Samenvatting stofwisseling
Thema 6 t/m 10
Biomedische Wetenschappen
2021-2022
Door Nicole (studente BMW)
,Inhoudsopgave
Lipoproteïnen als transportsysteem ....................................................................................................... 3
Apolipoproteïnen ................................................................................................................................ 4
Functies ........................................................................................................................................... 5
Enzymen die betrokken zijn bij het lipoproteïne metabolisme .......................................................... 6
Lipoproteïne lipase (LPL) ................................................................................................................. 6
Hepatische lipase (HL) ..................................................................................................................... 6
Lecithin-cholesterol acyltransferase (LCAT) .................................................................................... 6
Acyl-CoA-cholesterol acyltransferase (ACAT).................................................................................. 6
Chylomicron metabolisme (exogene pathway) .................................................................................. 7
VLDL en LDL metabolisme (endogene pathway) ................................................................................. 8
VLDL metabolisme ........................................................................................................................... 8
LDL metabolisme ........................................................................................................................... 10
HDL metabolisme .............................................................................................................................. 13
Opname cholesterol ...................................................................................................................... 14
Cholesteryl ester transfer protein (CETP)...................................................................................... 14
Regulatie van het lipoproteïne metabolisme .................................................................................... 15
Insuline en triacylglycerol metabolisme ........................................................................................ 15
Verband tussen plasma TAG en HDL-cholesterol concentraties ................................................... 15
Cholesterol homeostase ................................................................................................................ 15
Afwijkingen in het lipoproteïne metabolisme ................................................................................... 16
Primaire hyperlipoproteïnemie ..................................................................................................... 16
Invloed van inspanning op het metabolisme ........................................................................................ 18
Spiercontractie .................................................................................................................................. 18
Energiebronnen ............................................................................................................................. 20
Inspanning ......................................................................................................................................... 21
Anaerobe inspanning..................................................................................................................... 21
Aerobe inspanning......................................................................................................................... 23
Regulatie energievoorziening ........................................................................................................ 26
Post-exercise ketose ...................................................................................................................... 28
Effecten van inspanning ................................................................................................................ 28
Verhongering ......................................................................................................................................... 29
Beperking van spierafbraak ........................................................................................................... 31
Beperking van glucosegebruik....................................................................................................... 33
Adapted starvation ........................................................................................................................ 35
Her-voeden na langdurig vasten ................................................................................................... 35
1
, Doodsoorzaken verhongering ....................................................................................................... 36
Diabetes mellitus ................................................................................................................................... 37
Diagnose ............................................................................................................................................ 37
Type I diabetes .................................................................................................................................. 37
Metabole veranderingen ............................................................................................................... 38
Type II diabetes ................................................................................................................................. 41
Obesitas ......................................................................................................................................... 42
Metabole veranderingen ............................................................................................................... 43
Behandelingen ............................................................................................................................... 45
Lange-termijn complicaties ............................................................................................................... 45
Niet-enzymatische glycatie van eiwitten ...................................................................................... 46
Polyol pathway .............................................................................................................................. 47
Metabole ziekten en orgaan(dys)functie .............................................................................................. 48
Diagnostiek ........................................................................................................................................ 48
Klinische verschijnselen ..................................................................................................................... 49
Defect in serine synthese .................................................................................................................. 49
Diagnostiek .................................................................................................................................... 50
Behandeling ................................................................................................................................... 50
Defect in afbraak van tyrosine (tyrosinemie) .................................................................................... 51
Diagnostiek & behandeling ........................................................................................................... 52
Terugkerende ketoacidose ................................................................................................................ 53
Diagnostiek .................................................................................................................................... 53
Behandeling ................................................................................................................................... 53
Ureumcyclus defect ........................................................................................................................... 54
Diagnostiek .................................................................................................................................... 54
Behandeling ................................................................................................................................... 55
Defect in vetzuuroxidatie .................................................................................................................. 55
Diagnostiek .................................................................................................................................... 55
Behandeling ................................................................................................................................... 56
2
,Lipoproteïnen als transportsysteem
Triacylglycerol (TAG) is een hydrofoob molecuul en is de belangrijkste vorm van energieopslag van
het lichaam. Andere hydrofobe moleculen, waaronder cholesterol en cholesterylesters (CE), spelen
een belangrijke rol in cellulaire functies en kunnen niet geoxideerd worden voor de vorming van
energie. Net als TAG worden deze in het plasma getransporteerd met behulp van lipoproteïnen.
Sommige vetoplosbare vitamines (zoals vitamine A en E) worden ook getransporteerd met behulp
van lipoproteïnen.
