METABOLISME 2025
Module 1: Biomoleculen ......................................................................................................................... 5
1. Suikers (koolhydraten) .......................................................................................................................... 5
1.1 Stereochemie van suikers .................................................................................................................. 5
1.2 Disachariden ...................................................................................................................................... 6
1.3 Oligosachariden ................................................................................................................................. 6
1.4 Polysachariden .................................................................................................................................. 7
2. Lipiden................................................................................................................................................... 7
2.1 Triglyceriden (Triacylglycerolen) ........................................................................................................ 8
2.2 Membraanlipiden: glycerolipiden, sfingolipiden & cholesterol ........................................................ 9
3. Aminozuren en eiwitten (proteïnes) ................................................................................................... 11
3.1 Aminozuren ..................................................................................................................................... 11
3.2 Eiwitten (proteïnes) ......................................................................................................................... 12
4. Basen, nucleosiden, nucleotiden en nucleïnezuren ............................................................................ 14
5. Enzymes: de katalysatoren van het metabolisem .............................................................................. 14
Module 2: Wat is metabolisme? ............................................................................................................ 17
1. Drie globale doelstellingen van metabolisme ..................................................................................... 18
2. Metabole wegen vs metabole flux ...................................................................................................... 19
3. Katabolisme vs anabolisme ................................................................................................................ 19
4. Adenineribonucleotiden als dragers van ‘nuttige groepen’ ............................................................... 20
4.1 atp – Drager van chemische energie ............................................................................................... 20
4.2 NADH en FADH2 - ‘nuttige’ energierijke elektronendragers ........................................................... 21
5. Regeling van het lichaamsmetabolisme ............................................................................................. 22
5.1 Hormonale regeling van het metabolisme ...................................................................................... 22
5.2 Logica van metabole regeling in lichaamscellen ............................................................................. 23
5.3 Het probleem van ongewenste reacties en diffusieafstanden........................................................ 24
6. Stofwisselingsziekten en metabolietherstel ........................................................................................ 24
6.1 Wat zijn stofwisselingsziekten? ....................................................................................................... 24
6.2 Ontdekking van het idee van een stofwisselingsziekte ................................................................... 25
6.3 Behandeling van stofwisselingsziekten ........................................................................................... 28
6.4 Neonatale screening – De hielprik .................................................................................................. 29
Module 3: Hormonen en neurotransmitter ........................................................................................... 31
1. Inleiding .............................................................................................................................................. 31
1.1 Chemische communicatie tussen organen/weefsels ...................................................................... 31
1.2 Dynamiek van hormoonreceptor-expressie in doelwitcellen ......................................................... 33
1.3 Chemische diversiteit van hormonen ............................................................................................. 35
2. Peptide hormoon & schildklierhormoon ............................................................................................. 35
2.1 Vorming van peptidehormonen via pre-prohormonen .................................................................. 36
2.2 Synthese schildklierhormoon .......................................................................................................... 37
2.3 Afbraak van peptidehormonen (bv. insuline) .................................................................................. 40
3. Steroïd hormonen ............................................................................................................................... 40
3.1 Werking van steroïdhormonen (bij de mens) ................................................................................. 40
1
, 3.2 Bijnieren = Hormonale krachtcentrales........................................................................................... 41
3.3 Cholesterol desmolase en regulatie van cortisol ............................................................................ 42
4. Neurotransmitters .............................................................................................................................. 43
4.1 Synthese & afbraak van catecholamines......................................................................................... 44
4.2 Synthese van serotonine en melatonine ......................................................................................... 45
4.3 Glutamaat en GABA......................................................................................................................... 46
4.4 Acetylcholine ................................................................................................................................... 47
4.5 Retrograde neurotransmitters......................................................................................................... 48
4.6 Verschillen tussen neurotransmitters en neuropeptiden ............................................................... 49
5. Lokaal werkende hormoon-achtige stoffen ........................................................................................ 50
5.1 Histamine ........................................................................................................................................ 50
5.2 Eicosanoïden: Prostaglandines en Leukotriënen ............................................................................ 51
6. Hormonen – Flux – Voeding – Ziektebeelden ..................................................................................... 53
6.1 Insuline: het ‘storage hormone’ ...................................................................................................... 53
6.2 Hyperglycemie: te hoge glycemie ................................................................................................... 55
6.3 Hypoglycemie: Insulinoom (𝛽-celtumor) ........................................................................................ 55
6.4 Feochromocytoom .......................................................................................................................... 56
6.5 Syndroom van Cushing .................................................................................................................... 56
6.6 Hypothyroïdie .................................................................................................................................. 56
6.7 Hyperthyroïdie................................................................................................................................. 57
6.8 Struma ............................................................................................................................................. 57
6.9 Neonatale screening (hielprik) ........................................................................................................ 57
Module 4: Energie ................................................................................................................................ 59
1. ATP: de energie-eenheid ..................................................................................................................... 59
