FA-BA 212 - Voeding
Koolhydraten
Suiker: is een polysacchardie die wordt omgezet in
disacchariden en daarna tot monosacchariden,
waaronder glucose.
GLUT-2: de specifieke glucose transporter die
glucose opneemt naar de lever wanneer de
concentratie ervan hoog is in het weefsel.
GLUT-4: de transporter die glucose opneemt naar
het weefsel. Deze transporter is insulineafhankelijk.
Glucose: wordt afgebroken om energie te leveren.
Dit gebeurt o.a. door de aerobe glycolyse.
Aerobe glycolyse: glucose wordt omgezet in 2
pyruvaat-moleculen. Dit levert 2 ATP en 2 NADH op.
Omdat één molecuul glucose tot twee pyruvaat-
moleculen leidt, vinden alle volgende processen twee
keer plaats. Vindt plaats in het cytosol.
Pyruvaat-decarboxylase stap: dit is de stap waarin een pyruvaat molecuul een C-atoom verliest aan een extern
CO2-molecuul en vervolgens gebonden wordt aan CoA en Acetyl CoA vormt dat de citroenzuurcyclus in kan. Er
worden twee moleculen NADH verkregen omdat deze stap twee keer plaatsvindt (twee pyruvaat-moleculen).
Deze stap vindt plaats in het cytosol.
Citroenzuurcyclus: vindt plaats in het
mitochondrium. Hier wordt Acetyl CoA gekoppeld
aan oxaloacetaat, dit vormt citraat/citroenzuur. Dit
wordt in verschillende stappen weer omgezet in
oxaloacetaat. Er vormt 6x NADH, 2 ATP en 2
FADH2. De ATP kan meteen energie leveren aan
de cel. NADH en FADH2 worden omgezet in ATP in
de cellulaire ademhaling
(elektronentransportketen).
Oxidatieve fosforylering: de
elektronentransportketen. NADH en FADH2 worden
omgezet tot ATP. Dit vindt plaats in het
mitochondrium. Dit gebeurt via redoxreacties die protonen uit het
mitochondrium pompen, hierdoor ontstaat er een protonengradiënt over
het membraan. Door deze gradiënt zullen de protonen terugstromen over
het membraan en dit geeft de ATP-synthase de energie om ADP om te
zetten in ATP. NADH → 2,5 ATP en FADH2 → 1,5 ATP.
Anaerobe glycolyse: wanner er sprake is van een anaerobe staat waarin
er te weinig zuurstof is in het lichaam (vanaf 2 min inspanning), kan de
oxidatieve fosforylering geen ATP vormen uit NADH. Pyruvaat wordt dan
onder anaerobe condities omgezet in lactaat. NADH wordt omgezet in
NAD+, waardoor er direct 1 ATP beschikbaar is voor het lichaam.
Koolhydraatmetabolisme in gevoede toestand
Wat gebeurt er met het lichaam na het innemen van een koolhydraat rijke maaltijd?
Glycogenese: het opslaan van glucose in glycogeen, dit kan ook i.p.v. afbraak ervan.
Dit proces wordt gestimuleerd door het hormoon insuline. Glucose wordt aan elkaar
gerijgt als een soort ketting. Dit vindt vooral plaats in de lever
en spiercellen.
Pentose fosfaat
route: metabolisme
van glucose tot
pyruvaat. Vindt
plaats in het
cytoplasma en is
een tak van de
glycolyse. Het wordt
ingeschakeld
wanneer er een
behoefte is aan
NADPH en ribose-5-
fosfaat. NADH is
1
,FA-BA 212 - Voeding
benodigd voor bijvoorbeeld de synthese van vetten. Ribose-5-fosfaat wordt gebruikt voor nucleotide biosynhtese
(en dus DNA/RNA).
Cori-cyclus: anaerobe glycolyse. Er
komt hierbij 2 ATP vrij i.p.v. 32 ATP.
In de spiercellen wordt deze lactaat
gevormd. Samen met de
glucogeogenese.
Gluconeogenese: Het gevormde
lactaat kan in de lever worden
omgezet tot glucose. Dit proces vergt 6 ATP.