Lipoproteïnen hebben een hydrofobe kern en een relatief hydrofiel oppervlak. Deze bestaan uit:
• Kern:
➢ Triacylglycerol
➢ Cholesterylesters (CE)
• Oppervlak:
➢ Fosfolipiden
➢ Cholesterol
➢ Apolipoproteïne
De amfipatische fosfolipiden en cholesterol zorgen ervoor dat het deeltje gestabiliseerd wordt,
doordat hun hydrofiele (polaire) koppen naar buiten gericht zijn en hun hydrofobe staarten in het
deeltje gericht zijn.
Figuur 1 Schematische weergave van de algemene structuur van een lipoproteïne.
3
,Er zijn verschillende soorten lipoproteïnen die verschillen in grootte, dichtheid en compositie. Deze
zijn geclassificeerd met behulp van dichtsheidscentrifugatie. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een
kolom met sucrose in verschillende dichtheden. De monsters stoppen dan bij de sucrosedichtheid die
overeenkomt met de dichtheid die ze zelf hebben. Van groot naar klein zijn deze als volgt:
Chylomicronen (CM) → VLDL → IDL → LDL → HDL
Hierbij neemt de hoeveelheid TAG steeds verder af, totdat er bij NEFA-albumine geen TAG meer over
is. Daarnaast neemt de hoeveelheid cholesterol, cholesterylesters en fosfolipiden toe. Op basis van
gel-elektroforese kunnen de verschillende lipoproteïnen van elkaar onderscheiden worden. Hierbij
zullen de grootste lipoproteïnen (CM en VLDL) zich het dichtst bij de anode (-) bevinden en zullen de
kleinste lipoproteïnen (LDL en HDL) zich het dichtst bij de kathode (+) bevinden. IDL zal zich ergens
tussen deze twee uitersten bevinden.
Tabel 1 Overzicht van de samenstelling van de verschillende lipoproteïnen.
CM VLDL IDL LDL HDL
Eiwit 1 10 15 20 50
TAG 90 65 30 10 2
Cholesterol + 5 13 32 45 18
cholesterylester
Fosfolipiden 4 13 23 23 30
Apolipoproteïne B48, AI, AIV, B100, C en E B100, beetje B100 AI, AII, C en E
C en E C en E
De chylomicronen (CM) en VLDL zijn relatief rijk aan TAG en worden vaak samen de triacylglycerol-
rijke lipoproteïnen (TRLs) genoemd. Deze zijn voornamelijk verantwoordelijk voor de afgifte van TAG
aan weefsels. De kleinere, dichtere LDL en HDL daarentegen, zijn meer betrokken bij het transport
van cholesterol van en naar cellen. Op het moment dat een VLDL een groot deel van zijn TAG
verliest, wordt het een IDL. Indien er nog meer TAG verloren gaat, wordt het een LDL.
De lipoproteïnen CM, VLDL, IDL en LDL bevatten als structurele component ApoB. Bij CM is dit
ApoB48 en bij VLDL, IDL en LDL is dit ApoB100. De lipoproteïne HDL daarentegen, bevat geen ApoB
als structurele component, maar juist ApoAI.
Apolipoproteïnen
Apolipoproteïnen hebben verschillende functies, namelijk:
• Assemblage
• Structurele integriteit
• Lipide transport
• Enzym co-activator
• Receptor ligand
Hierbij geldt dat ApoB als structurele component dient en uit amfipatische β-sheets bestaat. Het
heeft namelijk een zeer hoge affiniteit voor vet en blijft daarom altijd geassocieerd met de
lipoproteïne, zelfs wanneer TAG afgebroken wordt door lipasen. De andere apolipoproteïnen
(ApoA, ApoC, ApoD en ApoE) zijn oplosbare eiwitten en bestaan uit amfipatische α-helices. Deze
eiwitten kunnen uitgewisseld worden tussen de verschillende lipoproteïnen. Daarnaast hebben ze
ook een hoge affiniteit voor vetten, maar dissociëren ze sneller dan β-sheets (bijv. op het moment
dat de oppervlaktespanning toeneemt door lipase activiteit).
4
, Functies
• ApoA:
➢ ApoAI → Co-activator van lecithin-cholesterol acyltransferase (LCAT) en betrokken bij
transport van cholesterol over celmembranen. Daarnaast is het de structurele
component van HDL-deeltjes.
• ApoB:
➢ ApoB48 → Structurele component van chylomicronen en wordt gesynthetiseerd in de
darmen.
➢ ApoB100 → Structurele component van VLDL en wordt gesynthetiseerd in de lever.
• ApoC:
➢ ApoCII → Co-activator van lipoproteïne lipase (LPL).
• ApoE:
➢ ApoE2, ApoE3 en ApoE4 → Betrokken bij receptor-gemedieerde endocytose.
