4.2 Handhaving celintegriteit en ATP-turnover

Question 1

Hoe vaak wordt de ATP pool in het hart in rust ververst?

Answer 1

1 keer per 10 seconden

Question 2

Wat zijn een paar voorkomende vormen van ATP verbruik en waar vindt het plaats?

Answer 2

• Actomyosine ATPase
• Iontransport
• Eiwit en RNA synthese

Dit vindt voornamelijk plaats in het cytosol

Question 3

Wat zijn een paar voorkomende vormen van ATP (her)aanmaak en waar vindt het plaats?

Answer 3

In het cytosol:
- Creatinefosfaat (1 ATP)
- Anaërobe glyco(geno)lyso (zonder zuurstof) (2/3 ATP)

In het mitochondriën:
- Aërobe glyco(geno)lyse (met zuurstof) (32/33 ATP)
- Vetzuuroxidatie (106 ATP)

Question 4

Wat is het belangrijkste eigenschap van de citroenzuurcyclus?

Answer 4

Het genereren van elektronenparen in de vorm van FADH2 en NADH2

Question 5

Hoe wordt het cyclische proces genoemd waarbij er van C16 of C18 naar C2 eenheden wordt gegaan?

Answer 5

Bèta-oxidatie (per oxidatie 1 NADH en 1 FADH2)

Question 6

Waar bestaat de oxidatieve fosforylering uit?

Answer 6

Oxidatie van FADH2 en NADH naar FAD of NAD en Fosforylatie van ADP naar ATP

Beide systemen gesloten met elkaar

Question 7

Wat is de koppeling tussen de oxidatie en de fosforylering bij de oxidatieve fosforylering?

Answer 7

De proton-motive force (potentiële energie)
Δn*H+

Question 8

Waardoor wordt de potentiële energie van de protonengradiënt bepaald?

Answer 8

• De protongradiënt
• Vooral de membraanpotentiaal (binnen negatiever dan buiten)

ΔμH = 2,3 RT * log([H+)]in/[H(out) = z * F * m

Question 9

Wat is de snelheidsbepalende factor van de mitochondriale ademhaling?

Answer 9

De hoeveelheid beschikbare ADP in de mitochondriale matrix (dus het ATP verbruik)

Voor verdere oxidatie is fosforylering nodig. Fosforylering kan pas als ATP wordt verbruikt als ADP.
Protonen kunnen weer naar binnen, Epot daalt door verminderde protonengradiënt en complexen kunnen dus weer elektronen wegpompen -> Oxidatie van NADH kan weer

Question 10

Welke verandering versnelt de verzuring?

Answer 10

Stijging van het AMP

Als er veel ADP wordt gevormd uit ATP kan dit worden omgezet in AMP. Dit zorgt voor een triggering van PFK en stimulering van de glycolyse en glycogeen fosforylase.

Door zuurstoftekort leidt NADH via lactaatvorming tot ATP -> anaërobe glycolyse

Question 11

Hoe wordt de reactie genoemd waarbij uit ADP AMP en ATP wordt gevormd?

Answer 11

Adenylaat kinase/myokinase

Question 12

Waarvan is AMP de allosterische activator?

Answer 12

• Fosfofructokinase (PFK)
• Glycogeen fosforylase (GP)

Voor anaërobe glycolyse of glycogenolyse

Vetzuuroxidatie wordt ook door de AMP geactiveerd

Question 13

Welke metaboliet versnelt het zuurstofverbruik in de cel?

Answer 13

Mitochondriaal ADP

Question 14

Wat zijn veel gebruikte remmers van de vetzuuroxidatie?

Answer 14

• Trimetazidine
• Ranolazine
• Etoxomir

Question 15

Hoe vindt resynthese van ATP in de hartspier voornamelijk plaats?

Answer 15

Door vetzuuroxidatie

Question 16

Wat versnelt er bij ischemie?

Answer 16

De (anaërobe) glyco(geno)lyse door stijging van AMP

Question 17

Waar leidt adenosine toe?

Answer 17

Vasodilatatie -> verbeterde aanvoer van O2 en afvoer zuur

Question 18

Voor welke patiënten is (preventieve) remming van de vetzuuroxidatie gunstig?

