energie uitgeeft ....................................................................................... 66
5.1 Grootte van enkele energierekeningen ........................................................................................... 66
5.2 Energie-omzettingen zijn niet 100% rendabel ................................................................................ 68
5.3 Verschillende metabole wegen / brandstof voor arbeid ................................................................ 69
5.4 Taakverdeling andere metabool actieve weefsels .......................................................................... 69
Module 5: Metabole homeostase ......................................................................................................... 71
1. Glucosehomeostase (bloedglucosebalans) ......................................................................................... 71
2. MObilisatie vetweefsel ....................................................................................................................... 73
2.1 Regeling van Triglyceridenmassa..................................................................................................... 74
3. Glycogeenmetabolisme ...................................................................................................................... 75
3.1 Leverglycogeen ................................................................................................................................ 75
3.2 Spierglycogeen ................................................................................................................................ 75
3.3 Structuur van Glycogeen ................................................................................................................. 76
3.4 Twee niveaus van glycogeenmetabolisme ...................................................................................... 76
4. Gluconeogenese en Ketogenese ......................................................................................................... 78
4.1 Gluconeogenese – in de leverparenchymcellen ............................................................................. 79
4.2 Ketogenese ...................................................................................................................................... 82
2
,Module 6: Pentosefosfaatweg ............................................................................................................... 85
1. Modaliteit &: generen energierijke elektronen (NADPH) ................................................................... 86
2. G6PD-deficiëntie ................................................................................................................................. 86
3. Modaliteit 2: Synthese vetzuren en cholesterol .................................................................................. 87
3.1 Vetzuursynthese – 3 fasen............................................................................................................... 87
3.2 Cholesterolsynthese – De Novo Synthese via de Mevalonaatweg ................................................. 89
Module 7: Lipidentransport en atherosclerose ...................................................................................... 91
1. LIpidentransport ................................................................................................................................. 91
1.2 Cholesteroltransport & Regulatie ........................................................................................................ 92
2. Atherosclerose .................................................................................................................................... 93
Module 8: Van vetzuren en van cholesterol afgeleide moleculen & detoxificatie .................................... 95
1. Van vetzuur afgeleide moleculen ........................................................................................................ 95
1.1 Surfactant ........................................................................................................................................ 95
1.2 Sfingolipiden & Lysosomale Stapelziekten ...................................................................................... 96
2. Van cholesterol afgeleide moleculen .................................................................................................. 96
2.1 Galzouten ........................................................................................................................................ 97
2.2 Steroïdhormoon .............................................................................................................................. 98
2.3 Vitamine D ....................................................................................................................................... 98
3. Metabole Detoxificatie ....................................................................................................................... 99
3.1 Detoxificatie van cholesterol (lichaamseigen molecule) ................................................................. 99
3.2 Detoxificatie van schadelijke stoffen uit voeding ............................................................................ 99
3.3 Ethanol & metabolische detoxificatie er van ................................................................................ 102
Module 9: Aminozuurmetabolisme ..................................................................................................... 105
1. Synthese van niet-essentiële aminozuren ......................................................................................... 106
2. Eiwitkwaliteit .................................................................................................................................... 107
2.1 Proteïne-Energie Malnutritie (PEM).............................................................................................. 108
3. Ureumcyclus – Detoxificatie van stikstof (ammoniak)...................................................................... 108
4. Van aminozuren afgeleide moleculen............................................................................................... 110
4.1 Ergogene stoffen – energie en spierfunctie .................................................................................. 111
4.2 Heem – Functie, Synthese & Afbraak ............................................................................................ 111
4.3 Stikstofmonoxide (NO) .................................................................................................................. 114
4.4 Schildklierhormonen (T3 en T4) .................................................................................................... 114
Module 10: Metabolisme van basen en nucleotiden ........................................................................... 115
1. Nucleotiden & basen......................................................................................................................... 115
2. Chemotherapie ................................................................................................................................. 117
3. Metabole basis van jicht ................................................................................................................... 118
Module 11: Oorzaken en gevolgen van diabetes .................................................................................. 121
1. Type 1 Diabetes (±10%) .................................................................................................................... 122
2. Type 2 Diabetes (±90%) .................................................................................................................... 122
3
, 3. Diabetescomplicaties ........................................................................................................................ 123
4. OBesitas ............................................................................................................................................ 124
4
Module 1: Biomoleculen ......................................................................................................................... 5
1. Suikers (koolhydraten) .......................................................................................................................... 5
1.1 Stereochemie van suikers .................................................................................................................. 5