5
Thema 6 t/m 10
Biomedische Wetenschappen
2021-2022
Door Nicole (studente BMW)
,Inhoudsopgave
Lipoproteïnen als transportsysteem ....................................................................................................... 3
Apolipoproteïnen ................................................................................................................................ 4
Functies ........................................................................................................................................... 5
Enzymen die betrokken zijn bij het lipoproteïne metabolisme .......................................................... 6
Lipoproteïne lipase (LPL) ................................................................................................................. 6
Hepatische lipase (HL) ..................................................................................................................... 6
Lecithin-cholesterol acyltransferase (LCAT) .................................................................................... 6
Acyl-CoA-cholesterol acyltransferase (ACAT).................................................................................. 6
Chylomicron metabolisme (exogene pathway) .................................................................................. 7
VLDL en LDL metabolisme (endogene pathway) ................................................................................. 8
VLDL metabolisme ........................................................................................................................... 8
LDL metabolisme ........................................................................................................................... 10
HDL metabolisme .............................................................................................................................. 13
Opname cholesterol ...................................................................................................................... 14
Cholesteryl ester transfer protein (CETP)...................................................................................... 14
Regulatie van het lipoproteïne metabolisme .................................................................................... 15
Insuline en triacylglycerol metabolisme ........................................................................................ 15
Verband tussen plasma TAG en HDL-cholesterol concentraties ................................................... 15
Cholesterol homeostase ................................................................................................................ 15
Afwijkingen in het lipoproteïne metabolisme ................................................................................... 16
Primaire hyperlipoproteïnemie ..................................................................................................... 16
Invloed van inspanning op het metabolisme ........................................................................................ 18
Spiercontractie .................................................................................................................................. 18
Energiebronnen ............................................................................................................................. 20
Inspanning ......................................................................................................................................... 21
Anaerobe inspanning..................................................................................................................... 21
Aerobe inspanning......................................................................................................................... 23
Regulatie energievoorziening ........................................................................................................ 26
Post-exercise ketose ...................................................................................................................... 28
Effecten van inspanning ................................................................................................................ 28
Verhongering ......................................................................................................................................... 29
Beperking van spierafbraak ........................................................................................................... 31
Beperking van glucosegebruik....................................................................................................... 33
Adapted starvation ........................................................................................................................ 35
Her-voeden na langdurig vasten ................................................................................................... 35
1
, Doodsoorzaken verhongering ....................................................................................................... 36
Diabetes mellitus ................................................................................................................................... 37
Diagnose ............................................................................................................................................ 37
Type I diabetes .................................................................................................................................. 37
Metabole veranderingen ............................................................................................................... 38
Type II diabetes ................................................................................................................................. 41
Obesitas ......................................................................................................................................... 42
Metabole veranderingen ............................................................................................................... 43
Behandelingen ............................................................................................................................... 45
Lange-termijn complicaties ............................................................................................................... 45
Niet-enzymatische glycatie van eiwitten ...................................................................................... 46
Polyol pathway .............................................................................................................................. 47
Metabole ziekten en orgaan(dys)functie .............................................................................................. 48
Diagnostiek ........................................................................................................................................ 48
Klinische verschijnselen ..................................................................................................................... 49
Defect in serine synthese .................................................................................................................. 49
Diagnostiek .................................................................................................................................... 50
Behandeling ................................................................................................................................... 50
Defect in afbraak van tyrosine (tyrosinemie) .................................................................................... 51
Diagnostiek & behandeling ........................................................................................................... 52
Terugkerende ketoacidose ................................................................................................................ 53
Diagnostiek .................................................................................................................................... 53
Behandeling ................................................................................................................................... 53
Ureumcyclus defect ........................................................................................................................... 54
Diagnostiek .................................................................................................................................... 54
Behandeling ................................................................................................................................... 55
Defect in vetzuuroxidatie .................................................................................................................. 55
Diagnostiek .................................................................................................................................... 55
Behandeling ................................................................................................................................... 56
2
,Lipoproteïnen als transportsysteem
Triacylglycerol (TAG) is een hydrofoob molecuul en is de belangrijkste vorm van energieopslag van
het lichaam. Andere hydrofobe moleculen, waaronder cholesterol en cholesterylesters (CE), spelen
een belangrijke rol in cellulaire functies en kunnen niet geoxideerd worden voor de vorming van
energie. Net als TAG worden deze in het plasma getransporteerd met behulp van lipoproteïnen.
Sommige vetoplosbare vitamines (zoals vitamine A en E) worden ook getransporteerd met behulp
van lipoproteïnen.