Koolhydraat metabolisme tijdens vasten
Wat gebeurt er met het lichaam tijdens vasten? De glucose spiegel is
verlaagd doordat er geen koolhydraten worden ingenomen. Om toch
energie te krijgen vinden er processen plaats om energie uit andere
dingen te verkrijgen.
Glycogenolyse: het opgeslagen glycogeen wordt omgezet tot glucose
door het enzym glucagon. Als gevolg stijgt de glucoseconcentratie in
het bloed.
Gluconeogenese: vindt alleen plaats in de lever.
Glucose wordt gesynthetiseerd uit aminozuren,
lactaat en glycerol. De lactaat die hiervoor benodigd is
wordt gevormd bij de anaerobe glycolyse in de
spiercellen. Aminozuren komen vrij bij de afbraak van
eiwitten, glycerol komt vrij bij de afbraak van vetzuren.
De cori-cyclus- vindt dus deel plaats uit
gluconeogenese.
Ketogenese: de vetafbraak spreekt een belangrijke
rol voor de energielevering tijdens vasten. Vetzuren
worden afgebroken tot vetzuren en glycerol. Glycerol
is belangrijk voor de gluconeogenese in de lever. De
gevormde vetzuren worden door β-oxidatie omgezet
in Acetyl CoA dat benodigd is voor de
citroenzuurcyclus. Door verzadiging van de citroenzuurcyclus worden twee
Acetyl CoA omgezet tot acetoacetaat waaruit ketonlichamen worden gevormd.
Ketonlichamen zijn netzoals glucose een bron van energie.
Koolhydraatmetabolisme regulatie en diabetes
Eilandjes van Langerhans in de pancreas: geven insuline en glucagon af. De
β-cellen geven insuline af en de α-cellen geven glucagon af.
Insuline: Wordt afgegeven na een maaltijd. Stimuleert de glycogenese,
waarna glucose wordt opgenomen door weefselcellen en afgebroken of
het wordt opgeslagen als glycogeen in de lever en spieren. Als gevolg
daarvan daalt de bloedsuikerspiegel.
Glucagon: Wordt afgegeven tijdens vasten. Stimuleert glycogenolyse en
de gluconeogenese. Er wordt glucose gevormd waardoor de
bloedsuikerspiegel omhoog gaat.
Diabetes Type I: β-cellen geven geen insuline af, glucose wordt niet
goed opgenomen. De insulinespiegel is verlaagd. Behandeling kan door
toediening van insuline. Omdat er te weinig van is, maar er geen
resistentie is zal glucose worden opgenomen.
Diabetes Type II: insulineresistentie, glucose wordt niet goed
opgenomen. De β-cellen geven in eerste instantie te veel insuline af,
waardoor er insulineresistentie plaatsvindt. Omdat er sprake is van resistentie heeft het geen zin om insuline toe
te dienen. Wel kan er worden gekozen voor:
- Metformine: verhoogt de gevoeligheid voor insuline, stimuleert de glycogenese, remt de gluconeogenese +
glycogenolyse. Remt hiermee de glucoseresorptie in de nieren.
- Sulfonylureumderivatien: stimuleert de insulineafgifte door β-cellen.
- Dieet: ervoor zorgen dat de bloedsuikerspiegel niet te hoog schiet.
Door diabetes blijft de glucosespiegel te hoog.
Diabetes en dieet
Gezond dieet verlaagt de bloedsuikerspiegel.
2
, FA-BA 212 - Voeding
Dieet: maaltijden verdelen over meerdere kleine porties, beperken van enkelvoudige suikers, ketogeen dieet.
Normaal dieet: 40-70% uit koolhydraten, 20-30% uit vet en 10-25% uit eiwitten. Koolhydraten → glucose (↔
glycogeen) → energie.
Ketogeen dieet: de koolhydraat inname wordt beperkt en er wordt meer vet ingenomen. Niet meer dan 5%
koolhydraat, 70-80% vet en 20-30% eiwit. Door een lage koolhydraatinname kan het lichaam geen glucose
gebruiken als energiebron maar gaat het lichaam vet gebruiken als brandstof. Als er weinig glucose binnenkomt
hoeft insuline het ook niet om te zetten in glycogeen om het weg te bergen. Wat er wel gebeurt is vet → energie.
