Biochemie
Samenvatting
Handboek diabetes mellitus
Hoofdstuk 1. Regulatie van de normale
glucosestofwisseling
1. Inleiding
Menselijk lichaam continue behoefte aan toevoer van vooral glucose en vetzuren voor energie in de
vorm van ATP. De substraten (glucose en vetzuren) kunnen worden opgeslagen of geoxideerd.
Glycolyse en bètaoxidatie produceren Acetyl-CoA cofactor in citroenzuurcyclus proces in
ademhalingsketen dat noodzakelijk is om ATP te produceren. Normale glucosehomeostase twee
uitersten: postprandiale (gevoede) toestand en postabsorptieve (langer gevaste) toestand.
2. De glucosestofwisseling in postprandiale toestand
2.1 Verwerking van koolhydraten uit de maaltijd
Koolhydraten opgenomen via dunne darm en naar bloed getransporteerd. Wanneer extracellulaire
glucoseconcentratie stijgt glucose via glucosetransporter-2 (GLUT2) opgenomen in bètacel
pancreas leidt tot productie secretie insuline.
Stroom nutriënten door dunne darm zorgt tevens voor secretie darmhormonen incretinen
(glucagon-like peptide-I, GLP-1 en glucoseafhankelijk insulinetroop polypeptide, GIP) rol
verwerking glucose, vet en eiwit door insulinesecretie te stimuleren. Beide hormonen na bereiken
van plasma snel geïnactiveerd door dipeptidylpeptidase (DPP-4).
2.2 Insulinerespons op koolhydraten
Bij gezonde mensen stijging extracellulair glucose boven 5mmol/l leidt tot opname glucose in
bètacel via GLUT2. Plasma-insulineconcentratie verdubbelt bij plasmaglucose stijging van 0.6mmol/l.
na opname glucose in cel door enzym glucokinase gefosforyleerd tot glucose-6-fosfaat. Dan
genereert glycolyse in cytoplasma ATP sluiting stroom. Stijging intracellulaire calciumconcentratie
resulteert in fusie van secretoire granulae met plasmamembraan en exocytose insuline, C-peptide en
pro-insuline. Secretie insuline postprandiaal gestimuleerd door invloed van autonome zenuwstelsel
op de bètacel en is glucoseafhankelijk.
Aminozuren (arganine, leucine) en vetzuren stimulatoren insulinesecretie. Secretie eerste piek
vooral door glucose, tweede door incretinen, aminozuren en vetzuren. Naast secretie uit granulae is
gelijktijdige stimulatie van synthese van insuline noodzakelijk voor optimale reactie voedselinname
die wordt bewerkstelligd door inwerking glucose en GLP-1, die expressie insulinegen aanzetten. Na
secretie extracellulair eerste insulineklaring in lever 80% endogene insulinesecretie geklaard.
Dan bereikt insuline de systemische circulatie en kan zijn metabole anabole effecten uitoefenen
, 2.3 Glucagonrespons op koolhydraten
Glucagonsecretie uit alfacellen is geremd (postprandiaal) door paracriene effecten via insuline,
GLP-1 en somatostatine. Aanwezigheid van GLP-1-receptor op alfacel en deels indirect via autonome
zenuwstelsel en stimulatie van insulinesecretie. Somatostatine remt glucagonsecretie door
verlaging van cyclisch adenosinemenofosfaat (cAMP). Glucose wordt via GLUT1 de cel ingebracht.
Glucose remt de glucagonsecretie ook indirect, namelijk via stimulatie van insulinesecretie.
2.4 De anabole effecten van insuline
Opslag energie met name in vorm triglyceriden en in mindere mate als glycogeen.
Lever
Stijging insuline- en glucoseconcentratie ten gevolge van toevoer exogene energie resulteert in
anabole toestand. Endogene glucoseproductie (EGP) door lever moet geremd worden (door insuline,
glucose, vrije vetzuren, aminozuren, centrale zenuwstelsel). Insuline remming via directe route
(remming glycogenolyse) en indirecte route (verlagende effecten voorlopers gluconeogenese,
namelijk glycerol, vrije vetzuren aminozuren via remming lipolyse en proteolyse).