Lipoproteïnen hebben een hydrofobe kern en een relatief hydrofiel oppervlak. Deze bestaan uit:
• Kern:
➢ Triacylglycerol
➢ Cholesterylesters (CE)
• Oppervlak:
➢ Fosfolipiden
➢ Cholesterol
➢ Apolipoproteïne
De amfipatische fosfolipiden en cholesterol zorgen ervoor dat het deeltje gestabiliseerd wordt,
doordat hun hydrofiele (polaire) koppen naar buiten gericht zijn en hun hydrofobe staarten in het
deeltje gericht zijn.
Figuur 1 Schematische weergave van de algemene structuur van een lipoproteïne.
3
,Er zijn verschillende soorten lipoproteïnen die verschillen in grootte, dichtheid en compositie. Deze
zijn geclassificeerd met behulp van dichtsheidscentrifugatie. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een
kolom met sucrose in verschillende dichtheden. De monsters stoppen dan bij de sucrosedichtheid die
overeenkomt met de dichtheid die ze zelf hebben. Van groot naar klein zijn deze als volgt:
Chylomicronen (CM) → VLDL → IDL → LDL → HDL
Hierbij neemt de hoeveelheid TAG steeds verder af, totdat er bij NEFA-albumine geen TAG meer over
is. Daarnaast neemt de hoeveelheid cholesterol, cholesterylesters en fosfolipiden toe. Op basis van
gel-elektroforese kunnen de verschillende lipoproteïnen van elkaar onderscheiden worden. Hierbij
zullen de grootste lipoproteïnen (CM en VLDL) zich het dichtst bij de anode (-) bevinden en zullen de
kleinste lipoproteïnen (LDL en HDL) zich het dichtst bij de kathode (+) bevinden. IDL zal zich ergens
tussen deze twee uitersten bevinden.
Tabel 1 Overzicht van de samenstelling van de verschillende lipoproteïnen.
CM VLDL IDL LDL HDL
Eiwit 1 10 15 20 50
TAG 90 65 30 10 2
Cholesterol + 5 13 32 45 18
cholesterylester
Fosfolipiden 4 13 23 23 30
Apolipoproteïne B48, AI, AIV, B100, C en E B100, beetje B100 AI, AII, C en E
C en E C en E
De chylomicronen (CM) en VLDL zijn relatief rijk aan TAG en worden vaak samen de triacylglycerol-
rijke lipoproteïnen (TRLs) genoemd. Deze zijn voornamelijk verantwoordelijk voor de afgifte van TAG
aan weefsels. De kleinere, dichtere LDL en HDL daarentegen, zijn meer betrokken bij het transport
van cholesterol van en naar cellen. Op het moment dat een VLDL een groot deel van zijn TAG
verliest, wordt het een IDL. Indien er nog meer TAG verloren gaat, wordt het een LDL.
De lipoproteïnen CM, VLDL, IDL en LDL bevatten als structurele component ApoB. Bij CM is dit
ApoB48 en bij VLDL, IDL en LDL is dit ApoB100. De lipoproteïne HDL daarentegen, bevat geen ApoB
als structurele component, maar juist ApoAI.
Apolipoproteïnen
Apolipoproteïnen hebben verschillende functies, namelijk:
• Assemblage
• Structurele integriteit
• Lipide transport
• Enzym co-activator
• Receptor ligand
Hierbij geldt dat ApoB als structurele component dient en uit amfipatische β-sheets bestaat. Het
heeft namelijk een zeer hoge affiniteit voor vet en blijft daarom altijd geassocieerd met de
lipoproteïne, zelfs wanneer TAG afgebroken wordt door lipasen. De andere apolipoproteïnen
(ApoA, ApoC, ApoD en ApoE) zijn oplosbare eiwitten en bestaan uit amfipatische α-helices. Deze
eiwitten kunnen uitgewisseld worden tussen de verschillende lipoproteïnen. Daarnaast hebben ze
ook een hoge affiniteit voor vetten, maar dissociëren ze sneller dan β-sheets (bijv. op het moment
dat de oppervlaktespanning toeneemt door lipase activiteit).
4
, Functies
• ApoA:
➢ ApoAI → Co-activator van lecithin-cholesterol acyltransferase (LCAT) en betrokken bij
transport van cholesterol over celmembranen. Daarnaast is het de structurele
component van HDL-deeltjes.
• ApoB:
➢ ApoB48 → Structurele component van chylomicronen en wordt gesynthetiseerd in de
darmen.
➢ ApoB100 → Structurele component van VLDL en wordt gesynthetiseerd in de lever.
• ApoC:
➢ ApoCII → Co-activator van lipoproteïne lipase (LPL).
• ApoE:
➢ ApoE2, ApoE3 en ApoE4 → Betrokken bij receptor-gemedieerde endocytose.
5