Dit vindt plaats middels de ketogenese.
- Positief effecten: gewichtsafname en afname van hypo’s en hypers. Bij DMT2 kan het leiden tot afname van
insulineresitentie.
- Negatieve effecten: acidose, verzuring van het bloed doordat ketonlichamen zuur zijn. Als reactie gaat het
lichaam zouten uit cellen onttrekken om zo de pH van het bloed te verhogen. Dit leidt tot: breekbare botten,
haren en nagels; veel plassen en drinken; vermoeidheid en misselijkheid. Omdat er maar 50 gram
koolhydraten ingenomen mag worden kunnen er weinig groente en fruit worden ingenomen, dit kan leiden tot
een vitaminetekort.
Aantekeningen uit werkcollege/casus
Metabole route Anabool/ katabool Omstandigheden
aerobe glycolyse Katabool Zuurstofrijke omstandigheid en tekort aan energie.
anaerobe glycolyse Katabool Zuurstofarme omstandigheid en tekort aan energie.
citroenzuur-cyclus Anabool/katabool Hoge pyruvaatconcentratie.
Glycogenese Anabool Bij hoge bloedsuikerspiegel in gevoedde toestand, die afbraak niet
kan bijhouden.
Glycogeno-lyse Katabool Bij lage bloedsuikerspiegel, die bij vasten onstaat.
Pentosefos-faatcyclus Katabool Het lichaam heeft behoefte aan NADPH en ribose-5-fosfaat.
Gluconeo-genese Anabool Gevoede toestand.
Cori-cyclus Anabool/katabool In zuurstofarme omstandigheid.
Anabool: opbouwend.
Katabool: afbrekend.
ATP vorming: bij verbranding van 1 glucose molecuul tot CO2 en H2O komt er 2 ATP en 2NADPH vrij. Alles wordt
tweekeer doorlopen, dus hier is al rekening mee gehouden:
- Aerobe glycolyse: 32 ATP.
- Anaerobe glycolyse: 2 ATP.
- Oxidatieve decarbocylatie: 5 ATP.
- Citroenzuurcyclus: 20 ATP.
Lactose-intolerantie: het enzym lactase mist of is minder actief waardoor lactose minder wordt afgebroken. Door
opstapeling leidt dit tot darmklachten.
Sorbitol-opstapeling: wanneer glucose niet kan worden opgeslagen in glycogeen wordt dit omgezet naar
sorbitol, dit wordt omgezet onder invloed van NADPH. In ogen kan deze opstapeling leiden tot verhoging van de
osmositeit, hierdoor wordt vocht uit de omgeving onttrokken. Dit is schadelijk. In de lever wordt de osmolariteit op
peil gehouden door urinevorming.
Koolhydraatspijsvertering: De vertering van koolhydraten begint in de mond. Het speeksel bevat α-amylase dat
zetmeel hydrolyseert in maltose en andere kleine polymeren van glucose.
In de maag worden koolhydraten nog één uur lang afgebroken door α-amylase, dit enzym wordt daarna geremd
door maagzuur.
Voordat het verteerde voedsel de dunne darm in gaat, wordt het door een grote hoeveelheid α-amylase uit sap
van de alvleesklier, nogmaals verteerd.
Daarnaast worden disachariden en kleine glucose polymeren hydrolyseert in monoscchariden door darm epitheel
enzymen.
~ Lactose wordt afgebroken tot galactose en glucose.
~ Sucrose wordt afgebroken tot fructose + glucose.
~ Maltose en andere kleine glucosepolymeren worden afgebroken tot glucose.
Darmopname koolhydraten: In de dunne darm kan glucose direct worden opgenomen in de bloedbaan door
SGLT1-receptoren. Door de GLUT- en SGLT-receptoren kan glucose worden opgenomen in de weefsels.
In orale rehydratiemiddelen wordt er gebruikt gemaakt van het effect van natrium-glucose-symporters. Natrium en
glucose worden gezamenlijk geabsorbeerd in het weefsel door de eerder genoemde SGLT-receptor, daarom is er
voor ieder natriumatoom een glucose atoom benodigd.
