Samenvatting Medical biochemistry blok 1
Brandstoffen uit voedsel
Uit het voedsel worden verschillende macronutriënten gehaald die gebruikt worden als
brandstof;
Carbohydraten komen als in het dieet voor als
zetmeel, sucrose, fructose, maltose, galactose en
glucose. Monosaccharides worden geabsorbeerd in de
bloedstroom.
Eiwitten bestaan uit aminozuren, welke onderling
verbonden zijn door peptide bindingen.
Vetten zijn lipiden bestaande uit triglyceriden. Een
triglyceride bevat 3 vetzuren (fatty acids) die met
ester-verbindingen aan 1 glycerol molecuul vastzitten.
Katabolisme: Bij het oxideren van de brandstoffen tot CO2 en
H2O in de cel komt er energie vrij wanneer de elektronen aan O2 worden
overgedragen. De energie van dit oxidatieproces wordt gebruikt voor de
productie van warmte en ATP.
Respiratie: de oxidatie van brandstof om ATP te generen
Opslaan van brandstoffen in het lichaam
Vet: de meeste brandstof wordt opgeslagen in de vorm van adipose triglyceride
(triacylglycerol) (vet). Vet is een efficiënte manier van opslag omdat; triacylglycerol
meer calorieën per gram bevat dat carbohydraten en eiwitten & bevat weinig water
Glycogeen: is de opgeslagen vorm van carbohydraat. Glycogeen bestaat uit
aaneengeschakelde glucosemoleculen, die samen een vertakte polysachariden
vormen. het wordt opgeslagen in o.a. de lever en spieren. Lever glycogeen wordt
gebruikt voor behouden van bloed-glucose levels tussen maaltijden. Spier glycogeen
levert energie voor contractie tijdens sporten.
Eiwit: spiereiwit wordt gebruikt voor beweging, andere eiwitten dienen als enzymen
of structurele componenten van de cel.
1
,De glycolyse
Is de centrale pathway van het menselijke metabolisme. De
glycolyse wordt gebruikt om ATP te genereren. Hierbij wordt
glucose in de lever omgezet tot pyruvaat. Bij het catabolisme van
glucose komen intermediates vrij (zoals aminozuren, vetten en
andere carbohydraten) die bouwstenen zijn voor veel anabole
pathways. *Als er genoeg ATP is, zal het overschot aan Acetyl-CoA
worden omgezet in vet.
De Citroenzuurcyclus (TCA-cycle)
Door de oxidatie van fatty acids, glucose, acetaat, keton bodies en
aminozuren wordt er acteyl Co-A gesynthetiseerd. Acetyl Co-A is
het substraat voor de TCA-cylce, hierbij wordt de 2-C acetylgroep
geoxideerd tot 2 moleculen CO2, H+ ionen worden omgezet tot H2O. Dit proces vindt plaats
in (binnenmembraan van) mitochondriën.
In de TCA-cyclus wordt NAD+ gebruikt voor de omzetting van isocitraat tot A-ketoglutaraat.
Hierbij komt NADH vrij. NADH Productie in de TCA-
cyclus = nodig voor ATP-vorming in de ETC.
De ECT ATP generatie is een zelf regulerend systeem
-ATP synthase (enzym) gebruikt energie die vrijkomt van proton gradiënt om ATP te
produceren (1) (H+ wil graag naar binnen, laat een soort motorpomp draaien (2)).
-Proton gradiënt wordt verkregen door ETC die NADH omzet naar NAD+ en H+ wordt naar
buiten gebracht.
-Als al het ADP is omgezet in ATP, zal het enzym stoppen. Hierdoor wordt H+ gradiënt
stroming geblokkeerd. Zonder NAD+ kan de TCA cylcus niet verder gaan.
2
,Maaltijden en energie
Na een maaltijd
Hoge conc. glucose leidt tot insuline productie; eerst gebruik van glucose als
energiebron, daarna opslag van energie als glycogeen || Het overschot aan glucose
wordt in de lever omgezet tot vet. Aminozuren worden in weefsel omgezet tot eiwit
Tussen maaltijden
Glycogenolyse: glycogeen wordt omgezet in glucose. Eiwitten uit spieren worden afgebroken
tot aminozuren voor de glucose synthese (gluconeogenesis). Doordat het lichaam eiwitten
gaat afbreken ontstaat er een negatief nitrogen balans. Ook worden de fatty acids
gemobiliseerd en omgezet tot acteylCoA.
