Leerdoelen metabolisme
LEERDOELEN METABOLISME
HOOFDSTUK 1: GLYCOLYSE & GLUCONEOGENESE
Begrijpen van het lot van glucose in verschillende organen (zie ook pentosefosfaat en glycogeen pathways)
Glucose kan in cellen 3 richting uitgaan
1. Energieproductie → glycolyse → citroenzurcyclus → ATP
2. Opslag → glcycogeen (glycogenese)
3. Biosynthese & bescherming →pentosefosfaatpad (PPP)
RBC Geen mitochondria → alleen aerobe glycolyse dus volledig afhankelijk van glucose
Product = lactaat
PPP belangrijk: NADPH → bescherming oxidatieve stress
Hersenen Glucose als enige brandstof → glycolyse + oxi fosforylatie
Geen opslag (geen glycogeen)
Geen vetverbranding (behalving bij langdurig vasten → ketonlichamen)
Spieren + In rust: glucose + vetzuren
hart Bij inspanning: glycolyse (anaeroob) → lactaat
Opslag: glycogeen !!
Geen glucose-afgifte aan bloed (geen glucose-6-fosfatase)
Lever = centraal orgaan voor glucosehuishouding
Opslag: glycogenese (na maaltijd)
Vrijstelling: glycogenolyse + gluconeogenese (bij vasten)
Pentosefosfaatpad → NADH voor vetzuursynthese
Kan glucose produceren EN vrijgeven
Vet Glucose → glycerol-3-fosfaat (voor triglyceriden) en energie via glycolyse
PPP → NADPH voor vetzuursynthese
Begrijpen hoe glucose passief en actief wordt opgenomen in de cel
Glucose kan de cel niet zomaar passeren → transporters nodig:
1. Passief transport (gefaciliteerde diffusie) → GLUT
2. Secundair actief transport → SGLT (Sodium Glucose symporter)
Passief transport (GLUT) Actief transport (SGLT)
Geen energie (ATP) nodig Indirect energie nodig
Transport met concentratiegradiënt Transport tegen concentratiegradiënt
= gefaciliteerde diffusie Gebruikt Na + gradiënt
GLUT1 & 3: RBC, hersenen (basale opname, alle weefsels) Mechanisme:
GLUT2: lever & pancreas (lage affiniteit) 1. Na+ wil cel binnen (lage ¿ in cel)
GLUT4: spier & vetweefsel (insuline-afhankelijk!) 2. Glucose “lift mee” via SGLT
3. Na+/K+-pomp herstel gradiënt (kost ATP)
= secundair actief transport
↳ Insuline → meer GLUT4 in membraan → meer glucose In darm (enterocyten) → opname uit voeding
opname Nier (proximale tubulus) → reabsorptie
, Leerdoelen metabolisme
De enzymatische stappen van de glycolyse alsook hun thermodynamische evenwichten begrijpen en herkennen, zowel
vanuit glucose, galactose als fructose
Glycolyse = afbraak van glucose → 2 pyruvaat + ATP + NADH
3 fasen:
FASE 1 (investering): glucose → F-1,6-BP (kost 2 ATP)
FASE 2 (splitsing): C6-molecule gesplitst in twee C3-moleculen (GAP en DHAP)
FASE 3 (opbrengst): omzetting naar 2 pyruvaat (levert 4 ATP en 2 NADH)
Investeringsfase:
1. Glucose → glucose-6-fosfaat
Enzym: hexokinase / glucokinase ! Irreversibel (↓ G sterk negatief) → regulatiepunt !
2. Glucose-6-fosfaat → fructose-6-fosfaat
Enzym: fosfolglucose-isomerase Reversibel
3. Fructose-6-fosfaat → fructose-1,6-bifosfaat
Enzym: PFK-1 ! Irreversibel → regulatiepunt !
4. F-1,6-BP → DHAP + GAP
Enzym: aldolase Reversibel
5. DHAP ↔ GAP
Enzym: triosefosfaat-isomerase Reversibel
Opbrengstfase: Irreversibele stappen = “comitted steps”
6. GAP → 1,3-BPG
Enzym: GAP-dehydrogenase Reversibel → vormt NADH
7. 1,3-BPG → 3-PG
Enzym: fosfoglyceraatkinase Reversibel → ATP gevormd
8. 3-PG →2-PG
Enzym: mutase Reversibel
9. 2-PG → PEP
Enzym: enolase Reversibel
10. PEP → pyruvaat
Enzym: pyruvaatkinase ! Irreversibel (zeer negatief ∆ G )
Galactose: wordt omgezet via Leloir pathway: galactose → galactose-1-P → glucose-1P → glucose-6-P → glycolyse
Komt binnnen op niveau van G-6-P.
Fructose:
In lever: fructose → fructose-1-P (fructokinase) → DHAP + glyceraldehyde → GAP (omzeilt PFK-1!)