3
Koolhydraten
Suiker: is een polysacchardie die wordt omgezet in
disacchariden en daarna tot monosacchariden,
waaronder glucose.
GLUT-2: de specifieke glucose transporter die
glucose opneemt naar de lever wanneer de
concentratie ervan hoog is in het weefsel.
GLUT-4: de transporter die glucose opneemt naar
het weefsel. Deze transporter is insulineafhankelijk.
Glucose: wordt afgebroken om energie te leveren.
Dit gebeurt o.a. door de aerobe glycolyse.
Aerobe glycolyse: glucose wordt omgezet in 2
pyruvaat-moleculen. Dit levert 2 ATP en 2 NADH op.
Omdat één molecuul glucose tot twee pyruvaat-
moleculen leidt, vinden alle volgende processen twee
keer plaats. Vindt plaats in het cytosol.
Pyruvaat-decarboxylase stap: dit is de stap waarin een pyruvaat molecuul een C-atoom verliest aan een extern
CO2-molecuul en vervolgens gebonden wordt aan CoA en Acetyl CoA vormt dat de citroenzuurcyclus in kan. Er
worden twee moleculen NADH verkregen omdat deze stap twee keer plaatsvindt (twee pyruvaat-moleculen).
Deze stap vindt plaats in het cytosol.
Citroenzuurcyclus: vindt plaats in het
mitochondrium. Hier wordt Acetyl CoA gekoppeld
aan oxaloacetaat, dit vormt citraat/citroenzuur. Dit
wordt in verschillende stappen weer omgezet in
oxaloacetaat. Er vormt 6x NADH, 2 ATP en 2
FADH2. De ATP kan meteen energie leveren aan
de cel. NADH en FADH2 worden omgezet in ATP in
de cellulaire ademhaling
(elektronentransportketen).
Oxidatieve fosforylering: de
elektronentransportketen. NADH en FADH2 worden
omgezet tot ATP. Dit vindt plaats in het
mitochondrium. Dit gebeurt via redoxreacties die protonen uit het
mitochondrium pompen, hierdoor ontstaat er een protonengradiënt over
het membraan. Door deze gradiënt zullen de protonen terugstromen over
het membraan en dit geeft de ATP-synthase de energie om ADP om te
zetten in ATP. NADH → 2,5 ATP en FADH2 → 1,5 ATP.
Anaerobe glycolyse: wanner er sprake is van een anaerobe staat waarin
er te weinig zuurstof is in het lichaam (vanaf 2 min inspanning), kan de
oxidatieve fosforylering geen ATP vormen uit NADH. Pyruvaat wordt dan
onder anaerobe condities omgezet in lactaat. NADH wordt omgezet in
NAD+, waardoor er direct 1 ATP beschikbaar is voor het lichaam.
Koolhydraatmetabolisme in gevoede toestand
Wat gebeurt er met het lichaam na het innemen van een koolhydraat rijke maaltijd?
Glycogenese: het opslaan van glucose in glycogeen, dit kan ook i.p.v. afbraak ervan.
Dit proces wordt gestimuleerd door het hormoon insuline. Glucose wordt aan elkaar
gerijgt als een soort ketting. Dit vindt vooral plaats in de lever
en spiercellen.
Pentose fosfaat
route: metabolisme
van glucose tot
pyruvaat. Vindt
plaats in het
cytoplasma en is
een tak van de
glycolyse. Het wordt
ingeschakeld
wanneer er een
behoefte is aan
NADPH en ribose-5-
fosfaat. NADH is
1
,FA-BA 212 - Voeding
benodigd voor bijvoorbeeld de synthese van vetten. Ribose-5-fosfaat wordt gebruikt voor nucleotide biosynhtese
(en dus DNA/RNA).
Cori-cyclus: anaerobe glycolyse. Er
komt hierbij 2 ATP vrij i.p.v. 32 ATP.
In de spiercellen wordt deze lactaat
gevormd. Samen met de
glucogeogenese.
Gluconeogenese: Het gevormde
lactaat kan in de lever worden
omgezet tot glucose. Dit proces vergt 6 ATP.
