Geneeskunde 1C2 HC week 1 - 9-5 Flashcards
Wat is het intermediair metabolisme?
Alle reacties die betrokken zijn bij het opslaan van energie en gebruik van deze energie bij cellulaire processen
- Hormonen spelen een belangrijke rol
Hoe is de gewicht- en energieverdeling van koolhydraten, vetten en eiwitten in het lichaam?
Bij een persoon van 70 kg van grootste naar kleinste energiebron:
- Vet: 12 kg = 108.000 kcal
- Eiwit (spiermassa): 6 kg = 24.000 kcal
- Koolhydraten: 1200 kcal in spieren + 400 kcal in lever
Op een dag heb je dus te weinig aan alleen koolhydraten
Waar gaan de glucose, aminozuren en lipides heen als ze worden opgenomen in de darmen?
- Glucose: gebruikt voor hersenfunctie, ery’s en spierfunctie, alles wat over is wordt opgeslagen als glycogeen in de lever en spieren of als triglyceriden in vetweefsel
- Aminozuren: worden direct voor eiwitsynthese gebruikt omdat het lichaam ze niet in een bepaald molecuul kan opslaan
- Lipides: worden opgeslagen in spieren en vetweefsel
Wanneer is er sprake van een anabole toestand en welke reacties vinden dan plaats?
Direct na de maaltijd, er is dan een opslag van energievoorraden (glycogeen en vet)
- Lean body mass neemt toe
Zie de reacties in de afbeelding
Wanneer is er sprake van een katabole toestand en welke reacties vinden dan plaats?
Effect van de maaltijd is uitgewerkt en het lichaam moet het metabolisme voor andere bronnen gebruiken, energie wordt hier vrijgemaakt uit energievoorraden
- Vetmassa en lean body mass nemen af
- In de vetzuren ook ketogenese waardoor ketonen ontstaan
Zie de reacties in de afbeelding
- Voor gluconeogenese is ook glycerol nodig
Wat doet insuline in het metabolisme?
Belangrijkste anabole hormoon
- Instandhouding energievoorraad en herstel lean tisseu
- Gemaakt door pancreas en werkt op weefsels erbuiten
Functies:
- Stimulatie van anabole processen: glucose opname in vet- en spierweefsel, glycolyse, glycogeen synthese, eiwitsynthese, lipogenese en opname van ionen (K+ en PO4^3-)
- Inhibitie van katabole processen: gluconeogenese, glycogenolyse, lipolyse, ketogenese en proteolyse
Wat doet glucagon in het metabolisme?
Belangrijkste katabole hormoon
- Stimulatie van katabole porcessen: gluconeogenese, glycogenolyse, lipolyse, ketogenese en proteolyse
- Tegenovergestelde van insuline en zijn elkaars tegenhangers
Welke hormonen, naast glucagon, stimuleren het katabolisme?
De counterregulatory hormones (contraregulerende hormonen)
- Adrenaline
- Noradrenaline
- Cortisol (bijnierschorshormoon)
- Groeihormoon
- Schildklierhormoon
Welke delen in de bijnier maken welke hormonen aan voor het metabolisme?
Binnenste deel is medulla, buitenste cortex
Medulla maakt catecholaminen (adrenaline en noradrenaline)
Cortex heeft 3 lagen:
- Zona glomerulosa: buitenste laag, maakt mineralocorticoïden; aldosteron
- Zona fasciculata: middelste laag, maakt glucocorticoïden, cortisol
- Zona reticularis: binnenste laag, maakt sekshormonen, testosteron
Hoe wordt de productie van cortisol gereguleerd?
Wordt gereguleerd door de hypothalamus en hypofyse (zie afbeelding ook):
- Hypothalamus geeft CRF af –> dit gaat naar de voorkwab van de hypofyse –> hier ACTH aanmaak –> dit gaat naar de bijnier –> onder invloed hiervan cortisol aanmaak –> effect op bloedsuiker en bloeddruk + negatieve feedback op hypothalamus
Hoe zorgt cortisol voor je dag- en nachtritme gedurende de dag?