Answer 18

Angina Pectoris patiënten (vetzuuroxidatie remming zorgt voor rust bij hun)

Want Glycogenolyse onder invloed van zuurstof levert 5,5 ATP/O2 op
Vetzuurmolecuul onder invloed van zuurstof levert 4.6 ATP/O2 op

Dus bij zelfde zuurstofverbruik levert de vetzuuroxidatie minder op waardoor het remmen hiervan vaak gunstiger is

Question 19

Wat geldt voor de mitochondriën van een cel in rust?

Answer 19

• Maximale pH gradiënt
• Maximaal mitochondriaal NADH
• Maximaal aantal elektronen in de elektronenpomp

Question 20

Wat zijn mogelijk medicaties van remmers van de mitochondriale vetzuuropname?

Answer 20

• Perhexilline
• MDI (Malonyl-CoA-decarboxylase remers)
• Dichlooracetaat (Pyruvaat De-Hydrogenese activatie)

Question 21

Wat is het verschil in opbrengst van ATP voor glycolyse en glycogenolyse anaëroob en aëroob en wat is het verschil met vet?

Answer 21

Glucose: 2 ATP
Glycogeen: 3 ATP
(Hierdoor gunstiger om glycogeen te verbranden bij een beperkt O2 aanbod en wordt er minder lactaat gevormd)

Aëroob glucose: 32 ATP
Glycogeen: 33 ATP
Vet: 106 ATP

Question 22

Hoe werkt de Malaat-aspartaat shuttle?

Answer 22

Transport elektronen van NADH.
1) Acetaat wordt omgezet tot oxaalacetaat
2) In het cytosol staat NADH elektronen (H+) af aan oxaalacetaat en wordt het malaat.
3) Malaat wordt vanuit het cytosol over het membraan naar de mitochondriën geshuttled
4) Malaat geeft elektronen af aan NAD+ en vormt oxaalacetaat
5) Oxaalacetaat wordt als acetaat teruggeshuttled van het mitochondriën naar het cytosol

Question 23

Hoe werkt de vetzuuroxidatie en waarom is er een zo grote ATP opbrengst?

Answer 23

Vetzuur wordt omgezet in C2 verbindingen (Bèta-oxidatie)

Bij elke stap komen elektronen vrij die gekoppeld worden aan NAD+ en FAD en vervolgens nog citroenzuurcyclus met acetyl-CoA (C2)

Question 24

Waardoor is de ATP opbrengst FADH2 molecuul kleiner dan die van NADH (1,5 ATP vs. 2,5 ATP)?

Answer 24

FADH2 mist complex 1 waarbij 4 protonen over het gradiënt gaan

Question 25

Hoeveel protonen zijn er nodig om 1 ATP te maken?

Answer 25

3
De potentiële energie van -21,5 kJ/mol -> 50 kJ/mol nodig dus 3 protonen

Question 26

Wat is er aan de hand in de mitochondriën in rust?

Answer 26

• Maximale protongradiënt
• Maximale NADH concentratie
• Maximale elektronen in de pomp

Question 27

Wat gebeurt er in de eerste instantie bij een verhoogde ADP concentratie?

Answer 27

Creatinefosfaat en ADP vorming
Creatine en ATP

Question 28

Wat is de reactie van oxidatie en reductie?

Answer 28

Oxidatie: NAD+ -> NADH
Reductie: NADH -> NAD+

NADH: 10 H+, 2,5 ATP (complex 1,3,4)
FADH2: 6 H+, 1,5 ATP (complex 2,3,4)

Question 29

Waarvoor is lactaat vorming gunstig?

Answer 29

NADH -> NAD+ zodat glycolyse en citroenzuurcyclus door kunnen blijven gaan

Question 30

Wat is de Rq waarde?

Answer 30

Verhouding tussen CO2 en O2
Hoger in glycolyse dan vetzuuroxidatie

Question 31

Waarom levert glycogenolyse 1 ATP meer op?

Answer 31

Glucose 1-fosfaat gaat via glucose-6-fosfaat rechtstreeks de glycolyse in dus niet via omzetting naar glucose

Question 32

Wat is de verhouding van lactaat in arterieel en veneus bloed?

Answer 32

Normaal: Veneus < arterieel
Ischemie: Veneus > arterieel