2. Glycolyse ............................................................................................................................................. 60
3. Mitochondriale koolstofverbranding .................................................................................................. 63
4. Oxidatieve fosforylering ...................................................................................................................... 64
5. Hoe het menselijk lichaam energie uitgeeft ....................................................................................... 66
5.1 Grootte van enkele energierekeningen ........................................................................................... 66
5.2 Energie-omzettingen zijn niet 100% rendabel ................................................................................ 68
5.3 Verschillende metabole wegen / brandstof voor arbeid ................................................................ 69
5.4 Taakverdeling andere metabool actieve weefsels .......................................................................... 69
Module 5: Metabole homeostase ......................................................................................................... 71
1. Glucosehomeostase (bloedglucosebalans) ......................................................................................... 71
2. MObilisatie vetweefsel ....................................................................................................................... 73
2.1 Regeling van Triglyceridenmassa..................................................................................................... 74
3. Glycogeenmetabolisme ...................................................................................................................... 75
3.1 Leverglycogeen ................................................................................................................................ 75
3.2 Spierglycogeen ................................................................................................................................ 75
3.3 Structuur van Glycogeen ................................................................................................................. 76
3.4 Twee niveaus van glycogeenmetabolisme ...................................................................................... 76
4. Gluconeogenese en Ketogenese ......................................................................................................... 78
4.1 Gluconeogenese – in de leverparenchymcellen ............................................................................. 79
4.2 Ketogenese ...................................................................................................................................... 82
2
,Module 6: Pentosefosfaatweg ............................................................................................................... 85
1. Modaliteit &: generen energierijke elektronen (NADPH) ................................................................... 86
2. G6PD-deficiëntie ................................................................................................................................. 86
3. Modaliteit 2: Synthese vetzuren en cholesterol .................................................................................. 87
3.1 Vetzuursynthese – 3 fasen............................................................................................................... 87
3.2 Cholesterolsynthese – De Novo Synthese via de Mevalonaatweg ................................................. 89
Module 7: Lipidentransport en atherosclerose ...................................................................................... 91
1. LIpidentransport ................................................................................................................................. 91
1.2 Cholesteroltransport & Regulatie ........................................................................................................ 92
2. Atherosclerose .................................................................................................................................... 93
Module 8: Van vetzuren en van cholesterol afgeleide moleculen & detoxificatie .................................... 95
1. Van vetzuur afgeleide moleculen ........................................................................................................ 95
1.1 Surfactant ........................................................................................................................................ 95
1.2 Sfingolipiden & Lysosomale Stapelziekten ...................................................................................... 96
2. Van cholesterol afgeleide moleculen .................................................................................................. 96
2.1 Galzouten ........................................................................................................................................ 97
2.2 Steroïdhormoon .............................................................................................................................. 98
2.3 Vitamine D ....................................................................................................................................... 98
3. Metabole Detoxificatie ....................................................................................................................... 99
3.1 Detoxificatie van cholesterol (lichaamseigen molecule) ................................................................. 99
3.2 Detoxificatie van schadelijke stoffen uit voeding ............................................................................ 99
3.3 Ethanol & metabolische detoxificatie er van ................................................................................ 102
Module 9: Aminozuurmetabolisme ..................................................................................................... 105
1. Synthese van niet-essentiële aminozuren ......................................................................................... 106
2. Eiwitkwaliteit .................................................................................................................................... 107
2.1 Proteïne-Energie Malnutritie (PEM).............................................................................................. 108
3. Ureumcyclus – Detoxificatie van stikstof (ammoniak)...................................................................... 108
4. Van aminozuren afgeleide moleculen............................................................................................... 110
4.1 Ergogene stoffen – energie en spierfunctie .................................................................................. 111
4.2 Heem – Functie, Synthese & Afbraak ............................................................................................ 111
4.3 Stikstofmonoxide (NO) .................................................................................................................. 114
4.4 Schildklierhormonen (T3 en T4) .................................................................................................... 114
Module 10: Metabolisme van basen en nucleotiden ........................................................................... 115
1. Nucleotiden & basen......................................................................................................................... 115
2. Chemotherapie ................................................................................................................................. 117
3. Metabole basis van jicht ................................................................................................................... 118
Module 11: Oorzaken en gevolgen van diabetes .................................................................................. 121
1. Type 1 Diabetes (±10%) .................................................................................................................... 122
2. Type 2 Diabetes (±90%) .................................................................................................................... 122
3
,3. Diabetescomplicaties ........................................................................................................................ 123
4. OBesitas ............................................................................................................................................ 124
4
,MODULE 1: BIOMOLECULEN
Biomoleculen – 4 klassen
1. Suikers (koolhydraten)
2. Lipiden (vetten) → opgebouwd uit vetzuren + glycerol
3. Proteïnen (eiwitten) → opgebouwd uit aminozuren
4. Nucleïnezuren (DNA/RNA) → opgebouwd uit nucleotiden (zoals ATP)
→ Alle levensvormen gebruiken deze biomoleculen, met dezelfde bouwstenen en bindingen → variatie zit
in de details.