1.2 Disachariden ...................................................................................................................................... 6
1.3 Oligosachariden ................................................................................................................................. 6
1.4 Polysachariden .................................................................................................................................. 7
2. Lipiden................................................................................................................................................... 7
2.1 Triglyceriden (Triacylglycerolen) ........................................................................................................ 8
2.2 Membraanlipiden: glycerolipiden, sfingolipiden & cholesterol ........................................................ 9
3. Aminozuren en eiwitten (proteïnes) ................................................................................................... 11
3.1 Aminozuren ..................................................................................................................................... 11
3.2 Eiwitten (proteïnes) ......................................................................................................................... 12
4. Basen, nucleosiden, nucleotiden en nucleïnezuren ............................................................................ 14
5. Enzymes: de katalysatoren van het metabolisem .............................................................................. 14
Module 2: Wat is metabolisme? ............................................................................................................ 17
1. Drie globale doelstellingen van metabolisme ..................................................................................... 18
2. Metabole wegen vs metabole flux ...................................................................................................... 19
3. Katabolisme vs anabolisme ................................................................................................................ 19
4. Adenineribonucleotiden als dragers van ‘nuttige groepen’ ............................................................... 20
4.1 atp – Drager van chemische energie ............................................................................................... 20
4.2 NADH en FADH2 - ‘nuttige’ energierijke elektronendragers ........................................................... 21
5. Regeling van het lichaamsmetabolisme ............................................................................................. 22
5.1 Hormonale regeling van het metabolisme ...................................................................................... 22
5.2 Logica van metabole regeling in lichaamscellen ............................................................................. 23
5.3 Het probleem van ongewenste reacties en diffusieafstanden........................................................ 24
6. Stofwisselingsziekten en metabolietherstel ........................................................................................ 24
6.1 Wat zijn stofwisselingsziekten? ....................................................................................................... 24
6.2 Ontdekking van het idee van een stofwisselingsziekte ................................................................... 25
6.3 Behandeling van stofwisselingsziekten ........................................................................................... 28
6.4 Neonatale screening – De hielprik .................................................................................................. 29
Module 3: Hormonen en neurotransmitter ........................................................................................... 31
1. Inleiding .............................................................................................................................................. 31
1.1 Chemische communicatie tussen organen/weefsels ...................................................................... 31
1.2 Dynamiek van hormoonreceptor-expressie in doelwitcellen ......................................................... 33
1.3 Chemische diversiteit van hormonen ............................................................................................. 35
2. Peptide hormoon & schildklierhormoon ............................................................................................. 35
2.1 Vorming van peptidehormonen via pre-prohormonen .................................................................. 36
2.2 Synthese schildklierhormoon .......................................................................................................... 37
2.3 Afbraak van peptidehormonen (bv. insuline) .................................................................................. 40
3. Steroïd hormonen ............................................................................................................................... 40
3.1 Werking van steroïdhormonen (bij de mens) ................................................................................. 40
1
, 3.2 Bijnieren = Hormonale krachtcentrales........................................................................................... 41
3.3 Cholesterol desmolase en regulatie van cortisol ............................................................................ 42
4. Neurotransmitters .............................................................................................................................. 43
4.1 Synthese & afbraak van catecholamines......................................................................................... 44
4.2 Synthese van serotonine en melatonine ......................................................................................... 45
4.3 Glutamaat en GABA......................................................................................................................... 46
4.4 Acetylcholine ................................................................................................................................... 47
4.5 Retrograde neurotransmitters......................................................................................................... 48
4.6 Verschillen tussen neurotransmitters en neuropeptiden ............................................................... 49
5. Lokaal werkende hormoon-achtige stoffen ........................................................................................ 50
5.1 Histamine ........................................................................................................................................ 50
5.2 Eicosanoïden: Prostaglandines en Leukotriënen ............................................................................ 51
6. Hormonen – Flux – Voeding – Ziektebeelden ..................................................................................... 53
6.1 Insuline: het ‘storage hormone’ ...................................................................................................... 53
6.2 Hyperglycemie: te hoge glycemie ................................................................................................... 55
6.3 Hypoglycemie: Insulinoom (𝛽-celtumor) ........................................................................................ 55
6.4 Feochromocytoom .......................................................................................................................... 56
6.5 Syndroom van Cushing .................................................................................................................... 56
6.6 Hypothyroïdie .................................................................................................................................. 56
6.7 Hyperthyroïdie................................................................................................................................. 57
6.8 Struma ............................................................................................................................................. 57
6.9 Neonatale screening (hielprik) ........................................................................................................ 57
Module 4: Energie ................................................................................................................................ 59
1. ATP: de energie-eenheid ..................................................................................................................... 59
