Inleiding
Diabetes Mellitus leidde met zijn dramatisch verlopende symptomen vroeger tot de dood, tot 1922.
In dat jaar werd door Banting en Best insuline ontdekt. In 2007 waren ongeveer 740.000 patiënten
bekend met diabetes, waarvan 10% de klassieke vorm (type 1). Deze mensen hebben een absoluut
tekort aan insuline (insuline deficiëntie). De overige 90% heeft andere vormen. De grootste groep
hiervan wordt aangeduid met type 2 diabetes. Hierbij bestaat een relatief tekort aan insuline in
combinatie met een verminderde biologische werking van insuline (insulineresistentie).
Type 1: Er wordt geen insuline aangemaakt. β-cellen in de alvleesklier (pangeas) zijn kapot
Type 2: Receptoren van de cellen zijn minder gevoelig voor insuline, deze wordt dan niet
opgenomen in de cel. Insuline gaat namelijk op de receptor zitten. Daardoor gaat
enzym werken om glucose binnen in de cel te laten. Door kapotte receptoren, steeds
ongevoeliger en dus steeds meer insuline nodig om toch glucose binnen te laten.
Glucose gaat alleen met natrium naar binnen.
Naast de 740.000 bekende zijn er naar schatting nog 250.000 patiënten met type 2 diabetes waarbij
de diagnose nog niet bekend is. Bij ongewijzigd beleid zal het aantal toenemen tot 1,3 miljoen in
2025. Ongeveer de helft van deze toename hangt samen met het overgewichtsprobleem en is te
voorkomen. Diabetes leidt op den duur tot complicaties in kleine (microvasculair) en grote
(macrovasculair) bloedvaten. Daarnaast gaat diabetes gepaard met andere problemen op zeer
uiteenlopende gebieden.
Zelfstudieopdracht 1: de context van de ziekte
De belangrijkste bewustzijnscampagne voor diabetes is werelddiabetesdag. Het doel is aandacht en
begrip vragen voor diabetes, die wereldwijd epidemische vormen aanneemt, onder volwassenen,
maar ook onder kinderen. Het wordt elk jaar op 14 november gevierd, ter gelegenheid van de
verjaardag van Frederik Banting.
Diabetes heeft een grote impact op het leven van een patiënt.
Diabetes komt het meeste voor in de VS, Brazilië, Rusland, India en China. De belangrijkste
doelstellingen (objectives) van de International Diabetes Federation (IDF) zijn:
1. Mensen eerder op diabetes testen om zo complicaties te voorkomen
2. Preventie tegen type 2 diabetes (gezond voedsel + beweging voor iedereen)
3. Discriminatie van mensen met diabetes tegengaan (patiënten meer betrekken bij hun
behandeling)
Diabetes is een groot wereldwijd probleem. Slechte voeding (veel vet) en weinig bewegen zijn
risicofactoren. Genetisch gezien lopen Aziaten meer risico op diabetes. Als zij door groeiende
welvaart ook nog eens ongezonder gaan eten, wordt dit probleem steeds groter. Het probleem zit
hem niet alleen in de hogere kosten voor de gezondheidszorg, maar ook in een lager nationaal
inkomen, doordat de patiënt minder productief werkt of de zorgdrager niet (helemaal) werkt. Door
nu veel te investeren kan type 2 diabetes worden teruggedrongen. Dit bespaart veel kosten later.
Zelfstudieopdracht 2a: Normale glucosestofwisseling
Glucosestofwisseling onder omstandigheden van aanvoer van voedingsbestanddelen
Polysachariden worden afgebroken tot disachariden en vervolgens tot monosachariden. Zo wordt
het zetmeel uit het voedsel met behulp van amylase uit de speekselklieren en alvleesklier omgezet in
maltose. Vervolgens wordt het met behulp van het enzym maltase uit de darmsapklieren omgezet in
glucose. Lactose wordt met behulp van lactase uit de darmsapklieren omgezet in glucose/galactose
en ook sacharose wordt omgezet in glucose, met behulp van het enzym sacharose uit de
darmsapklieren. De glucose wordt via de darmwand opgenomen in het bloed, maar al tijdens de
,voedselpassage worden
verschillende neurogene signalen
en darmhormonen afgegeven die
de bètacel primen.
Glucose en galactose worden door
het poortje SGLT-1 in de
darmcellen binnengelaten. Dit
poortje gaat pas open
als er tegelijkertijd ook natrium
(een bestanddeel van keukenzout)
naar binnen gaat. Dit mechanisme
wordt gebruikt
in sportdranken die naast suikers
ook zouten bevatten en op die
manier de opname van glucose
versnellen.