Water als biomolecule
• Meest voorkomende molecuul in het lichaam (±70% van lichaamsmassa)
• Concentratie in bloed ≈ 50 mol/L
• Belangrijke eigenschappen:
o Zuur-base gedrag (H⁺, OH⁻)
o Hoge warmtecapaciteit → houdt lichaamstemperatuur stabiel
o Hydrofiel = lost op in water
o Hydrofoob = vermijdt water → vormt vetdruppels en membranen
• Oplossing in water + afbakening door lipide-membranen = basis van cellen
1. SUIKERS (KOOLHYDRATEN)
• Bouwstenen: monosachariden
• Binding: glycosidebinding (bv. α1→4)
• Niet gecodeerd in DNA, wél de enzymen die ze maken
• Polymeren zoals glycogeen/zetmeel: variabele grootte
• Meest voorkomende biomolecule op aarde
o Cellulose (planten)
o Chitine (exoskelet van krab, kreeft)
• Belang:
o Voeding: zetmeel
o Metabolisme
o Ziekten: cariës, diabetes, leververvetting, hartziekten
1.1 STEREOCHEMIE VAN SUIKERS
• Fisherprojectie van chirale centra
O H H O
C C H O H O H O
C C C
HO C HH C OH HO C H H C OH H C OH
HOCH2 H2COH HO C H HO C H HO C H
L-isomeer D-isomeer
H O H O H C OH H C OH HO C H
C C
H C OH H C OH H C OH
OH C H H C OH
H2COH H2COH H2COH
HOCH2 H2COH Emil Fischer
glyceraldehyde (1852-1919) D-mannose D-glucose D-galactose
o Glyceraldehyde → L- en D-vormen (spiegelbeeld-isomeren) → Rotatie rond C
o Suikers met zelfde formule (C₆H₁₂O₆) & gewicht → andere naam + functie afhankelijk van
OH-positie (bv. D-glucose vs D-galactose)
5
, • Haworth projectie
o Ringsluiting (C1-C5) → zesringstructuur (pyranose)
CH2OH
CH2OH CH2OH HOCH2
O
OH O HO O OH Sucrose O
OH OH
glucose fructose OH HO
H C alfa-1 ® 2 O
HO OH HO CH2OH
H C OH
OH OH OH
alfa-anomeer bèta-D-galactose HO
HO C H
CH2OH CH2OH CH2OH
H C OH OH CH2OH
O OH Lactose
HO O O OH
O
H C O OH
CH2OH Norman Haworth OH OH
galactose glucose OH O OH
HO O (1883-1950) bèta-1 ® 4
CH2OH HO
OH OH HO
D-glucose bèta-anomeer HO OH bèta-D-mannose OH OH
o Anomeren: CH2OH CH2OH
▪ α-anomeer: OH op C1 beneden O O OH
Maltose
OH OH
▪ β-anomeer: OH op C1 boven glucose glucose
alfa-1 ® 4 O
• Glycosidebinding HO
OH OH
o Verbindt 2 monosachariden: α-1,4 binding
o Voorbeeld: glucose + glucose → maltose (product van zetmeelafbraak)
1.2 DISACHARIDEN
→ Drie belangrijke disacchariden: belang in de voeding en in de CH2OH
spijsvertering Sucrose O HOCH2
O
glucose fructose OH HO
alfa-1 ® 2 O
Naam Samenstelling Binding Belang HO CH2OH
Sucrose Glucose + Fructose α1→2 Gebak, frisdrank → OH HO
(tafelsuiker) cariës, obesitas, CH2OH CH2OH
diabetes Lactose
HO O O OH
galactose glucose OH OH
Lactose Glucose + Galactose β1→4 Belangrijkste suiker bèta-1 ® 4
O
(melksuiker) in moedermelk &
OH OH
koemelk
CH2OH CH2OH
Maltose Glucose + Glucose α1→4 Zetmeelafbraak, O OH
O
bierproductie Maltose
glucose glucose OH OH
(mouten) alfa-1 ® 4 O
HO
OH OH
1.3 OLIGOSACHARIDEN
• Rol: Structuur en herkenning aan celmembranen
o Glycolipiden: suikers op vetten (bv. bloedgroepen)
o Glycoproteïnen: suikers op eiwitten
▪ O-gebonden: aan OH-groep van Serine/Threonine
▪ N-gebonden: aan stikstofgroep van Asparagine
• Zeer veel combinaties mogelijk:
o Verschillende bouwstenen
o Verschillende soorten glycosidebindingen
• Functie:
o Cel-cel communicatie
o Receptor-ligand binding
o Eiwitinteracties in bloed
6
, 1.4 POLYSACHARIDEN
• Lange ketens van suikers = structuur en opslag
• Variatie in bindingen en vertakkingen bepaalt functie
Structuur gevende polysachariden
Naam Samenstelling Binding(en) Functie/voorkomen
Cellulose Glucose β1→4 Celwand planten, houtvezels –
stevig door H-bruggen
Chitine N-acetylglucosamine β1→4 Exoskelet insecten, schaaldieren
Glycosaminoglycanen Suikerafgeleiden (COO⁻, Repeterende Hydraterend & structureel in
(GAGs) NH₂, SO₄²⁻) disachariden ECM, kraakbeen, gewrichten
Kenmerken GAGs:
• Sterk polair, negatieve ladingen => binden veel water
• Repeterende disaccharide-eenheid, zeer lange strengen
• Sommige zijn covalent verbonden aan eiwit => proteoglycanen
• Functies in de extracellulaire ruimte (bindweefsel, bloedbaan, kraakbeen, gewrichten)
Voorbeelden GAGs:
• Hyaluronzuur → oog (glasvocht), navelstreng, gewrichten (smering)
CH2OH bèta- CH2OH
HO CH2OH
O 1 4 HO O HO O
O COO- O COO- O COO-
O O O
O N- O N- O N-
HO bèta- acetyl acetyl acetyl
OH HO OH HO OH
1 3
glucuronzuur N-acetylglucosamine Hyaluronzuur
• Heparine → bloedvatwand, antistolling (natuurlijk S
COO & medisch)
S alfa-1 4 S CH -
COO CH2 CH - 2
2
COO- O O O O
O O O O O O O O
Energieopslag-polysachariden
HO
S HO N HO
S HO N HO
S HO N
S S S
Naam Opbouw alfa-1 4
glucuronzuur-
Binding(en)
glucosamine-
Functie
Heparine
Glycogeen 2-O-sulfaat
D-glucose2,6-disulfaatα1→4 hoofdketen + α1→6 zijtakken Koolhydraatopslag in lever
→ vertakt met in centrum eiwit = (bloedglucose) & spier (eigen verbruik)
glycogenine
Zetmeel D-glucose • Amylose (onvertakt, α1→4) Energieopslag in planten (zaden,
• Amylopectine (vertakt, α1→6) knollen)
Dextranen Glucose α1→6 + vertakkingen Suikerreserve bacteriën, rol bij
tandplaque/tandsteen
2. LIPIDEN
• Bouwstenen = vetzuren + alcoholdrager (vb. glycerol of cholesterol)
• Bindingen = ester- en etherbindingen
• Niet genetisch gecodeerd, wel enzymatisch aangemaakt
• Altijd hydrofoob gedrag (→ lost slecht op in water)
7
, Functies van lipiden
• Energieopslag: triglyceriden
• Membraanopbouw: fosfolipiden, cholesterol
• Signaalfunctie & hormoonproductie
• Toepassingen in voeding, geneeskunde en metabolisme
o Gezonde vetten = plantaardig (bv. olijfolie – rijk aan onverzadigde vetzuren)
o Minder gezonde vetten = dierlijk (bv. kaas, melk – veel verzadigde vetzuren)
o Transvetten (transdubbelebinding) = ongezond, veroorzaken atherosclerose
(slagaderverkalking)
Vetzuren:
• Lengte: even aantal C-atomen (verklaring: mechanisme van synthese); onvertakte
koolwaterstofstaarten
• Bindingen:
o Verzadigde vetzuren = alleen enkelvoudige C-C bindingen
o Onverzadigde vetzuren = ook cis- C=C bindingen
• Belang: Vrije vetzuren zijn belangrijke metabolieten, vetzuren veresteren aan een alcoholgroep =>
lipiden
2.1 TRIGLYCERIDEN (TRIACYLGLYCEROLEN)
• Bestaan uit 3 vetzuren (onvertakte koolwaterstofstaarten)
• Veresterd met de 3 OH-groepen van glycerol
O
HO CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C O CH2
H3C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
O
HO CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C O CH
H3C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
O