Koolhydraat metabolisme tijdens vasten
Wat gebeurt er met het lichaam tijdens vasten? De glucose spiegel is
verlaagd doordat er geen koolhydraten worden ingenomen. Om toch
energie te krijgen vinden er processen plaats om energie uit andere
dingen te verkrijgen.
Glycogenolyse: het opgeslagen glycogeen wordt omgezet tot glucose
door het enzym glucagon. Als gevolg stijgt de glucoseconcentratie in
het bloed.
Gluconeogenese: vindt alleen plaats in de lever.
Glucose wordt gesynthetiseerd uit aminozuren,
lactaat en glycerol. De lactaat die hiervoor benodigd is
wordt gevormd bij de anaerobe glycolyse in de
spiercellen. Aminozuren komen vrij bij de afbraak van
eiwitten, glycerol komt vrij bij de afbraak van vetzuren.
De cori-cyclus- vindt dus deel plaats uit
gluconeogenese.
Ketogenese: de vetafbraak spreekt een belangrijke
rol voor de energielevering tijdens vasten. Vetzuren
worden afgebroken tot vetzuren en glycerol. Glycerol
is belangrijk voor de gluconeogenese in de lever. De
gevormde vetzuren worden door β-oxidatie omgezet
in Acetyl CoA dat benodigd is voor de
citroenzuurcyclus. Door verzadiging van de citroenzuurcyclus worden twee
Acetyl CoA omgezet tot acetoacetaat waaruit ketonlichamen worden gevormd.
Ketonlichamen zijn netzoals glucose een bron van energie.
Koolhydraatmetabolisme regulatie en diabetes
Eilandjes van Langerhans in de pancreas: geven insuline en glucagon af. De
β-cellen geven insuline af en de α-cellen geven glucagon af.
Insuline: Wordt afgegeven na een maaltijd. Stimuleert de glycogenese,
waarna glucose wordt opgenomen door weefselcellen en afgebroken of
het wordt opgeslagen als glycogeen in de lever en spieren. Als gevolg
daarvan daalt de bloedsuikerspiegel.
Glucagon: Wordt afgegeven tijdens vasten. Stimuleert glycogenolyse en
de gluconeogenese. Er wordt glucose gevormd waardoor de
bloedsuikerspiegel omhoog gaat.
Diabetes Type I: β-cellen geven geen insuline af, glucose wordt niet
goed opgenomen. De insulinespiegel is verlaagd. Behandeling kan door
toediening van insuline. Omdat er te weinig van is, maar er geen
resistentie is zal glucose worden opgenomen.
Diabetes Type II: insulineresistentie, glucose wordt niet goed
opgenomen. De β-cellen geven in eerste instantie te veel insuline af,
waardoor er insulineresistentie plaatsvindt. Omdat er sprake is van resistentie heeft het geen zin om insuline toe
te dienen. Wel kan er worden gekozen voor:
- Metformine: verhoogt de gevoeligheid voor insuline, stimuleert de glycogenese, remt de gluconeogenese +
glycogenolyse. Remt hiermee de glucoseresorptie in de nieren.
- Sulfonylureumderivatien: stimuleert de insulineafgifte door β-cellen.
- Dieet: ervoor zorgen dat de bloedsuikerspiegel niet te hoog schiet.
Door diabetes blijft de glucosespiegel te hoog.
Diabetes en dieet
Gezond dieet verlaagt de bloedsuikerspiegel.
2
, FA-BA 212 - Voeding
Dieet: maaltijden verdelen over meerdere kleine porties, beperken van enkelvoudige suikers, ketogeen dieet.
Normaal dieet: 40-70% uit koolhydraten, 20-30% uit vet en 10-25% uit eiwitten. Koolhydraten → glucose (↔
glycogeen) → energie.
Ketogeen dieet: de koolhydraat inname wordt beperkt en er wordt meer vet ingenomen. Niet meer dan 5%
koolhydraat, 70-80% vet en 20-30% eiwit. Door een lage koolhydraatinname kan het lichaam geen glucose
gebruiken als energiebron maar gaat het lichaam vet gebruiken als brandstof. Als er weinig glucose binnenkomt
hoeft insuline het ook niet om te zetten in glycogeen om het weg te bergen. Wat er wel gebeurt is vet → energie.