Tijdens het uithongeren/vasten (verder op pag 8)
-Aminozuren zijn de bron van glucose tijdens het vasten; hierbij
spierverlies (niet vet). ** Tekort aan glucose triggert
spierafbraak vóór de productie van keton bodies
-Er ontstaat een negatief nitrogen balance; door de afbraak van
lichaamseiwitten (en dus de omzetting van AA), komt er veel
stikstof (nitrogen) vrij meer urea uitscheiding urine donker
-Glucose-alanine cyclus: lever maakt glucose uit aminozuren van
de spieren. Dit gemaakte glucose kan opgenomen en omgezet
worden tot aminozuren in weefsel (zoals spieren).
-Eiwitten met alanine en glutamaat worden het liefst gebruikt voor de degradatie bij
gluconeogenesis (het vasten) kunnen direct worden omgezet in pyruvaat. Komen vooral af
van skeletspieren
-Fatty acids kunnen niet worden omgezet tot glucose omdat deze worden omgezet tot
actetyl CoA (dit kan geen glucose meer worden). Fatty acids kunnen alleen energie leveren
voor het brein als ze worden omgezet in lever tot keton bodies. Alleen glycerol van
triglyceriden kunnen een bron zijn voor de gluconeogenesis. Hierdoor pas later in
vastingsproces vetafbraak
3
, Carbohydraten en glucose management
Koolhydraten: zijn suikers en hun polymeren: Glucose is de belangrijkste monosacharide. De
meeste koolhydraatrijke voedingsmiddelen bevatten glucose-polymeren.
Polysachariden: moeten worden verteerd door glucosidasen, amylase het belangrijkste. De
resulterende tri- en disachariden worden gehydrolyseerd tot monosacchariden die worden
opgenomen door epitheelcellen in de darm.
Transportmechanismen: via glucosetransporters en Na+ dependent transporters.
Sommige suikers worden niet getolereerd, geen geschikte enzymen beschikbaar
Consumptie glucose
De mens heeft een hoog glucose consumptie nodig voor het brein (brein kan geen beta-
oxidatie uitvoeren omdat brein geen (long chain) fatty acid kan absorberen (myeline). Brein
is afhankelijk van glucose, enige back-up is keton-bodies (wordt pas na paar dagen vasten
ingezet). Glucose wordt opgeslagen als glycogeen in de lever (190 gram), er kan ook wat in
de spieren worden opgeslagen, maar deze opslag is bedoeld voor de spieren zelf. Tijdens het
vasten zal al het glucose op zijn binnen 1 dag
Fiber: betekent dat er geen enzym beschikbaar is in mens om te verteren (zoals cellulose).
Vertering carbohydraten
1. Polymeren komen binnen via de mond en worden daar als eerste
verteerd door speeksel a-amylase (verbreekt alpha 1,4 bond).
Omdat het brein glucose nodig heeft start de vertering al in mond
2. Absorptie van de suikers/koolhydraten
In de dunne darm wordt glucose opgenomen via 2 manieren:
Na+ dependent transporters (met Na/K ATPase actief) (geldt
ook voor galactose)
Gefaciliteerde glucose transporters (GLUTS) (geldt ook voor
fructose)
In het weefsel worden
monosacchariden opgenomen door
GLUT transporters. Het aantal GLUT
transport-eiwitten verschilt tussen
weefsels reflecteert functie van
glucose in elk weefsel. Zie verder
onderin
Ziekten mbt koolhydraat metabolisme
- Lactose intolerantie: Probleem met lactase (enzym) leidt tot darmproblemen. Omdat
lactose niet gecleaved kan worden, zal het zich ophopen in de darm. Hierdoor last van een
opgeblazen gevoel en ook komt lactic acid vrij trekt water aan waterige diarree.