HO CH2 O CH2
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C
glycerol H3C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
Types vetzuren en hun eigenschappen:
• Verzadigde vetzuren:
o Alleen enkelvoudige C–C-bindingen
o Meestal in dierlijke vetten
o Hoge smelttemperatuur → semi-vast bij kamertemperatuur
▪ Van der Waals-krachten zijn sterker bij verzadigde vetzuren (rechte ketens → dichter
opeen stapelbaar) → sterkere interacties → hogere smelttemperatuur
• Onverzadigde vetzuren:
o Bevatten één of meer cis-dubbelbindingen (C=C)
o Meestal in plantaardige oliën of visolie
o Lage smelttemperatuur → vloeibaar bij kamertemperatuur
Belang:
• Energiebron (belangrijke macronutriënt)
• Energieopslag in de vorm van vetweefsel
8
Module 1: Biomoleculen ......................................................................................................................... 5
1. Suikers (koolhydraten) .......................................................................................................................... 5
1.1 Stereochemie van suikers .................................................................................................................. 5
1.2 Disachariden ...................................................................................................................................... 6
1.3 Oligosachariden ................................................................................................................................. 6
1.4 Polysachariden .................................................................................................................................. 7
2. Lipiden................................................................................................................................................... 7
2.1 Triglyceriden (Triacylglycerolen) ........................................................................................................ 8
2.2 Membraanlipiden: glycerolipiden, sfingolipiden & cholesterol ........................................................ 9
3. Aminozuren en eiwitten (proteïnes) ................................................................................................... 11
3.1 Aminozuren ..................................................................................................................................... 11
3.2 Eiwitten (proteïnes) ......................................................................................................................... 12
4. Basen, nucleosiden, nucleotiden en nucleïnezuren ............................................................................ 14
5. Enzymes: de katalysatoren van het metabolisem .............................................................................. 14
Module 2: Wat is metabolisme? ............................................................................................................ 17
1. Drie globale doelstellingen van metabolisme ..................................................................................... 18
2. Metabole wegen vs metabole flux ...................................................................................................... 19
3. Katabolisme vs anabolisme ................................................................................................................ 19
4. Adenineribonucleotiden als dragers van ‘nuttige groepen’ ............................................................... 20
4.1 atp – Drager van chemische energie ............................................................................................... 20
4.2 NADH en FADH2 - ‘nuttige’ energierijke elektronendragers ........................................................... 21
5. Regeling van het lichaamsmetabolisme ............................................................................................. 22
5.1 Hormonale regeling van het metabolisme ...................................................................................... 22
5.2 Logica van metabole regeling in lichaamscellen ............................................................................. 23
5.3 Het probleem van ongewenste reacties en diffusieafstanden........................................................ 24
6. Stofwisselingsziekten en metabolietherstel ........................................................................................ 24
6.1 Wat zijn stofwisselingsziekten? ....................................................................................................... 24
6.2 Ontdekking van het idee van een stofwisselingsziekte ................................................................... 25
6.3 Behandeling van stofwisselingsziekten ........................................................................................... 28
6.4 Neonatale screening – De hielprik .................................................................................................. 29
Module 3: Hormonen en neurotransmitter ........................................................................................... 31
1. Inleiding .............................................................................................................................................. 31
1.1 Chemische communicatie tussen organen/weefsels ...................................................................... 31
1.2 Dynamiek van hormoonreceptor-expressie in doelwitcellen ......................................................... 33
1.3 Chemische diversiteit van hormonen ............................................................................................. 35
2. Peptide hormoon & schildklierhormoon ............................................................................................. 35
2.1 Vorming van peptidehormonen via pre-prohormonen .................................................................. 36
2.2 Synthese schildklierhormoon .......................................................................................................... 37
2.3 Afbraak van peptidehormonen (bv. insuline) .................................................................................. 40
3. Steroïd hormonen ............................................................................................................................... 40