Dit vindt plaats middels de ketogenese.
- Positief effecten: gewichtsafname en afname van hypo’s en hypers. Bij DMT2 kan het leiden tot afname van
insulineresitentie.
- Negatieve effecten: acidose, verzuring van het bloed doordat ketonlichamen zuur zijn. Als reactie gaat het
lichaam zouten uit cellen onttrekken om zo de pH van het bloed te verhogen. Dit leidt tot: breekbare botten,
haren en nagels; veel plassen en drinken; vermoeidheid en misselijkheid. Omdat er maar 50 gram
koolhydraten ingenomen mag worden kunnen er weinig groente en fruit worden ingenomen, dit kan leiden tot
een vitaminetekort.
Aantekeningen uit werkcollege/casus
Metabole route Anabool/ katabool Omstandigheden
aerobe glycolyse Katabool Zuurstofrijke omstandigheid en tekort aan energie.
anaerobe glycolyse Katabool Zuurstofarme omstandigheid en tekort aan energie.
citroenzuur-cyclus Anabool/katabool Hoge pyruvaatconcentratie.
Glycogenese Anabool Bij hoge bloedsuikerspiegel in gevoedde toestand, die afbraak niet
kan bijhouden.
Glycogeno-lyse Katabool Bij lage bloedsuikerspiegel, die bij vasten onstaat.
Pentosefos-faatcyclus Katabool Het lichaam heeft behoefte aan NADPH en ribose-5-fosfaat.
Gluconeo-genese Anabool Gevoede toestand.
Cori-cyclus Anabool/katabool In zuurstofarme omstandigheid.
Anabool: opbouwend.
Katabool: afbrekend.
ATP vorming: bij verbranding van 1 glucose molecuul tot CO2 en H2O komt er 2 ATP en 2NADPH vrij. Alles wordt
tweekeer doorlopen, dus hier is al rekening mee gehouden:
- Aerobe glycolyse: 32 ATP.
- Anaerobe glycolyse: 2 ATP.
- Oxidatieve decarbocylatie: 5 ATP.
- Citroenzuurcyclus: 20 ATP.
Lactose-intolerantie: het enzym lactase mist of is minder actief waardoor lactose minder wordt afgebroken. Door
opstapeling leidt dit tot darmklachten.
Sorbitol-opstapeling: wanneer glucose niet kan worden opgeslagen in glycogeen wordt dit omgezet naar
sorbitol, dit wordt omgezet onder invloed van NADPH. In ogen kan deze opstapeling leiden tot verhoging van de
osmositeit, hierdoor wordt vocht uit de omgeving onttrokken. Dit is schadelijk. In de lever wordt de osmolariteit op
peil gehouden door urinevorming.
Koolhydraatspijsvertering: De vertering van koolhydraten begint in de mond. Het speeksel bevat α-amylase dat
zetmeel hydrolyseert in maltose en andere kleine polymeren van glucose.
In de maag worden koolhydraten nog één uur lang afgebroken door α-amylase, dit enzym wordt daarna geremd
door maagzuur.
Voordat het verteerde voedsel de dunne darm in gaat, wordt het door een grote hoeveelheid α-amylase uit sap
van de alvleesklier, nogmaals verteerd.
Daarnaast worden disachariden en kleine glucose polymeren hydrolyseert in monoscchariden door darm epitheel
enzymen.
~ Lactose wordt afgebroken tot galactose en glucose.
~ Sucrose wordt afgebroken tot fructose + glucose.
~ Maltose en andere kleine glucosepolymeren worden afgebroken tot glucose.
Darmopname koolhydraten: In de dunne darm kan glucose direct worden opgenomen in de bloedbaan door
SGLT1-receptoren. Door de GLUT- en SGLT-receptoren kan glucose worden opgenomen in de weefsels.
In orale rehydratiemiddelen wordt er gebruikt gemaakt van het effect van natrium-glucose-symporters. Natrium en
glucose worden gezamenlijk geabsorbeerd in het weefsel door de eerder genoemde SGLT-receptor, daarom is er
voor ieder natriumatoom een glucose atoom benodigd.
3
