Q3: Energiehuishouding
Energiehomeostase zorgt ervoor dat elke cel van ons lichaam op elk moment beschikt over
voldoende energie om optimaal te kunnen functioneren. De belangrijke organen hierbij zijn het
maag-darm systeem, de lever, wit vet en de skeletspieren. Maag-darm is erg belangrijk omdat dit
het voedsel en dus de energiesubstraten opneemt. De lever verwerkt, slaat op en verdeelt
energiesubstraten. Het witte vetweefsel slaat energiesubstraten op. De skeletspieren slaan ook
energiesubstraten op in de vorm van glycogeen.
Voedingsstoffen die belangrijk zijn voor het energiemetabolisme zijn koolhydraten, vetten en
eiwitten. Hierbij zijn vooral de koolhydraten en vetten vooral van belang bij de energieproductie.
Vet is een verbinding van glycerol en drie vetzuren. Eiwitten worden vooral gebruikt voor
vervanging van kapotte eiwitten in ons lichaam. De energiesubstraten zijn glucose, vetzuren en
aminozuren. Een gram vet bevat meer energie dan een gram glucose omdat de koolstofatomen in
vetten meer gereduceerd zijn. Bij suikers zitter er O’s aan de koolstofatomen, waardoor er geen
energie meer bij de OH zit omdat de H zijn elektron al heeft afgestaan aan de O. Bij oxidatie komt
energie vrij, hoe meer c-atoom geoxideerd is hoe minder energie het bevat. Electronen zitten
liever bij de O dan bij de C. Zuurstof is heel erg elektronen negatief en wil dus heel graag
elektronen opnemen.
Opname tijdens absorptiefase in de darm
De enterocyten zorgen er voor dat de energiesubstraten opgenomen worden uit het darmlumen
en afgegeven worden aan het bloed. Hierbij worden koolhydraten eerst in de darm afgebroken tot
glucose voordat ze opgenomen worden en worden hierna afgegeven aan de poortader richting de
lever. Vetten worden in het darmlumen afgebroken tot vetzuren, opgenomen en dan verwerkt tot
triacylglycerol (TAG). Hierbij worden de vetzuren gekoppeld aan glycerol. Deze triacylglycerolen
worden gekoppeld aan elkaar in een groot vetbolletje wat het chylomicron wordt genoemd. Hierna
worden de chylomicronen afgegeven aan lymfe. De lymfevaten komen samen uit in de grote
borstbuis en deze mondt uit in de circulatie waar linker vena jugularis interna en linker vena
subclavia samenkomen. De eiwitten worden in het darmlumen afgebroken tot aminozuren,
worden dan opgenomen en afgegeven aan de poortader op weg naar de lever.
Glucosehomeostase
Het lichaam streeft erna om in het bloed een concentratie te hebben van ongeveer 5 mmol
glucose. Glucose is het primaire energiesubstraat voor rode bloedcellen, hersencellen, witte
bloedcellen en niermergcellen. De rode bloedcellen hebben geen mitochondriën, dus hebben
sowieso glucose nodig. Hersencellen hebben ook grote voorkeur voor glucose en kunnen niks
met vetzuren. Deze twee cellen merken dan ook meteen als de glucoseconcentratie niet optimaal
is. Dit betekent dan ook dat er voortdurend voldoende glucose in het bloed aanwezig moet zijn,
maar glucose kan ook toxisch zijn. De glucoseconcentratie in het bloed moet zo snel mogelijk na
de maaltijd weer genormaliseerd worden en mag tussen de maaltijden niet te hoog zijn. Als je net
hebt gegeten komt de glucose voorziening uit je darm dus uit je voedsel (ongeveer 4 uur lang).
Hierna zit er niks meer in de darm en komt de glucose uit de lever door glycogenolyse (afbraak
van glycogeen tot glucose). Na ongeveer 16 uur na de maaltijd en de glycogeen voorraad opraakt,
begint ook de gluconeogenese in de lever (glucose wordt gemaakt uit andere substraten zoals
melkzuur en glycerol). Bij langdurig vasten, waarbij de glucose voorraad opraakt, verbrandt je
vooral de vetzuren en als je dit nog langer blijft doen verbrand je ook spiereiwitten.
Pagina 1 van 5
, Energiehuishouding tijdens de absorptiefase
Lever
Glucoseopname en verwerking
Cytosol van de hepatocyten
In het cytsol vinden glycogenese en glycolyse plaats. Glycogeen vormt een cellulaire
energievoorraad die zich bevindt in het cytosol, zodat het snel beschikbaar is.
Glycogenese
GLUT2 begint pas te werken bij een hoge glucoseconcentratie in het bloed. Op het moment dat
er sprake is van een hoge glucoseconcentratie in het bloed neemt GLUT 2 glucose op in de lever.