3.1 Werking van steroïdhormonen (bij de mens) ................................................................................. 40
1
, 3.2 Bijnieren = Hormonale krachtcentrales........................................................................................... 41
3.3 Cholesterol desmolase en regulatie van cortisol ............................................................................ 42
4. Neurotransmitters .............................................................................................................................. 43
4.1 Synthese & afbraak van catecholamines......................................................................................... 44
4.2 Synthese van serotonine en melatonine ......................................................................................... 45
4.3 Glutamaat en GABA......................................................................................................................... 46
4.4 Acetylcholine ................................................................................................................................... 47
4.5 Retrograde neurotransmitters......................................................................................................... 48
4.6 Verschillen tussen neurotransmitters en neuropeptiden ............................................................... 49
5. Lokaal werkende hormoon-achtige stoffen ........................................................................................ 50
5.1 Histamine ........................................................................................................................................ 50
5.2 Eicosanoïden: Prostaglandines en Leukotriënen ............................................................................ 51
6. Hormonen – Flux – Voeding – Ziektebeelden ..................................................................................... 53
6.1 Insuline: het ‘storage hormone’ ...................................................................................................... 53
6.2 Hyperglycemie: te hoge glycemie ................................................................................................... 55
6.3 Hypoglycemie: Insulinoom (𝛽-celtumor) ........................................................................................ 55
6.4 Feochromocytoom .......................................................................................................................... 56
6.5 Syndroom van Cushing .................................................................................................................... 56
6.6 Hypothyroïdie .................................................................................................................................. 56
6.7 Hyperthyroïdie................................................................................................................................. 57
6.8 Struma ............................................................................................................................................. 57
6.9 Neonatale screening (hielprik) ........................................................................................................ 57
Module 4: Energie ................................................................................................................................ 59
1. ATP: de energie-eenheid ..................................................................................................................... 59
2. Glycolyse ............................................................................................................................................. 60
3. Mitochondriale koolstofverbranding .................................................................................................. 63
4. Oxidatieve fosforylering ...................................................................................................................... 64
5. Hoe het menselijk lichaam energie uitgeeft ....................................................................................... 66
5.1 Grootte van enkele energierekeningen ........................................................................................... 66
5.2 Energie-omzettingen zijn niet 100% rendabel ................................................................................ 68
5.3 Verschillende metabole wegen / brandstof voor arbeid ................................................................ 69
5.4 Taakverdeling andere metabool actieve weefsels .......................................................................... 69
Module 5: Metabole homeostase ......................................................................................................... 71
1. Glucosehomeostase (bloedglucosebalans) ......................................................................................... 71
2. MObilisatie vetweefsel ....................................................................................................................... 73
2.1 Regeling van Triglyceridenmassa..................................................................................................... 74
3. Glycogeenmetabolisme ...................................................................................................................... 75
3.1 Leverglycogeen ................................................................................................................................ 75
3.2 Spierglycogeen ................................................................................................................................ 75
3.3 Structuur van Glycogeen ................................................................................................................. 76
3.4 Twee niveaus van glycogeenmetabolisme ...................................................................................... 76
4. Gluconeogenese en Ketogenese ......................................................................................................... 78
4.1 Gluconeogenese – in de leverparenchymcellen ............................................................................. 79