Remmende effecten door glucose-6-fosfaat, door glycogenolyse in lever aangemaakt, niet in glucose
wordt omgezet maar in lactaat.
Centraal zenuwstelsel rol in onderdrukking van EGP in postprandiale toestand
insulinesignaaltransductie in hypothalamus van belang, die verandering in neurale beïnvloeding van
lever teweegbrengt.
Glucose kan worden opgeslagen als glycogeen. Hogere glucoseconcentratie in combinatie met
hogere portale insulineconcentratie na maaltijd leidt tot glucoseopname in de hepatocyten.
Opgenomen glucose met glucokinase gefosforyleerd tot glucose-6-fosfaat stimuleert
glycogeensynthase en brengt glycogeensynthese op gang.
Glucoseopname lever ook afhankelijk van verschil tussen portale en arteriële concentratie.
De skeletspier
Na orale toediening glucose wordt er 30% opgenomen in lever en spieren. Rest wordt via niet-
insulinegemedieerde processen opgenomen in andere organen en in de erytrocyten.
Gezonde endotheelfunctie en microcirculatie zijn essentieel om voldoende insuline en glucose aan
spiercellen te bieden. Binding insuline fosforylering van aantal eiwitten uiteindelijk resulteert in
translocatie van glucosetransporter GLUT4 naar celmembraan. Nadat glucose in spiercel is
opgenomen via hexokinase gefosforyleerd tot glucose-6-fosfaat opgeslagen of meteen gebruikt
afhankelijk van status.
, Vetweefsel
Meeste energie ligt opgeslagen in vetweefsel. Insuline schakel tussen triglyceridenafbraak
(lipolyse) en triglyceridenaanmaak, via opname van glucose en vetzuren in vetcel. Bouwstenen
triglyceriden:
- Glycerol-3-fosfaat gemaakt uit intracellulair glucose, dat postpradniaal onder invloed van
insuline via GLUT4 de adipocyt in getransporteerd wordt.
- Geactiveerde vetzuren bereiken cel via vetzuurtransporters in membraan adipocyt.
Opslag triglyceriden in adipocyten is belangrijk voor behouden glucosehomeostase (anders glucose-
intolerantie).
Samenvatting
Handboek diabetes mellitus
Hoofdstuk 1. Regulatie van de normale
glucosestofwisseling
1. Inleiding
Menselijk lichaam continue behoefte aan toevoer van vooral glucose en vetzuren voor energie in de
vorm van ATP. De substraten (glucose en vetzuren) kunnen worden opgeslagen of geoxideerd.
Glycolyse en bètaoxidatie produceren Acetyl-CoA cofactor in citroenzuurcyclus proces in
ademhalingsketen dat noodzakelijk is om ATP te produceren. Normale glucosehomeostase twee
uitersten: postprandiale (gevoede) toestand en postabsorptieve (langer gevaste) toestand.
2. De glucosestofwisseling in postprandiale toestand
2.1 Verwerking van koolhydraten uit de maaltijd
Koolhydraten opgenomen via dunne darm en naar bloed getransporteerd. Wanneer extracellulaire
glucoseconcentratie stijgt glucose via glucosetransporter-2 (GLUT2) opgenomen in bètacel
pancreas leidt tot productie secretie insuline.
Stroom nutriënten door dunne darm zorgt tevens voor secretie darmhormonen incretinen
(glucagon-like peptide-I, GLP-1 en glucoseafhankelijk insulinetroop polypeptide, GIP) rol
verwerking glucose, vet en eiwit door insulinesecretie te stimuleren. Beide hormonen na bereiken
van plasma snel geïnactiveerd door dipeptidylpeptidase (DPP-4).
2.2 Insulinerespons op koolhydraten
Bij gezonde mensen stijging extracellulair glucose boven 5mmol/l leidt tot opname glucose in
bètacel via GLUT2. Plasma-insulineconcentratie verdubbelt bij plasmaglucose stijging van 0.6mmol/l.
na opname glucose in cel door enzym glucokinase gefosforyleerd tot glucose-6-fosfaat. Dan
genereert glycolyse in cytoplasma ATP sluiting stroom. Stijging intracellulaire calciumconcentratie
resulteert in fusie van secretoire granulae met plasmamembraan en exocytose insuline, C-peptide en
pro-insuline. Secretie insuline postprandiaal gestimuleerd door invloed van autonome zenuwstelsel
op de bètacel en is glucoseafhankelijk.