- Galactosemie: In de lever vindt de 1e stap plaats van de omzetting van galactose tot
glucose. Enzymen zijn belangrijk in de omzetting van dit proces. Bij mensen met deze ziekte
is 1 van deze enzymen niet (goed)werkzaam. Dit is een probleem in de lever. Er ontstaan
toxische producten ernstige problemen
4
Brandstoffen uit voedsel
Uit het voedsel worden verschillende macronutriënten gehaald die gebruikt worden als
brandstof;
Carbohydraten komen als in het dieet voor als
zetmeel, sucrose, fructose, maltose, galactose en
glucose. Monosaccharides worden geabsorbeerd in de
bloedstroom.
Eiwitten bestaan uit aminozuren, welke onderling
verbonden zijn door peptide bindingen.
Vetten zijn lipiden bestaande uit triglyceriden. Een
triglyceride bevat 3 vetzuren (fatty acids) die met
ester-verbindingen aan 1 glycerol molecuul vastzitten.
Katabolisme: Bij het oxideren van de brandstoffen tot CO2 en
H2O in de cel komt er energie vrij wanneer de elektronen aan O2 worden
overgedragen. De energie van dit oxidatieproces wordt gebruikt voor de
productie van warmte en ATP.
Respiratie: de oxidatie van brandstof om ATP te generen
Opslaan van brandstoffen in het lichaam
Vet: de meeste brandstof wordt opgeslagen in de vorm van adipose triglyceride
(triacylglycerol) (vet). Vet is een efficiënte manier van opslag omdat; triacylglycerol
meer calorieën per gram bevat dat carbohydraten en eiwitten & bevat weinig water
Glycogeen: is de opgeslagen vorm van carbohydraat. Glycogeen bestaat uit
aaneengeschakelde glucosemoleculen, die samen een vertakte polysachariden
vormen. het wordt opgeslagen in o.a. de lever en spieren. Lever glycogeen wordt
gebruikt voor behouden van bloed-glucose levels tussen maaltijden. Spier glycogeen
levert energie voor contractie tijdens sporten.
Eiwit: spiereiwit wordt gebruikt voor beweging, andere eiwitten dienen als enzymen
of structurele componenten van de cel.
1
,De glycolyse
Is de centrale pathway van het menselijke metabolisme. De
glycolyse wordt gebruikt om ATP te genereren. Hierbij wordt
glucose in de lever omgezet tot pyruvaat. Bij het catabolisme van
glucose komen intermediates vrij (zoals aminozuren, vetten en
andere carbohydraten) die bouwstenen zijn voor veel anabole
pathways. *Als er genoeg ATP is, zal het overschot aan Acetyl-CoA
worden omgezet in vet.
De Citroenzuurcyclus (TCA-cycle)
Door de oxidatie van fatty acids, glucose, acetaat, keton bodies en
aminozuren wordt er acteyl Co-A gesynthetiseerd. Acetyl Co-A is
het substraat voor de TCA-cylce, hierbij wordt de 2-C acetylgroep
geoxideerd tot 2 moleculen CO2, H+ ionen worden omgezet tot H2O. Dit proces vindt plaats
in (binnenmembraan van) mitochondriën.
In de TCA-cyclus wordt NAD+ gebruikt voor de omzetting van isocitraat tot A-ketoglutaraat.
Hierbij komt NADH vrij. NADH Productie in de TCA-
cyclus = nodig voor ATP-vorming in de ETC.
De ECT ATP generatie is een zelf regulerend systeem
-ATP synthase (enzym) gebruikt energie die vrijkomt van proton gradiënt om ATP te
produceren (1) (H+ wil graag naar binnen, laat een soort motorpomp draaien (2)).
-Proton gradiënt wordt verkregen door ETC die NADH omzet naar NAD+ en H+ wordt naar
buiten gebracht.
-Als al het ADP is omgezet in ATP, zal het enzym stoppen. Hierdoor wordt H+ gradiënt
stroming geblokkeerd. Zonder NAD+ kan de TCA cylcus niet verder gaan.
2
,Maaltijden en energie
Na een maaltijd
Hoge conc. glucose leidt tot insuline productie; eerst gebruik van glucose als
energiebron, daarna opslag van energie als glycogeen || Het overschot aan glucose
wordt in de lever omgezet tot vet. Aminozuren worden in weefsel omgezet tot eiwit
Tussen maaltijden
Glycogenolyse: glycogeen wordt omgezet in glucose. Eiwitten uit spieren worden afgebroken
tot aminozuren voor de glucose synthese (gluconeogenesis). Doordat het lichaam eiwitten
gaat afbreken ontstaat er een negatief nitrogen balans. Ook worden de fatty acids
gemobiliseerd en omgezet tot acteylCoA.