4.2 Ketogenese ...................................................................................................................................... 82
2
,Module 6: Pentosefosfaatweg ............................................................................................................... 85
1. Modaliteit &: generen energierijke elektronen (NADPH) ................................................................... 86
2. G6PD-deficiëntie ................................................................................................................................. 86
3. Modaliteit 2: Synthese vetzuren en cholesterol .................................................................................. 87
3.1 Vetzuursynthese – 3 fasen............................................................................................................... 87
3.2 Cholesterolsynthese – De Novo Synthese via de Mevalonaatweg ................................................. 89
Module 7: Lipidentransport en atherosclerose ...................................................................................... 91
1. LIpidentransport ................................................................................................................................. 91
1.2 Cholesteroltransport & Regulatie ........................................................................................................ 92
2. Atherosclerose .................................................................................................................................... 93
Module 8: Van vetzuren en van cholesterol afgeleide moleculen & detoxificatie .................................... 95
1. Van vetzuur afgeleide moleculen ........................................................................................................ 95
1.1 Surfactant ........................................................................................................................................ 95
1.2 Sfingolipiden & Lysosomale Stapelziekten ...................................................................................... 96
2. Van cholesterol afgeleide moleculen .................................................................................................. 96
2.1 Galzouten ........................................................................................................................................ 97
2.2 Steroïdhormoon .............................................................................................................................. 98
2.3 Vitamine D ....................................................................................................................................... 98
3. Metabole Detoxificatie ....................................................................................................................... 99
3.1 Detoxificatie van cholesterol (lichaamseigen molecule) ................................................................. 99
3.2 Detoxificatie van schadelijke stoffen uit voeding ............................................................................ 99
3.3 Ethanol & metabolische detoxificatie er van ................................................................................ 102
Module 9: Aminozuurmetabolisme ..................................................................................................... 105
1. Synthese van niet-essentiële aminozuren ......................................................................................... 106
2. Eiwitkwaliteit .................................................................................................................................... 107
2.1 Proteïne-Energie Malnutritie (PEM).............................................................................................. 108
3. Ureumcyclus – Detoxificatie van stikstof (ammoniak)...................................................................... 108
4. Van aminozuren afgeleide moleculen............................................................................................... 110
4.1 Ergogene stoffen – energie en spierfunctie .................................................................................. 111
4.2 Heem – Functie, Synthese & Afbraak ............................................................................................ 111
4.3 Stikstofmonoxide (NO) .................................................................................................................. 114
4.4 Schildklierhormonen (T3 en T4) .................................................................................................... 114
Module 10: Metabolisme van basen en nucleotiden ........................................................................... 115
1. Nucleotiden & basen......................................................................................................................... 115
2. Chemotherapie ................................................................................................................................. 117
3. Metabole basis van jicht ................................................................................................................... 118
Module 11: Oorzaken en gevolgen van diabetes .................................................................................. 121
1. Type 1 Diabetes (±10%) .................................................................................................................... 122
2. Type 2 Diabetes (±90%) .................................................................................................................... 122
3
,3. Diabetescomplicaties ........................................................................................................................ 123
4. OBesitas ............................................................................................................................................ 124
4
,MODULE 1: BIOMOLECULEN
Biomoleculen – 4 klassen
1. Suikers (koolhydraten)
2. Lipiden (vetten) → opgebouwd uit vetzuren + glycerol
3. Proteïnen (eiwitten) → opgebouwd uit aminozuren
4. Nucleïnezuren (DNA/RNA) → opgebouwd uit nucleotiden (zoals ATP)
→ Alle levensvormen gebruiken deze biomoleculen, met dezelfde bouwstenen en bindingen → variatie zit
in de details.
