Samenvatting Metabolisme hoofdstuk 10: "Geïntegreerd metabolisme"

Hoofdstuk 10: Geïntegreerd metabolisme

Inleiding

In multicellulaire organismen is er nood aan coördinatie tussen de energie producerende pathways ->
organismen hebben weefsels/organen die gespecialiseerd zijn in bepaalde metabole processen ->
interconnectiviteit tussen deze weefsels wordt voorzien door neuronale circuits en hormonale
regulatie

Meeste organen hebben niet de nodige enzymen om alle pathways te kunnen uitvoeren vb.
hersenen maken geen gebruik van vetzuren als energiebron omdat ze niet beschikken over enzymen
voor vetzuurafbraak

Orgaan specificiteit

 Hersenen
 Spieren
 Vetweefsel
 Lever
 Nier

Hersenen

20% van alle O2 verbruik gebeurt in hersenen

Constante toevoer nodig van glucose = hoofdbrandstof hersenen,
keton bodies kunnen gebruikt worden als alternatief

 [glucose] < 5mM: hersendysfunctie -> coma, hersenschade
en dood bij nog lagere concentratie

Geen vetzuurverbranding in hersenen -> weinig tot geen glycogeen opgeslagen

Spieren

Glucose, vetzuren, eiwitten en keton bodies als brandstof

Groot deel van glycogeen voorraad lichaam ligt opgeslagen in spieren -> 1%-2% van spiermassa
bestaat uit glycogeen -> nodig voor glucose toevoer want spier doet niet aan gluconeogenese en kan
dus zelf geen glucose produceren

Vetweefsel

Stockage vetzuren in vorm van triacylglycerol, geeft ze vrij wanneer er energie nodig is

Functie bij energie homeostase: vetcellen secreteren hormonen (adipokines) om metabolisme te
reguleren

Lever

Meest metabool actief weefsel -> onderhoudt juiste levels aan brandstof moleculen in bloed die
circuleren om hersenen, spieren en andere weefsels van energie te voorzien

Glucose: lever kan glucose voorzien uit glycogeen voorraden of door gluconeogenese uit precursoren

,  [glucose] hoog in bloed: Lever neemt glucose op uit het bloed -> omzetting naar glucose-6-P -
> glycogeen
 [glucose] laag in bloed: lever zet glucose-6-P om naar glucose -> afgeven aan bloedbaan

Vetzuren:

 Hoge metabole vraag aan energie: vetzuren worden in lever omgezet naar keton bodies ->
transport naar perifere weefsels
 Lage metabole vraag aan energie: vetzuren worden in lever omgezet naar triglyceriden en
verpakt in VLDL-partikels -> transport naar vetweefsel voor vetopslag

Aminozuren: belangrijke metabole brandstof in lever

Koolstofskelet kan omgezet worden naar glucose (glucogenische AZ) of keton bodies (ketogenische
AZ)

Uithongering of zware sportinspanning: eiwitten uit spieren worden afgebroken en AZ worden
getransporteerd naar lever -> omzetting naar glucose via gluconeogenese

Nieren

Functies:

 Afvalproducten uit bloed afvoeren via urine
 nuttige metabolieten recupereren
 onderhoud bloed pH -> overmaat protonen afvoeren als NH4+

Glutamine: transporten naar nieren -> NH4+ verwijderen door hydrolyse -> overblijvende koolstof-
skelet via gluconeogenese omzetten naar glucose en afgeven aan bloedbaan

Uithongering: nieren voorzien 50% van glucose toevoer

Hormonale controle van het brandstof metabolisme

 insuline
 glucagon
 epinephrine

Insuline

Promoot opslag van brandstofmoleculen in lever, spier en vetweefsel

Wordt geproduceerd in beta-cellen pancreas als glucose concentratie in bloed tussen 5,5 en 6 mM is

 Glucose opname stijgt in spiercellen en vetcellen door opregulatie GLUT4 transporters
 Glycogeen synthese stijgt in spier en lever
 Gluconeogenese wordt geïnhibeerd in lever
 Overmatige glucose wordt omgezet naar vetzuren via vetzuursynthese in lever en vetweefsel
 Vetzuurmobilisatie wordt geïnhibeerd in vetweefsel