Tijdens het uithongeren/vasten (verder op pag 8)
-Aminozuren zijn de bron van glucose tijdens het vasten; hierbij
spierverlies (niet vet). ** Tekort aan glucose triggert
spierafbraak vóór de productie van keton bodies
-Er ontstaat een negatief nitrogen balance; door de afbraak van
lichaamseiwitten (en dus de omzetting van AA), komt er veel
stikstof (nitrogen) vrij meer urea uitscheiding urine donker
-Glucose-alanine cyclus: lever maakt glucose uit aminozuren van
de spieren. Dit gemaakte glucose kan opgenomen en omgezet
worden tot aminozuren in weefsel (zoals spieren).
-Eiwitten met alanine en glutamaat worden het liefst gebruikt voor de degradatie bij
gluconeogenesis (het vasten) kunnen direct worden omgezet in pyruvaat. Komen vooral af
van skeletspieren
-Fatty acids kunnen niet worden omgezet tot glucose omdat deze worden omgezet tot
actetyl CoA (dit kan geen glucose meer worden). Fatty acids kunnen alleen energie leveren
voor het brein als ze worden omgezet in lever tot keton bodies. Alleen glycerol van
triglyceriden kunnen een bron zijn voor de gluconeogenesis. Hierdoor pas later in
vastingsproces vetafbraak
3
, Carbohydraten en glucose management
Koolhydraten: zijn suikers en hun polymeren: Glucose is de belangrijkste monosacharide. De
meeste koolhydraatrijke voedingsmiddelen bevatten glucose-polymeren.
Polysachariden: moeten worden verteerd door glucosidasen, amylase het belangrijkste. De
resulterende tri- en disachariden worden gehydrolyseerd tot monosacchariden die worden
opgenomen door epitheelcellen in de darm.
Transportmechanismen: via glucosetransporters en Na+ dependent transporters.
Sommige suikers worden niet getolereerd, geen geschikte enzymen beschikbaar
Consumptie glucose
De mens heeft een hoog glucose consumptie nodig voor het brein (brein kan geen beta-
oxidatie uitvoeren omdat brein geen (long chain) fatty acid kan absorberen (myeline). Brein
is afhankelijk van glucose, enige back-up is keton-bodies (wordt pas na paar dagen vasten
ingezet). Glucose wordt opgeslagen als glycogeen in de lever (190 gram), er kan ook wat in
de spieren worden opgeslagen, maar deze opslag is bedoeld voor de spieren zelf. Tijdens het
vasten zal al het glucose op zijn binnen 1 dag
Fiber: betekent dat er geen enzym beschikbaar is in mens om te verteren (zoals cellulose).
Vertering carbohydraten
1. Polymeren komen binnen via de mond en worden daar als eerste
verteerd door speeksel a-amylase (verbreekt alpha 1,4 bond).
Omdat het brein glucose nodig heeft start de vertering al in mond
2. Absorptie van de suikers/koolhydraten
In de dunne darm wordt glucose opgenomen via 2 manieren:
Na+ dependent transporters (met Na/K ATPase actief) (geldt
ook voor galactose)
Gefaciliteerde glucose transporters (GLUTS) (geldt ook voor
fructose)
In het weefsel worden
monosacchariden opgenomen door
GLUT transporters. Het aantal GLUT
transport-eiwitten verschilt tussen
weefsels reflecteert functie van
glucose in elk weefsel. Zie verder
onderin
Ziekten mbt koolhydraat metabolisme
- Lactose intolerantie: Probleem met lactase (enzym) leidt tot darmproblemen. Omdat
lactose niet gecleaved kan worden, zal het zich ophopen in de darm. Hierdoor last van een
opgeblazen gevoel en ook komt lactic acid vrij trekt water aan waterige diarree.
- Galactosemie: In de lever vindt de 1e stap plaats van de omzetting van galactose tot
glucose. Enzymen zijn belangrijk in de omzetting van dit proces. Bij mensen met deze ziekte
is 1 van deze enzymen niet (goed)werkzaam. Dit is een probleem in de lever. Er ontstaan
toxische producten ernstige problemen
4