Water als biomolecule
• Meest voorkomende molecuul in het lichaam (±70% van lichaamsmassa)
• Concentratie in bloed ≈ 50 mol/L
• Belangrijke eigenschappen:
o Zuur-base gedrag (H⁺, OH⁻)
o Hoge warmtecapaciteit → houdt lichaamstemperatuur stabiel
o Hydrofiel = lost op in water
o Hydrofoob = vermijdt water → vormt vetdruppels en membranen
• Oplossing in water + afbakening door lipide-membranen = basis van cellen
1. SUIKERS (KOOLHYDRATEN)
• Bouwstenen: monosachariden
• Binding: glycosidebinding (bv. α1→4)
• Niet gecodeerd in DNA, wél de enzymen die ze maken
• Polymeren zoals glycogeen/zetmeel: variabele grootte
• Meest voorkomende biomolecule op aarde
o Cellulose (planten)
o Chitine (exoskelet van krab, kreeft)
• Belang:
o Voeding: zetmeel
o Metabolisme
o Ziekten: cariës, diabetes, leververvetting, hartziekten
1.1 STEREOCHEMIE VAN SUIKERS
• Fisherprojectie van chirale centra
O H H O
C C H O H O H O
C C C
HO C HH C OH HO C H H C OH H C OH
HOCH2 H2COH HO C H HO C H HO C H
L-isomeer D-isomeer
H O H O H C OH H C OH HO C H
C C
H C OH H C OH H C OH
OH C H H C OH
H2COH H2COH H2COH
HOCH2 H2COH Emil Fischer
glyceraldehyde (1852-1919) D-mannose D-glucose D-galactose
o Glyceraldehyde → L- en D-vormen (spiegelbeeld-isomeren) → Rotatie rond C
o Suikers met zelfde formule (C₆H₁₂O₆) & gewicht → andere naam + functie afhankelijk van
OH-positie (bv. D-glucose vs D-galactose)
5
, • Haworth projectie
o Ringsluiting (C1-C5) → zesringstructuur (pyranose)
CH2OH
CH2OH CH2OH HOCH2
O
OH O HO O OH Sucrose O
OH OH
glucose fructose OH HO
H C alfa-1 ® 2 O
HO OH HO CH2OH
H C OH
OH OH OH
alfa-anomeer bèta-D-galactose HO
HO C H
CH2OH CH2OH CH2OH
H C OH OH CH2OH
O OH Lactose
HO O O OH
O
H C O OH
CH2OH Norman Haworth OH OH
galactose glucose OH O OH
HO O (1883-1950) bèta-1 ® 4
CH2OH HO
OH OH HO
D-glucose bèta-anomeer HO OH bèta-D-mannose OH OH
o Anomeren: CH2OH CH2OH
▪ α-anomeer: OH op C1 beneden O O OH
Maltose
OH OH
▪ β-anomeer: OH op C1 boven glucose glucose
alfa-1 ® 4 O
• Glycosidebinding HO
OH OH
o Verbindt 2 monosachariden: α-1,4 binding
o Voorbeeld: glucose + glucose → maltose (product van zetmeelafbraak)
1.2 DISACHARIDEN
→ Drie belangrijke disacchariden: belang in de voeding en in de CH2OH
spijsvertering Sucrose O HOCH2
O
glucose fructose OH HO
alfa-1 ® 2 O
Naam Samenstelling Binding Belang HO CH2OH
Sucrose Glucose + Fructose α1→2 Gebak, frisdrank → OH HO
(tafelsuiker) cariës, obesitas, CH2OH CH2OH
diabetes Lactose
HO O O OH
galactose glucose OH OH
Lactose Glucose + Galactose β1→4 Belangrijkste suiker bèta-1 ® 4
O
(melksuiker) in moedermelk &
OH OH
koemelk
CH2OH CH2OH
Maltose Glucose + Glucose α1→4 Zetmeelafbraak, O OH
O
bierproductie Maltose
glucose glucose OH OH
(mouten) alfa-1 ® 4 O
HO
OH OH
1.3 OLIGOSACHARIDEN
• Rol: Structuur en herkenning aan celmembranen
o Glycolipiden: suikers op vetten (bv. bloedgroepen)
o Glycoproteïnen: suikers op eiwitten
▪ O-gebonden: aan OH-groep van Serine/Threonine
▪ N-gebonden: aan stikstofgroep van Asparagine
• Zeer veel combinaties mogelijk:
o Verschillende bouwstenen
o Verschillende soorten glycosidebindingen
• Functie:
o Cel-cel communicatie
o Receptor-ligand binding
o Eiwitinteracties in bloed
6
, 1.4 POLYSACHARIDEN
• Lange ketens van suikers = structuur en opslag
• Variatie in bindingen en vertakkingen bepaalt functie
Structuur gevende polysachariden
Naam Samenstelling Binding(en) Functie/voorkomen
Cellulose Glucose β1→4 Celwand planten, houtvezels –
stevig door H-bruggen
Chitine N-acetylglucosamine β1→4 Exoskelet insecten, schaaldieren