Glucose wordt dan meteen gefosforyleerd in glucose-6-fosfaat (G-6-P) door glucokinase
(hexokinase IV). Dit enzym wordt niet geremd door zijn substraat G-6-P. Dus zolang als de
glucoseconcentratie hoog is in het bloed, wordt er glucose opgenomen en gefosforyleerd,
waardoor de glucoseconcentratie in de cel laag blijft. Dit is niet het geval bij de hexokinases I-III in
de hersenen, spier en bloedcellen, deze worden namelijk wel geremd door G-6-P. De G-6-P wordt
in de lever omgezet tot glycogeen onder invloed van insuline. Insuline remt nu ook de afbraak van
glycogeen dus de glycogeen fosforylase. Adrenaline kan alles overrulen en adrenaline en
glucagon zorgen voor het tegenovergestelde effect van insuline.
Glycolyse
Insuline stimuleert ook het enzym fosfofructokinase (PFK1) wat de omzetting van fructose-6-
fosfaat in fructose-6-bifosfaat katalyseert. Fructose-6-bifosfaat kan uiteindelijk weer omgezet
worden pyruvaat met behulp van pyruvaat kinase. Insuline zorgt er dus voor dat glucose in de
lever omgezet kan worden in glycogeen en pyruvaat.
De netto opbrengst van 1 glucose molecuul is 2 pyruvaat, 2 ATP en 2 NADH. Onder aerobe
omstandigheden wordt pyruvaat verder verwerkt in de mitochondriën en onder anaerobe
omstandigheden wordt pyruvaat omgezet in melkzuur. De omzetting van pyruvaat in lactaat is een
reductieproces. Een reductieproces kost energie.
Mitochondrion van de hepatocyten
Pyruvaat dehydrogenase en pyruvaat carboxylase
Als het pyrodruivenzuur het mitochondrion in is gegaan wordt het verwerkt tot acetyl-CoA. Hierbij
wordt het pyruvaat dehydrogenase (PDH) gestimuleerd door insuline en wordt pyruvaat omgezet
in acetyl-CoA door een CO2 af te splitsen. Het acetyl-CoA stimuleert dan het enzym pyruvaat
carboxylase (PC) wat ervoor zorgt dat er oxaloacetaat wordt gevormd uit pyruvaat (carboxylering:
krijgt CO2 erbij). Het acetyl-CoA en oxaloacetaat vormen samen het citroenzuur, wat het begin is
van de citroenzuurcyclus. De netto opbrengst van 2 pyruvaat is 2 acetyl-CoA, 2 NADH en 2 CO2.
De energie zit nu in de acetyl-CoA en de NADH.
Pagina 2 van 5
Energiehomeostase zorgt ervoor dat elke cel van ons lichaam op elk moment beschikt over
voldoende energie om optimaal te kunnen functioneren. De belangrijke organen hierbij zijn het
maag-darm systeem, de lever, wit vet en de skeletspieren. Maag-darm is erg belangrijk omdat dit
het voedsel en dus de energiesubstraten opneemt. De lever verwerkt, slaat op en verdeelt
energiesubstraten. Het witte vetweefsel slaat energiesubstraten op. De skeletspieren slaan ook
energiesubstraten op in de vorm van glycogeen.
Voedingsstoffen die belangrijk zijn voor het energiemetabolisme zijn koolhydraten, vetten en
eiwitten. Hierbij zijn vooral de koolhydraten en vetten vooral van belang bij de energieproductie.
Vet is een verbinding van glycerol en drie vetzuren. Eiwitten worden vooral gebruikt voor
vervanging van kapotte eiwitten in ons lichaam. De energiesubstraten zijn glucose, vetzuren en
aminozuren. Een gram vet bevat meer energie dan een gram glucose omdat de koolstofatomen in
vetten meer gereduceerd zijn. Bij suikers zitter er O’s aan de koolstofatomen, waardoor er geen
energie meer bij de OH zit omdat de H zijn elektron al heeft afgestaan aan de O. Bij oxidatie komt
energie vrij, hoe meer c-atoom geoxideerd is hoe minder energie het bevat. Electronen zitten
liever bij de O dan bij de C. Zuurstof is heel erg elektronen negatief en wil dus heel graag
elektronen opnemen.
Opname tijdens absorptiefase in de darm
De enterocyten zorgen er voor dat de energiesubstraten opgenomen worden uit het darmlumen
en afgegeven worden aan het bloed. Hierbij worden koolhydraten eerst in de darm afgebroken tot
glucose voordat ze opgenomen worden en worden hierna afgegeven aan de poortader richting de
lever. Vetten worden in het darmlumen afgebroken tot vetzuren, opgenomen en dan verwerkt tot
triacylglycerol (TAG). Hierbij worden de vetzuren gekoppeld aan glycerol. Deze triacylglycerolen
worden gekoppeld aan elkaar in een groot vetbolletje wat het chylomicron wordt genoemd. Hierna
worden de chylomicronen afgegeven aan lymfe. De lymfevaten komen samen uit in de grote
borstbuis en deze mondt uit in de circulatie waar linker vena jugularis interna en linker vena
subclavia samenkomen. De eiwitten worden in het darmlumen afgebroken tot aminozuren,
worden dan opgenomen en afgegeven aan de poortader op weg naar de lever.