Fructose gaat binnen in de
darmcellen door een andere poort:
GLUT-5. Zowel glucose als fructose
verlaten de
darmcellen weer via dezelfde poort
GLUT-2 naar het bloed.
De toename van de glucoseconcentratie in het bloed wordt waargenomen door de pancreas
(alvleesklier). In de bètacel wordt onder invloed van het enzym glucokinase glucose omgezet in
glucose-6-fosfaat. Door de toegenomen hoeveelheid ATP (vanwege toename glucosemetabolisme)
gaan de ATP-afhankelijke kaliumkanalen in het celmembraan dicht. Hierdoor stroomt er geen kalium
meer de cel uit. De celmembraan depolariseert en dit leidt tot instroom van calcium. Dit leidt tot
insulinesecretie. Na 10 minuten na de glucosebelasting volgt de eerste fase van insulinesecretie
(vanwege de vrijgekomen insuline, die al in vesicles (blaasjes in een cel) aanwezig was) en de tweede
insulinesecretiefase komt later op gang (ontstaat door stimulering van de insulineproductie). De
vrijgekomen insuline komt via de poortader eerst in de lever, remt daar de afgifte van glucose en
stimuleert de opname van glucose en de omzetting naar glycogeen.
Omzetten naar glycogeen
Het glucose-6-fosfaat wordt omgezet in glucose-1-fosfaat. Onder invloed van UTP (8x) wordt er UDP-
glucose geproduceerd. Onder invloed van glycogeensynthese (8x) ontstaat glycogeen.
Opname in cellen
De opname van glucose in insulinegevoelige weefsels wordt gestimuleerd door insuline. Dit zijn de
spieren en het vetweefsel en in mindere mate de lever en het hart. Insuline diffundeert uit de
circulatie door het endotheel en bereikt de subendotheliale ruimte waar het zijn receptor vindt op de
membraam. Deze diffusie vergt enige tijd. Nadat de insuline aan het extracellulaire domein van de
insulinereceptor is gebonden, begint de signaaltransductie: eerst wordt het intracellulaire
tyrosinekinase dat zich bevindt aan de bètaunit van de insulinereceptor geactiveerd. Dit resulteert in
de fosforylering van een aantal eiwitten, waaronder het eiwit insulin receptor substrate (IRS). Na
fosforylering werken IRS-eiwitten als bindingsplaats (docking) voor een aantal andere moleculen
verder in de signaalcascade (signalenketen), PI3-kinase. Uiteindelijk resulteert deze signaalcascade in
glucosetransport type 4 (GLUT-4) vanuit het cytoplasma naar het plasmamembraan. Vervolgens kan
glucose via transportmoleculen opgenomen worden in de cel.
, Wanneer er veel insuline aanwezig is, zal GLUT-4 gaan werken. Hierdoor komt er veel glucose in de
“opslag”cellen. Er wordt dan meer glucose omgezet naar glycogeen. Wanneer er geen
insulinesecretie plaatsvindt en er dus geen insuline is, werkt GLUT-4 niet en dus alleen GLUT-1.
GLUT-1 komt in vrijwel alle celmembranen voor GLUT-1 is niet afhankelijk van insuline!
Bij GLUT-1 is er spraken van een natrium-kaliumpomp. Binnen de cel is de concentratie kalium hoog,
natrium laag. Buiten de cel is de concentratie natrium hoog, kalium laag.
Glucosestofwisseling onder nuchtere omstandigheden
Onder nuchtere omstandigheden- minimaal 8 uur totale onthouding van voedselinname- is vrijwel
alle glucose in de circulatie afkomstig uit de lever, met een kleine bijdrage vanuit de nieren (minder
dan 10%). In de lever wordt glucose gevormd uit glucose-6-fosfaat onder invloed van glucose-6-
fosfatase.
Glucose kan tijdens vasten in principe uit twee bronnen afkomstig zijn: afbraak van glycogeen
(glycogeneolyse) en aanmaak van glucose vanuit aminozuren, glycerol en melkzuur
(gluconeogenese). Hoe langer iemand vast, hoe groter de bijdrage van de gluconeogenese wordt.
Bij langdurig vasten (hongerstaking), geen insuline:
Lipolyse (afbraak van vetten) neemt af hoge vrijevetzuurspiegels (meer triglyceriden)
Toegenomen eiwitafbraak in de spieren aminozuren
De totale leverproductie is 2-2,5 mg/kg/min. De hersenen verbruiken 50% hiervan.