2. Glycolyse ............................................................................................................................................. 60
3. Mitochondriale koolstofverbranding .................................................................................................. 63
4. Oxidatieve fosforylering ...................................................................................................................... 64
5. Hoe het menselijk lichaam energie uitgeeft ....................................................................................... 66
5.1 Grootte van enkele energierekeningen ........................................................................................... 66
5.2 Energie-omzettingen zijn niet 100% rendabel ................................................................................ 68
5.3 Verschillende metabole wegen / brandstof voor arbeid ................................................................ 69
5.4 Taakverdeling andere metabool actieve weefsels .......................................................................... 69
Module 5: Metabole homeostase ......................................................................................................... 71
1. Glucosehomeostase (bloedglucosebalans) ......................................................................................... 71
2. MObilisatie vetweefsel ....................................................................................................................... 73
2.1 Regeling van Triglyceridenmassa..................................................................................................... 74
3. Glycogeenmetabolisme ...................................................................................................................... 75
3.1 Leverglycogeen ................................................................................................................................ 75
3.2 Spierglycogeen ................................................................................................................................ 75
3.3 Structuur van Glycogeen ................................................................................................................. 76
3.4 Twee niveaus van glycogeenmetabolisme ...................................................................................... 76
4. Gluconeogenese en Ketogenese ......................................................................................................... 78
4.1 Gluconeogenese – in de leverparenchymcellen ............................................................................. 79
4.2 Ketogenese ...................................................................................................................................... 82
2
,Module 6: Pentosefosfaatweg ............................................................................................................... 85
1. Modaliteit &: generen energierijke elektronen (NADPH) ................................................................... 86
2. G6PD-deficiëntie ................................................................................................................................. 86
3. Modaliteit 2: Synthese vetzuren en cholesterol .................................................................................. 87
3.1 Vetzuursynthese – 3 fasen............................................................................................................... 87
3.2 Cholesterolsynthese – De Novo Synthese via de Mevalonaatweg ................................................. 89
Module 7: Lipidentransport en atherosclerose ...................................................................................... 91
1. LIpidentransport ................................................................................................................................. 91
1.2 Cholesteroltransport & Regulatie ........................................................................................................ 92
2. Atherosclerose .................................................................................................................................... 93
Module 8: Van vetzuren en van cholesterol afgeleide moleculen & detoxificatie .................................... 95
1. Van vetzuur afgeleide moleculen ........................................................................................................ 95
1.1 Surfactant ........................................................................................................................................ 95
1.2 Sfingolipiden & Lysosomale Stapelziekten ...................................................................................... 96
2. Van cholesterol afgeleide moleculen .................................................................................................. 96
2.1 Galzouten ........................................................................................................................................ 97
2.2 Steroïdhormoon .............................................................................................................................. 98
2.3 Vitamine D ....................................................................................................................................... 98
3. Metabole Detoxificatie ....................................................................................................................... 99
3.1 Detoxificatie van cholesterol (lichaamseigen molecule) ................................................................. 99
3.2 Detoxificatie van schadelijke stoffen uit voeding ............................................................................ 99
3.3 Ethanol & metabolische detoxificatie er van ................................................................................ 102
Module 9: Aminozuurmetabolisme ..................................................................................................... 105
1. Synthese van niet-essentiële aminozuren ......................................................................................... 106
2. Eiwitkwaliteit .................................................................................................................................... 107
2.1 Proteïne-Energie Malnutritie (PEM).............................................................................................. 108
3. Ureumcyclus – Detoxificatie van stikstof (ammoniak)...................................................................... 108
4. Van aminozuren afgeleide moleculen............................................................................................... 110
4.1 Ergogene stoffen – energie en spierfunctie .................................................................................. 111
4.2 Heem – Functie, Synthese & Afbraak ............................................................................................ 111
4.3 Stikstofmonoxide (NO) .................................................................................................................. 114
4.4 Schildklierhormonen (T3 en T4) .................................................................................................... 114
Module 10: Metabolisme van basen en nucleotiden ........................................................................... 115
1. Nucleotiden & basen......................................................................................................................... 115
2. Chemotherapie ................................................................................................................................. 117
3. Metabole basis van jicht ................................................................................................................... 118
Module 11: Oorzaken en gevolgen van diabetes .................................................................................. 121
1. Type 1 Diabetes (±10%) .................................................................................................................... 122
2. Type 2 Diabetes (±90%) .................................................................................................................... 122
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, 3. Diabetescomplicaties ........................................................................................................................ 123
4. OBesitas ............................................................................................................................................ 124
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