Glucosehomeostase
Het lichaam streeft erna om in het bloed een concentratie te hebben van ongeveer 5 mmol
glucose. Glucose is het primaire energiesubstraat voor rode bloedcellen, hersencellen, witte
bloedcellen en niermergcellen. De rode bloedcellen hebben geen mitochondriën, dus hebben
sowieso glucose nodig. Hersencellen hebben ook grote voorkeur voor glucose en kunnen niks
met vetzuren. Deze twee cellen merken dan ook meteen als de glucoseconcentratie niet optimaal
is. Dit betekent dan ook dat er voortdurend voldoende glucose in het bloed aanwezig moet zijn,
maar glucose kan ook toxisch zijn. De glucoseconcentratie in het bloed moet zo snel mogelijk na
de maaltijd weer genormaliseerd worden en mag tussen de maaltijden niet te hoog zijn. Als je net
hebt gegeten komt de glucose voorziening uit je darm dus uit je voedsel (ongeveer 4 uur lang).
Hierna zit er niks meer in de darm en komt de glucose uit de lever door glycogenolyse (afbraak
van glycogeen tot glucose). Na ongeveer 16 uur na de maaltijd en de glycogeen voorraad opraakt,
begint ook de gluconeogenese in de lever (glucose wordt gemaakt uit andere substraten zoals
melkzuur en glycerol). Bij langdurig vasten, waarbij de glucose voorraad opraakt, verbrandt je
vooral de vetzuren en als je dit nog langer blijft doen verbrand je ook spiereiwitten.
Pagina 1 van 5
, Energiehuishouding tijdens de absorptiefase
Lever
Glucoseopname en verwerking
Cytosol van de hepatocyten
In het cytsol vinden glycogenese en glycolyse plaats. Glycogeen vormt een cellulaire
energievoorraad die zich bevindt in het cytosol, zodat het snel beschikbaar is.
Glycogenese
GLUT2 begint pas te werken bij een hoge glucoseconcentratie in het bloed. Op het moment dat
er sprake is van een hoge glucoseconcentratie in het bloed neemt GLUT 2 glucose op in de lever.
Glucose wordt dan meteen gefosforyleerd in glucose-6-fosfaat (G-6-P) door glucokinase
(hexokinase IV). Dit enzym wordt niet geremd door zijn substraat G-6-P. Dus zolang als de
glucoseconcentratie hoog is in het bloed, wordt er glucose opgenomen en gefosforyleerd,
waardoor de glucoseconcentratie in de cel laag blijft. Dit is niet het geval bij de hexokinases I-III in
de hersenen, spier en bloedcellen, deze worden namelijk wel geremd door G-6-P. De G-6-P wordt
in de lever omgezet tot glycogeen onder invloed van insuline. Insuline remt nu ook de afbraak van
glycogeen dus de glycogeen fosforylase. Adrenaline kan alles overrulen en adrenaline en
glucagon zorgen voor het tegenovergestelde effect van insuline.
Glycolyse
Insuline stimuleert ook het enzym fosfofructokinase (PFK1) wat de omzetting van fructose-6-
fosfaat in fructose-6-bifosfaat katalyseert. Fructose-6-bifosfaat kan uiteindelijk weer omgezet
worden pyruvaat met behulp van pyruvaat kinase. Insuline zorgt er dus voor dat glucose in de
lever omgezet kan worden in glycogeen en pyruvaat.
De netto opbrengst van 1 glucose molecuul is 2 pyruvaat, 2 ATP en 2 NADH. Onder aerobe
omstandigheden wordt pyruvaat verder verwerkt in de mitochondriën en onder anaerobe
omstandigheden wordt pyruvaat omgezet in melkzuur. De omzetting van pyruvaat in lactaat is een
reductieproces. Een reductieproces kost energie.
Mitochondrion van de hepatocyten
Pyruvaat dehydrogenase en pyruvaat carboxylase
Als het pyrodruivenzuur het mitochondrion in is gegaan wordt het verwerkt tot acetyl-CoA. Hierbij
wordt het pyruvaat dehydrogenase (PDH) gestimuleerd door insuline en wordt pyruvaat omgezet
in acetyl-CoA door een CO2 af te splitsen. Het acetyl-CoA stimuleert dan het enzym pyruvaat
carboxylase (PC) wat ervoor zorgt dat er oxaloacetaat wordt gevormd uit pyruvaat (carboxylering:
krijgt CO2 erbij). Het acetyl-CoA en oxaloacetaat vormen samen het citroenzuur, wat het begin is
van de citroenzuurcyclus. De netto opbrengst van 2 pyruvaat is 2 acetyl-CoA, 2 NADH en 2 CO2.
De energie zit nu in de acetyl-CoA en de NADH.
Pagina 2 van 5