Ketonen
Ketonen worden gevormd wanneer het lichaam een deel van zijn eigen vet verbrandt. Ze worden
gemaakt doordat een deel van de vrije vetzuren in de lever wordt omgezet in acetylazijnzuur. Uit
acetylazijnzuur kan bètahydroxyboterzuur of aceton worden gevormd. Acetylazijnzuur kan onder
normale omstandigheden spierweefsel van energie voorzien en tijdens langdurig vasten ook
zenuwweefsel. Ketonen hebben een nadelige uitwerking op de stofwisseling. Door de toename van
ketonen verzuurt het lichaam. Daarom adem je een teveel aan aceton ook uit. Meestal ga je heel snel
ademen om de verzuring tegen te gaan. Ook scheidt je het teveel aan keton uit via de urine.
Zelfstudieopdracht 2b: Fructose versus glucose
Fructose wordt niet rechtstreeks verbruikt in de cellen. Het wordt in de lever omgezet naar glucose
of afgebroken tot bouwstenen voor de aanmaak van vetzuren die in het bloed worden uitgescheiden
als triglyceridenvetten. Grote hoeveelheden toegevoegde fructose eten is dus niet gezond voor hart
en bloedvaten.
Fructose Triglyceride levels ↑
Synthese lipide in de lever ↑
Totaal volume buikvet ↑
LDL cholesterolgehalte (de slechte soort) ↑
Vet/cholesterolgehalte ↑
Hoeveelheid triglyceriden ↑
Fructose onbeperkt opgenomen, concentratie glycogeen te groot lipiden aangemaakt
Voor de omzetting is geen insuline nodig, daarom kans op hoge bloedsuikerspiegel kleiner
Eén gram bevat 4 cal
glucose Triglyceridelevels constant
Onderhuidse vetlaag ↑
Vet/cholesterolgehalte constant
Eén gram bevat 4 cal
Put simply, what happens in a lab or in animal tests cannot be applied to humans, and definitely
doesn't imply you'd have the same outcome (weight gain, cancer, etc.) by consuming other foods or
sweeteners of which fructose is a component.
Diabetes Mellitus leidde met zijn dramatisch verlopende symptomen vroeger tot de dood, tot 1922.
In dat jaar werd door Banting en Best insuline ontdekt. In 2007 waren ongeveer 740.000 patiënten
bekend met diabetes, waarvan 10% de klassieke vorm (type 1). Deze mensen hebben een absoluut
tekort aan insuline (insuline deficiëntie). De overige 90% heeft andere vormen. De grootste groep
hiervan wordt aangeduid met type 2 diabetes. Hierbij bestaat een relatief tekort aan insuline in
combinatie met een verminderde biologische werking van insuline (insulineresistentie).
Type 1: Er wordt geen insuline aangemaakt. β-cellen in de alvleesklier (pangeas) zijn kapot
Type 2: Receptoren van de cellen zijn minder gevoelig voor insuline, deze wordt dan niet
opgenomen in de cel. Insuline gaat namelijk op de receptor zitten. Daardoor gaat
enzym werken om glucose binnen in de cel te laten. Door kapotte receptoren, steeds
ongevoeliger en dus steeds meer insuline nodig om toch glucose binnen te laten.
Glucose gaat alleen met natrium naar binnen.
Naast de 740.000 bekende zijn er naar schatting nog 250.000 patiënten met type 2 diabetes waarbij
de diagnose nog niet bekend is. Bij ongewijzigd beleid zal het aantal toenemen tot 1,3 miljoen in
2025. Ongeveer de helft van deze toename hangt samen met het overgewichtsprobleem en is te
voorkomen. Diabetes leidt op den duur tot complicaties in kleine (microvasculair) en grote
(macrovasculair) bloedvaten. Daarnaast gaat diabetes gepaard met andere problemen op zeer
uiteenlopende gebieden.
Zelfstudieopdracht 1: de context van de ziekte
De belangrijkste bewustzijnscampagne voor diabetes is werelddiabetesdag. Het doel is aandacht en
begrip vragen voor diabetes, die wereldwijd epidemische vormen aanneemt, onder volwassenen,
maar ook onder kinderen. Het wordt elk jaar op 14 november gevierd, ter gelegenheid van de
verjaardag van Frederik Banting.
Diabetes heeft een grote impact op het leven van een patiënt.