In spier: fructose → fructose-6-P (via hexokinase - komt in glycolyse voor PFK-1)
Begrijpen hoe de redox balans van de glycolyse wordt bewaard
, Leerdoelen metabolisme
Tijdens glycoselyse gebeurt een oxidatie-reactie: bij stap 6: GAP → 1,3-BPG; NAD+ wordt gereduceerd tot NADH
Probleem: NAD+ raakt op en zonder NAD+ stopt glycolyse
Dus: NAD+ moet geregenereerd worden!
Redoxbalans = evenwicht tussen NAD+ (oxidatievorm) en NADH (reductievorm)
Hoe wordt NAD+ geregeneerd?
A. Anaerobe omstandigheden (geen O2): → Lactaat vorming
Pyruvaat + NADH → lactaat + NAD+ of reductie tot ethanol is gisten
Enzym: lactaatdehydrogenase
Belangrijk in spieren (inspanning) en RBC (ALTIJD)
NAD+ terug beschikbaar dus glycolyse kan blijven doorgaan
B. Aerobe omstandigheden (met O2): → via mitochondria, NADH moet elektronen afgeven aan
elektronentransportketen. Probleem: NADH kan niet rechtstreeks mitochondrium binnen
Oplossing:
a) Malate-aspartaat shuttle:
Elektronen →mitochondrium
NADH → NAD+ in cytosol
b) Glycerol-3-fosfaat shuttle:
Minder efficiënt, vooral in spier en hersenen
Waarom is lactaatvorming essentieel? Niet voor energie, maar om NAD+ te regenereren zodat glycolyse kan blijven
doorgaan.
Begrijpen hoe defecten in bepaalde glycolytische enzymen metabolische ziekten veroorzaken
Een defect in een glycolytisch enzym leidt tot:
Minder ATP productie
Meer opstapeling van substraten voor de blokkade
Minder producten na de blokkade
Verstoorde redoxbalans (NAD+/NADH)
Dit is vooral problmematisch in cellen die afhankelijk zijn van de glycolyse zoals RBC (geen mitochondria) en spieren (bij
inspanning).
In RBC: hebben geen mitochondria dus zijn volledig afhankelijk van glycolyse voor ATP
Bij defect: geen ATP → membraan instabiel + hemolyse → hemolytische anemie
Lactose-intolerantie: tekort aan lactase (darmproblemen door fermentatie van lactose door bacteriën)
Galactosemia: tekort aan galactose-1-fosfaat uridyltransferase (opstapeling galactitol → lever schade, cataract)
Fructose-intolerantie: deficiëntie aldolase B in lever (opstapeling F-1-P, remt rest suikermetabolisme)
Begrijpen hoe de glycolyse wordt gereguleerd
LEERDOELEN METABOLISME
HOOFDSTUK 1: GLYCOLYSE & GLUCONEOGENESE
Begrijpen van het lot van glucose in verschillende organen (zie ook pentosefosfaat en glycogeen pathways)
Glucose kan in cellen 3 richting uitgaan
1. Energieproductie → glycolyse → citroenzurcyclus → ATP
2. Opslag → glcycogeen (glycogenese)
3. Biosynthese & bescherming →pentosefosfaatpad (PPP)
RBC Geen mitochondria → alleen aerobe glycolyse dus volledig afhankelijk van glucose
Product = lactaat
PPP belangrijk: NADPH → bescherming oxidatieve stress
Hersenen Glucose als enige brandstof → glycolyse + oxi fosforylatie
Geen opslag (geen glycogeen)
Geen vetverbranding (behalving bij langdurig vasten → ketonlichamen)
Spieren + In rust: glucose + vetzuren
hart Bij inspanning: glycolyse (anaeroob) → lactaat
Opslag: glycogeen !!
Geen glucose-afgifte aan bloed (geen glucose-6-fosfatase)
Lever = centraal orgaan voor glucosehuishouding
Opslag: glycogenese (na maaltijd)
Vrijstelling: glycogenolyse + gluconeogenese (bij vasten)
Pentosefosfaatpad → NADH voor vetzuursynthese
Kan glucose produceren EN vrijgeven
Vet Glucose → glycerol-3-fosfaat (voor triglyceriden) en energie via glycolyse
PPP → NADPH voor vetzuursynthese
Begrijpen hoe glucose passief en actief wordt opgenomen in de cel
Glucose kan de cel niet zomaar passeren → transporters nodig:
1. Passief transport (gefaciliteerde diffusie) → GLUT
2. Secundair actief transport → SGLT (Sodium Glucose symporter)
Passief transport (GLUT) Actief transport (SGLT)
Geen energie (ATP) nodig Indirect energie nodig
Transport met concentratiegradiënt Transport tegen concentratiegradiënt
= gefaciliteerde diffusie Gebruikt Na + gradiënt
GLUT1 & 3: RBC, hersenen (basale opname, alle weefsels) Mechanisme:
GLUT2: lever & pancreas (lage affiniteit) 1. Na+ wil cel binnen (lage ¿ in cel)
GLUT4: spier & vetweefsel (insuline-afhankelijk!) 2. Glucose “lift mee” via SGLT
3. Na+/K+-pomp herstel gradiënt (kost ATP)
= secundair actief transport
↳ Insuline → meer GLUT4 in membraan → meer glucose In darm (enterocyten) → opname uit voeding
opname Nier (proximale tubulus) → reabsorptie
, Leerdoelen metabolisme
De enzymatische stappen van de glycolyse alsook hun thermodynamische evenwichten begrijpen en herkennen, zowel
vanuit glucose, galactose als fructose
Glycolyse = afbraak van glucose → 2 pyruvaat + ATP + NADH
3 fasen:
FASE 1 (investering): glucose → F-1,6-BP (kost 2 ATP)
FASE 2 (splitsing): C6-molecule gesplitst in twee C3-moleculen (GAP en DHAP)
FASE 3 (opbrengst): omzetting naar 2 pyruvaat (levert 4 ATP en 2 NADH)
Investeringsfase:
1. Glucose → glucose-6-fosfaat
Enzym: hexokinase / glucokinase ! Irreversibel (↓ G sterk negatief) → regulatiepunt !