Aminozuren (arganine, leucine) en vetzuren stimulatoren insulinesecretie. Secretie eerste piek
vooral door glucose, tweede door incretinen, aminozuren en vetzuren. Naast secretie uit granulae is
gelijktijdige stimulatie van synthese van insuline noodzakelijk voor optimale reactie voedselinname
die wordt bewerkstelligd door inwerking glucose en GLP-1, die expressie insulinegen aanzetten. Na
secretie extracellulair eerste insulineklaring in lever 80% endogene insulinesecretie geklaard.
Dan bereikt insuline de systemische circulatie en kan zijn metabole anabole effecten uitoefenen
, 2.3 Glucagonrespons op koolhydraten
Glucagonsecretie uit alfacellen is geremd (postprandiaal) door paracriene effecten via insuline,
GLP-1 en somatostatine. Aanwezigheid van GLP-1-receptor op alfacel en deels indirect via autonome
zenuwstelsel en stimulatie van insulinesecretie. Somatostatine remt glucagonsecretie door
verlaging van cyclisch adenosinemenofosfaat (cAMP). Glucose wordt via GLUT1 de cel ingebracht.
Glucose remt de glucagonsecretie ook indirect, namelijk via stimulatie van insulinesecretie.
2.4 De anabole effecten van insuline
Opslag energie met name in vorm triglyceriden en in mindere mate als glycogeen.
Lever
Stijging insuline- en glucoseconcentratie ten gevolge van toevoer exogene energie resulteert in
anabole toestand. Endogene glucoseproductie (EGP) door lever moet geremd worden (door insuline,
glucose, vrije vetzuren, aminozuren, centrale zenuwstelsel). Insuline remming via directe route
(remming glycogenolyse) en indirecte route (verlagende effecten voorlopers gluconeogenese,
namelijk glycerol, vrije vetzuren aminozuren via remming lipolyse en proteolyse).
Remmende effecten door glucose-6-fosfaat, door glycogenolyse in lever aangemaakt, niet in glucose
wordt omgezet maar in lactaat.
Centraal zenuwstelsel rol in onderdrukking van EGP in postprandiale toestand
insulinesignaaltransductie in hypothalamus van belang, die verandering in neurale beïnvloeding van
lever teweegbrengt.
Glucose kan worden opgeslagen als glycogeen. Hogere glucoseconcentratie in combinatie met
hogere portale insulineconcentratie na maaltijd leidt tot glucoseopname in de hepatocyten.
Opgenomen glucose met glucokinase gefosforyleerd tot glucose-6-fosfaat stimuleert
glycogeensynthase en brengt glycogeensynthese op gang.
Glucoseopname lever ook afhankelijk van verschil tussen portale en arteriële concentratie.
De skeletspier
Na orale toediening glucose wordt er 30% opgenomen in lever en spieren. Rest wordt via niet-
insulinegemedieerde processen opgenomen in andere organen en in de erytrocyten.
Gezonde endotheelfunctie en microcirculatie zijn essentieel om voldoende insuline en glucose aan
spiercellen te bieden. Binding insuline fosforylering van aantal eiwitten uiteindelijk resulteert in
translocatie van glucosetransporter GLUT4 naar celmembraan. Nadat glucose in spiercel is
opgenomen via hexokinase gefosforyleerd tot glucose-6-fosfaat opgeslagen of meteen gebruikt
afhankelijk van status.
, Vetweefsel
Meeste energie ligt opgeslagen in vetweefsel. Insuline schakel tussen triglyceridenafbraak
(lipolyse) en triglyceridenaanmaak, via opname van glucose en vetzuren in vetcel. Bouwstenen
triglyceriden:
- Glycerol-3-fosfaat gemaakt uit intracellulair glucose, dat postpradniaal onder invloed van
insuline via GLUT4 de adipocyt in getransporteerd wordt.
- Geactiveerde vetzuren bereiken cel via vetzuurtransporters in membraan adipocyt.
Opslag triglyceriden in adipocyten is belangrijk voor behouden glucosehomeostase (anders glucose-
intolerantie).