Diabetes komt het meeste voor in de VS, Brazilië, Rusland, India en China. De belangrijkste
doelstellingen (objectives) van de International Diabetes Federation (IDF) zijn:
1. Mensen eerder op diabetes testen om zo complicaties te voorkomen
2. Preventie tegen type 2 diabetes (gezond voedsel + beweging voor iedereen)
3. Discriminatie van mensen met diabetes tegengaan (patiënten meer betrekken bij hun
behandeling)
Diabetes is een groot wereldwijd probleem. Slechte voeding (veel vet) en weinig bewegen zijn
risicofactoren. Genetisch gezien lopen Aziaten meer risico op diabetes. Als zij door groeiende
welvaart ook nog eens ongezonder gaan eten, wordt dit probleem steeds groter. Het probleem zit
hem niet alleen in de hogere kosten voor de gezondheidszorg, maar ook in een lager nationaal
inkomen, doordat de patiënt minder productief werkt of de zorgdrager niet (helemaal) werkt. Door
nu veel te investeren kan type 2 diabetes worden teruggedrongen. Dit bespaart veel kosten later.
Zelfstudieopdracht 2a: Normale glucosestofwisseling
Glucosestofwisseling onder omstandigheden van aanvoer van voedingsbestanddelen
Polysachariden worden afgebroken tot disachariden en vervolgens tot monosachariden. Zo wordt
het zetmeel uit het voedsel met behulp van amylase uit de speekselklieren en alvleesklier omgezet in
maltose. Vervolgens wordt het met behulp van het enzym maltase uit de darmsapklieren omgezet in
glucose. Lactose wordt met behulp van lactase uit de darmsapklieren omgezet in glucose/galactose
en ook sacharose wordt omgezet in glucose, met behulp van het enzym sacharose uit de
darmsapklieren. De glucose wordt via de darmwand opgenomen in het bloed, maar al tijdens de
,voedselpassage worden
verschillende neurogene signalen
en darmhormonen afgegeven die
de bètacel primen.
Glucose en galactose worden door
het poortje SGLT-1 in de
darmcellen binnengelaten. Dit
poortje gaat pas open
als er tegelijkertijd ook natrium
(een bestanddeel van keukenzout)
naar binnen gaat. Dit mechanisme
wordt gebruikt
in sportdranken die naast suikers
ook zouten bevatten en op die
manier de opname van glucose
versnellen.
Fructose gaat binnen in de
darmcellen door een andere poort:
GLUT-5. Zowel glucose als fructose
verlaten de
darmcellen weer via dezelfde poort
GLUT-2 naar het bloed.
De toename van de glucoseconcentratie in het bloed wordt waargenomen door de pancreas
(alvleesklier). In de bètacel wordt onder invloed van het enzym glucokinase glucose omgezet in
glucose-6-fosfaat. Door de toegenomen hoeveelheid ATP (vanwege toename glucosemetabolisme)
gaan de ATP-afhankelijke kaliumkanalen in het celmembraan dicht. Hierdoor stroomt er geen kalium
meer de cel uit. De celmembraan depolariseert en dit leidt tot instroom van calcium. Dit leidt tot
insulinesecretie. Na 10 minuten na de glucosebelasting volgt de eerste fase van insulinesecretie
(vanwege de vrijgekomen insuline, die al in vesicles (blaasjes in een cel) aanwezig was) en de tweede
insulinesecretiefase komt later op gang (ontstaat door stimulering van de insulineproductie). De
vrijgekomen insuline komt via de poortader eerst in de lever, remt daar de afgifte van glucose en
stimuleert de opname van glucose en de omzetting naar glycogeen.
Omzetten naar glycogeen
Het glucose-6-fosfaat wordt omgezet in glucose-1-fosfaat. Onder invloed van UTP (8x) wordt er UDP-
glucose geproduceerd. Onder invloed van glycogeensynthese (8x) ontstaat glycogeen.