Glycosaminoglycanen Suikerafgeleiden (COO⁻, Repeterende Hydraterend & structureel in
(GAGs) NH₂, SO₄²⁻) disachariden ECM, kraakbeen, gewrichten
Kenmerken GAGs:
• Sterk polair, negatieve ladingen => binden veel water
• Repeterende disaccharide-eenheid, zeer lange strengen
• Sommige zijn covalent verbonden aan eiwit => proteoglycanen
• Functies in de extracellulaire ruimte (bindweefsel, bloedbaan, kraakbeen, gewrichten)
Voorbeelden GAGs:
• Hyaluronzuur → oog (glasvocht), navelstreng, gewrichten (smering)
CH2OH bèta- CH2OH
HO CH2OH
O 1 4 HO O HO O
O COO- O COO- O COO-
O O O
O N- O N- O N-
HO bèta- acetyl acetyl acetyl
OH HO OH HO OH
1 3
glucuronzuur N-acetylglucosamine Hyaluronzuur
• Heparine → bloedvatwand, antistolling (natuurlijk S
COO & medisch)
S alfa-1 4 S CH -
COO CH2 CH - 2
2
COO- O O O O
O O O O O O O O
Energieopslag-polysachariden
HO
S HO N HO
S HO N HO
S HO N
S S S
Naam Opbouw alfa-1 4
glucuronzuur-
Binding(en)
glucosamine-
Functie
Heparine
Glycogeen 2-O-sulfaat
D-glucose2,6-disulfaatα1→4 hoofdketen + α1→6 zijtakken Koolhydraatopslag in lever
→ vertakt met in centrum eiwit = (bloedglucose) & spier (eigen verbruik)
glycogenine
Zetmeel D-glucose • Amylose (onvertakt, α1→4) Energieopslag in planten (zaden,
• Amylopectine (vertakt, α1→6) knollen)
Dextranen Glucose α1→6 + vertakkingen Suikerreserve bacteriën, rol bij
tandplaque/tandsteen
2. LIPIDEN
• Bouwstenen = vetzuren + alcoholdrager (vb. glycerol of cholesterol)
• Bindingen = ester- en etherbindingen
• Niet genetisch gecodeerd, wel enzymatisch aangemaakt
• Altijd hydrofoob gedrag (→ lost slecht op in water)
7
, Functies van lipiden
• Energieopslag: triglyceriden
• Membraanopbouw: fosfolipiden, cholesterol
• Signaalfunctie & hormoonproductie
• Toepassingen in voeding, geneeskunde en metabolisme
o Gezonde vetten = plantaardig (bv. olijfolie – rijk aan onverzadigde vetzuren)
o Minder gezonde vetten = dierlijk (bv. kaas, melk – veel verzadigde vetzuren)
o Transvetten (transdubbelebinding) = ongezond, veroorzaken atherosclerose
(slagaderverkalking)
Vetzuren:
• Lengte: even aantal C-atomen (verklaring: mechanisme van synthese); onvertakte
koolwaterstofstaarten
• Bindingen:
o Verzadigde vetzuren = alleen enkelvoudige C-C bindingen
o Onverzadigde vetzuren = ook cis- C=C bindingen
• Belang: Vrije vetzuren zijn belangrijke metabolieten, vetzuren veresteren aan een alcoholgroep =>
lipiden
2.1 TRIGLYCERIDEN (TRIACYLGLYCEROLEN)
• Bestaan uit 3 vetzuren (onvertakte koolwaterstofstaarten)
• Veresterd met de 3 OH-groepen van glycerol
O
HO CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C O CH2
H3C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
O
HO CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C O CH
H3C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
O
HO CH2 O CH2
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C
glycerol H3C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
Types vetzuren en hun eigenschappen:
• Verzadigde vetzuren:
o Alleen enkelvoudige C–C-bindingen
o Meestal in dierlijke vetten
o Hoge smelttemperatuur → semi-vast bij kamertemperatuur
▪ Van der Waals-krachten zijn sterker bij verzadigde vetzuren (rechte ketens → dichter
opeen stapelbaar) → sterkere interacties → hogere smelttemperatuur
• Onverzadigde vetzuren:
o Bevatten één of meer cis-dubbelbindingen (C=C)
o Meestal in plantaardige oliën of visolie
o Lage smelttemperatuur → vloeibaar bij kamertemperatuur
Belang:
• Energiebron (belangrijke macronutriënt)
• Energieopslag in de vorm van vetweefsel
8
