Energiomsætning Flashcards
- Ca2+ virker i visse sammenhænge som ‘second messenger’ i cellen, men bidrager herudover også direkte til at aktivere en række centrale enzymer i energistofskiftet. Nævn mindst to sådanne enzymer og anfør deres metaboliske funktion.
Svar 15: glycogen fosforylase i muskler aktiveres af calcium (samt en række andre faktorer såsom AMP, Pi og ved covalent modification) enzymet katalyserer nedbrydningen af glycogen.
Pyruvatdehydrogenase giver dannelse af acetyl-CoA, som er substrat for TCA. Isocitratdehydrogenase og alfa-ketoglutaratdehydrogenase, begge dehydrogenaser i TCA.
Beskriv i oversigt hvorledes metabolitter og signalmolekyler under fysisk arbejde stimulerer dannelsen af laktat i muskler.
Sv.: Intenst arbejde medfører to signaler, der begge aktiverer glykogen phosphorylase: Øget intracellulært calcium og øget plasma adrenalin. Samtidig vil den stærkt øgede ATP turnover under muskelarbejdet bevirke stigende ADP og AMP (sidstnævnte via myokinasereaktionen). Begge disse metabolitter aktiverer glykolysen med det fra glykogennedbrydningen leverede glukose‐1‐P som substrat. Resultatet er stærkt stigende pyruvat koncentration. Selv om der ved roning er tale om aerobe omstændigheder, kan pyruvatomsætningen (via PDH) slet ikke følge med pyruvatdannelsen og LDH ligevægten forskydes derfor mod laktat.
Anfør respirationskædens fysiske placering i cellen og beskriv i oversigt dens komponenter.
Sv: Respirationskædens komponenter er lokaliseret i mitochondriernes indre membran og består af 3 transmembrane proteincomplexer, complex I, III og IV, complex II (succinat dehydrogenase) mod matrix samt to mindre og mere mobile proteiner, coenzym Q og cytochrom c.
Opskriv sumreaktionen (substrater og produkter) for respirationskæden med NADH og O2 som substrater, og beskriv, hvad der betinger, at processen er stærkt exergon.
Sv: NADH + H+ + 1⁄2 O2 H2O + NAD+
Processen er en elektronoverførsel fra NADH til O2 (dvs en reduktion af O2) og drives basalt af den langt højere affinitet for elektroner, som O2 har i forhold til NADH (en redox potentiale forskel på 1.14 V).
Opskriv sumreaktionen (substrater og produkter) for oxidationen af acetylCoA til CO2 i TCA (vand kan udelades) og forklar hvorledes oxaloacetat fungerer som en katalysator (indgår i reaktionen, men uden netto forbrug) i TCA.
Sv: acetylCoA+3NAD+ +FAD+GDP+Pi CoASH+3NADH+3H+ +FADH2 +GTP+2CO2
Citrat dannes ved kondensering af acetylCoA og oxaloacetat i den første reaktion i TCA, mens oxaloacetat gendannes ved oxidation af malat i den sidste reaktion
Forklar hvorfor en sænkning i kulhydrat indholdet og en samtidig øgning i protein indholdet i kosten vil føre til et øget energi forbrug i lever.
Sv: Med lavt kulhydrat indhold i kosten er organismen nødt til at dække sit obligatoriske glukosebehov ved glukoneogenese. Denne proces koster 6 ATP per glukose dannet fra pyruvat. Efter nogen tid på en sådan kost, kan pyruvat kun stamme fra nedbrydning af protein, hvor de glukogene aminosyrer omsættes til pyruvat. Denne proces omfatter transaminering og urinstofdannelse fra den frigjorte aminogruppe. Dannelse af 1 mol urinstof fra 2 mol alanin koster 4 ATP.
Beskriv kort hvilke ATP genererende stofskifteveje i benmusklerne, der leverer energien til dette arbejde.
Sv.: Det aerobe stofskifte vil blive forøget med fedtsyrer og glukose som substrater og oxidativ fosforylering som ATP genererende proces. Men denne stofskiftevej kan ikke alene klare det hårde trappebestigningsarbejde og den største del af energidannelsen kommer fra anaerobt stofskifte, dels ved ATP dannelse fra PCr i creatinkinase reaktionen, dels ved glykogenolyse og anaerob glykolyse med dannelse af mælkesyre i musklerne.
Beskriv oversigtsmæssigt hvorledes man ekstraherer biopsien, således at de nævnte metabolitter kan gøres tilgængelige for den spektrofotometriske måling.
Sv.: Vævet ekstraheres på is med syre (perchlorsyre,) ved en mekanisk homogenisering. Herefter neutraliseres syreekstraktet (f. eks. med kaliumhydroxid), og man foretager en centrifugering, hvor de syreekstraherede metabolitter befinder sig i den neutraliserede supernatant. (En passende mængde af denne neutraliserede supernatant overføres til spektrofotometrets cuvette).
a) Angiv metoder til bestemmelse af fedtmassen hos mennesker. Hvordan er menneskers energiomsætningshastighed relateret til fedtmassen?
Sv.: a) Af metoder kan nævnes: Antropometriske mål (BMI, hudfoldsmåling; taljeomkreds); bioelektrisk impedans (bioimpedans); helkropsdensitet; bestemmelse af helkropsvand ved undervandsvejning; DXA- scanning; CT-scanning; MR -scanning (herved kan også det intracellulære fedt [fx i muskler og lever] bestemmes). EOH følger ret tæt og næsten lineært både legemsvægten og fedtmassen, idet både fedtvævet og den stigende Lean Body Mass (pga. stigende vægt) selvfølgelig har en energiomsætning.
b) En fed person taber sig svarende til 10 % af fedtmassen. Redegør for den sandsynlige ændring i personens energiomsætningshastighed efter tabet.
Sv.: Da EOH afhænger af vævsmassen følger det, at EOH falder i det mindste tilsvarende. En afgørende faktor er, at vægttabet ledsages at et fald i Lean Body Mass (bl.a. fordi der er mindre at slæbe rundt på). Faldet i fedtmasse bevirker et kraftigt fald i plasmakoncentrationen af det appetitregulerende og stofskifteregulerende hormon, leptin, og dette fald bevirker en yderligere nedsættelse af EOH. I grove tal vil et tab i fedtmasse på 10 % derfor ledsages af et tab i EOH på
15 %.
Angiv de mekanismer, kroppen iværksætter som respons på kulde.
Sv.. Mekanismer aktiveret af kulde: Øget varmeproduktion: kulderystelser, sult, øget fysisk aktivitet, sekretion af noradrenalin/adrenalin. Nedsat varmetab: kutan vasokonstriktion, sammenkrumning, gåsehud.
Angiv de mekanismer, kroppen iværksætter som respons på varme.
Sv.: Mekanismer aktiveret af varme: Øget varmetab: kutan vasodilation, øget svedsekretion, øget respiration. Nedsat varmeproduktion: anorexi, nedsat fysisk aktivitet.
b) Den maksimale svedsekretionshastighed er omkring 4 L/time.
Adaptation til varmeklima består i øget perfusion af huden og dermed øget svedsekretionskapacitet (volumen per enhed af temperaturstigning til bortskaffelse af varme). Øgning af hudperfusionen nås gennem en reguleret øgning af det ekstracellulære volumen og en forøgelse af reabsorptionen af salt fra svedkirtlernes udførselsgange, med det formål at sikre et større ekstracellulærvolumen med normalt saltindhold. (Øget perifer vaskularisering kan også nævnes (ikke pensum)).