Opname in cellen
De opname van glucose in insulinegevoelige weefsels wordt gestimuleerd door insuline. Dit zijn de
spieren en het vetweefsel en in mindere mate de lever en het hart. Insuline diffundeert uit de
circulatie door het endotheel en bereikt de subendotheliale ruimte waar het zijn receptor vindt op de
membraam. Deze diffusie vergt enige tijd. Nadat de insuline aan het extracellulaire domein van de
insulinereceptor is gebonden, begint de signaaltransductie: eerst wordt het intracellulaire
tyrosinekinase dat zich bevindt aan de bètaunit van de insulinereceptor geactiveerd. Dit resulteert in
de fosforylering van een aantal eiwitten, waaronder het eiwit insulin receptor substrate (IRS). Na
fosforylering werken IRS-eiwitten als bindingsplaats (docking) voor een aantal andere moleculen
verder in de signaalcascade (signalenketen), PI3-kinase. Uiteindelijk resulteert deze signaalcascade in
glucosetransport type 4 (GLUT-4) vanuit het cytoplasma naar het plasmamembraan. Vervolgens kan
glucose via transportmoleculen opgenomen worden in de cel.
, Wanneer er veel insuline aanwezig is, zal GLUT-4 gaan werken. Hierdoor komt er veel glucose in de
“opslag”cellen. Er wordt dan meer glucose omgezet naar glycogeen. Wanneer er geen
insulinesecretie plaatsvindt en er dus geen insuline is, werkt GLUT-4 niet en dus alleen GLUT-1.
GLUT-1 komt in vrijwel alle celmembranen voor GLUT-1 is niet afhankelijk van insuline!
Bij GLUT-1 is er spraken van een natrium-kaliumpomp. Binnen de cel is de concentratie kalium hoog,
natrium laag. Buiten de cel is de concentratie natrium hoog, kalium laag.
Glucosestofwisseling onder nuchtere omstandigheden
Onder nuchtere omstandigheden- minimaal 8 uur totale onthouding van voedselinname- is vrijwel
alle glucose in de circulatie afkomstig uit de lever, met een kleine bijdrage vanuit de nieren (minder
dan 10%). In de lever wordt glucose gevormd uit glucose-6-fosfaat onder invloed van glucose-6-
fosfatase.
Glucose kan tijdens vasten in principe uit twee bronnen afkomstig zijn: afbraak van glycogeen
(glycogeneolyse) en aanmaak van glucose vanuit aminozuren, glycerol en melkzuur
(gluconeogenese). Hoe langer iemand vast, hoe groter de bijdrage van de gluconeogenese wordt.
Bij langdurig vasten (hongerstaking), geen insuline:
Lipolyse (afbraak van vetten) neemt af hoge vrijevetzuurspiegels (meer triglyceriden)
Toegenomen eiwitafbraak in de spieren aminozuren
De totale leverproductie is 2-2,5 mg/kg/min. De hersenen verbruiken 50% hiervan.
Ketonen
Ketonen worden gevormd wanneer het lichaam een deel van zijn eigen vet verbrandt. Ze worden
gemaakt doordat een deel van de vrije vetzuren in de lever wordt omgezet in acetylazijnzuur. Uit
acetylazijnzuur kan bètahydroxyboterzuur of aceton worden gevormd. Acetylazijnzuur kan onder
normale omstandigheden spierweefsel van energie voorzien en tijdens langdurig vasten ook
zenuwweefsel. Ketonen hebben een nadelige uitwerking op de stofwisseling. Door de toename van
ketonen verzuurt het lichaam. Daarom adem je een teveel aan aceton ook uit. Meestal ga je heel snel
ademen om de verzuring tegen te gaan. Ook scheidt je het teveel aan keton uit via de urine.
Zelfstudieopdracht 2b: Fructose versus glucose
Fructose wordt niet rechtstreeks verbruikt in de cellen. Het wordt in de lever omgezet naar glucose
of afgebroken tot bouwstenen voor de aanmaak van vetzuren die in het bloed worden uitgescheiden
als triglyceridenvetten. Grote hoeveelheden toegevoegde fructose eten is dus niet gezond voor hart
en bloedvaten.
Fructose Triglyceride levels ↑
Synthese lipide in de lever ↑
Totaal volume buikvet ↑
LDL cholesterolgehalte (de slechte soort) ↑
Vet/cholesterolgehalte ↑
Hoeveelheid triglyceriden ↑
Fructose onbeperkt opgenomen, concentratie glycogeen te groot lipiden aangemaakt
Voor de omzetting is geen insuline nodig, daarom kans op hoge bloedsuikerspiegel kleiner
Eén gram bevat 4 cal
glucose Triglyceridelevels constant
Onderhuidse vetlaag ↑
Vet/cholesterolgehalte constant
Eén gram bevat 4 cal
Put simply, what happens in a lab or in animal tests cannot be applied to humans, and definitely
doesn't imply you'd have the same outcome (weight gain, cancer, etc.) by consuming other foods or
sweeteners of which fructose is a component.