2. Glucose-6-fosfaat → fructose-6-fosfaat
Enzym: fosfolglucose-isomerase Reversibel
3. Fructose-6-fosfaat → fructose-1,6-bifosfaat
Enzym: PFK-1 ! Irreversibel → regulatiepunt !
4. F-1,6-BP → DHAP + GAP
Enzym: aldolase Reversibel
5. DHAP ↔ GAP
Enzym: triosefosfaat-isomerase Reversibel
Opbrengstfase: Irreversibele stappen = “comitted steps”
6. GAP → 1,3-BPG
Enzym: GAP-dehydrogenase Reversibel → vormt NADH
7. 1,3-BPG → 3-PG
Enzym: fosfoglyceraatkinase Reversibel → ATP gevormd
8. 3-PG →2-PG
Enzym: mutase Reversibel
9. 2-PG → PEP
Enzym: enolase Reversibel
10. PEP → pyruvaat
Enzym: pyruvaatkinase ! Irreversibel (zeer negatief ∆ G )
Galactose: wordt omgezet via Leloir pathway: galactose → galactose-1-P → glucose-1P → glucose-6-P → glycolyse
Komt binnnen op niveau van G-6-P.
Fructose:
In lever: fructose → fructose-1-P (fructokinase) → DHAP + glyceraldehyde → GAP (omzeilt PFK-1!)
In spier: fructose → fructose-6-P (via hexokinase - komt in glycolyse voor PFK-1)
Begrijpen hoe de redox balans van de glycolyse wordt bewaard
, Leerdoelen metabolisme
Tijdens glycoselyse gebeurt een oxidatie-reactie: bij stap 6: GAP → 1,3-BPG; NAD+ wordt gereduceerd tot NADH
Probleem: NAD+ raakt op en zonder NAD+ stopt glycolyse
Dus: NAD+ moet geregenereerd worden!
Redoxbalans = evenwicht tussen NAD+ (oxidatievorm) en NADH (reductievorm)
Hoe wordt NAD+ geregeneerd?
A. Anaerobe omstandigheden (geen O2): → Lactaat vorming
Pyruvaat + NADH → lactaat + NAD+ of reductie tot ethanol is gisten
Enzym: lactaatdehydrogenase
Belangrijk in spieren (inspanning) en RBC (ALTIJD)
NAD+ terug beschikbaar dus glycolyse kan blijven doorgaan
B. Aerobe omstandigheden (met O2): → via mitochondria, NADH moet elektronen afgeven aan
elektronentransportketen. Probleem: NADH kan niet rechtstreeks mitochondrium binnen
Oplossing:
a) Malate-aspartaat shuttle:
Elektronen →mitochondrium
NADH → NAD+ in cytosol
b) Glycerol-3-fosfaat shuttle:
Minder efficiënt, vooral in spier en hersenen
Waarom is lactaatvorming essentieel? Niet voor energie, maar om NAD+ te regenereren zodat glycolyse kan blijven
doorgaan.
Begrijpen hoe defecten in bepaalde glycolytische enzymen metabolische ziekten veroorzaken
Een defect in een glycolytisch enzym leidt tot:
Minder ATP productie
Meer opstapeling van substraten voor de blokkade
Minder producten na de blokkade
Verstoorde redoxbalans (NAD+/NADH)
Dit is vooral problmematisch in cellen die afhankelijk zijn van de glycolyse zoals RBC (geen mitochondria) en spieren (bij
inspanning).
In RBC: hebben geen mitochondria dus zijn volledig afhankelijk van glycolyse voor ATP
Bij defect: geen ATP → membraan instabiel + hemolyse → hemolytische anemie
Lactose-intolerantie: tekort aan lactase (darmproblemen door fermentatie van lactose door bacteriën)
Galactosemia: tekort aan galactose-1-fosfaat uridyltransferase (opstapeling galactitol → lever schade, cataract)
Fructose-intolerantie: deficiëntie aldolase B in lever (opstapeling F-1-P, remt rest suikermetabolisme)
Begrijpen hoe de glycolyse wordt gereguleerd