- Stijgt gedurende de nacht en rond 8 uur ‘s ochtends op zijn hoogst, hierna een daling en om 12 uur ‘s nachts op zijn laagst
- Meting in het bloed dus altijd om 8 uur ‘s ochtends als je denkt dat er te weinig wordt aangemaakt en bij teveel aanmaak juist ‘s nachts
Wat is cortisol?
Glucocorticoïd:
- breekt in vetweefsel triglyceriden af waardoor vrije vetzuren (als brandstof voor spieren en organen) en glycerol ontstaan
- breekt in de spieren eiwitten af naar aminozuren (voor glucosespiegel)
–> hierdoor kan in de lever met aminozuren en glycerol de gluconeogenese worden aangezet tijdens het vasten en wordt de energievoorziening en bloedsuikerspiegel op peil gehouden (meer glucose productie)
Wat is de hypofyse-cortisol bijnieras en hoe kan deze uit balans raken?
Dag- en nachtritme veroorzaakt door cortisol
Raakt verstoord door invloeden van buiten zoals een infectie of stress
–> hierdoor meer ACTH productie en een stijging van de cortisolspiegel –> extra energie om de infectie te bestrijden + activatie van sympathisch zenuwstelsel (door lage bloedsuiker, temperatuur of volumedepletie activatie), wat weer zorgt voor stimulatie van bijnier(merg) en dus afgifte van noradrenaline:
- stimulatie van afgifte van glucose uit de lever door stimulatie afbraak glycogeen
- vrijmaken van glycerol en vetzuren uit vetten
- blokkeren glucoseopname in spieren
Wat wordt er bedoeld met de medische term ‘stress’?
Lichamelijke verandering die de homeostase van het lichaam dreigt te verstoren
- Bijv. verwondingen, infecties, septische shock, hartinfarct, etc.
Welke reactie heeft het lichaam op medische stress (stress response)?
Lichaam gaat stresshormonen als catecholaminen en glucocorticoïden aan het bloed afgeven door stimulatie van het zenuwstelsel, hierdoor:
- Toename adrenaline secretie uit bijniermerg
- Stimulatie afgifte ACTH uit hypofyse voorkwab en hierdoor stimulatie cortisol uit bijnierschors
Dit zorgt ervoor dat energie wordt vrijgemaakt uit depots en kan worden gebruikt voor verhoging van bloeddruk en hartfrequentie –> hierdoor brandstof voor ‘fight or flight’ om de oorzaak van de stress te bestrijden en de stressor te elimineren
Welke verschillende stadia heb je tijdens langdurig vasten?
Ken de afbeelding!
Hoe is het brandstofgebruik van de belangrijkste organen/weefsels in gevoede toestand?
- Hersenen: glucose vanuit bloed en oxideren dit voor energie (94g per dag nodig)
- Erytrocyten: glucose vanuit het bloed (36g per dag nodig) en bij oxidatie lactaatvorming, dit gaat terug naar hart- of skeletspieren (hier oxidatie)
- Lever: bij een overmaat aan glucose een tijdelijke omzetting naar glycogeen en dit opslaan (max. voorraad voor 17 uur), ontvangt ook aminozuren uit het bloed
- Spieren: ontvangen aminozuren en vetten uit het bloed en slaan dit op/gebruiken dit
- Vetweefsel: ontvangen vetten uit het bloed (via lymfe) en slaan dit op in de vorm van triglyceriden
Hoe is het brandstofgebruik van de belangrijkste organen/weefsels bij 36 uur vasten?
- Hersenen: nog steeds 94g glucose behoefte, niet in het bloed dus lever produceert het
- Ery’s: nog steeds 36g glucose behoefte, niet in het bloed dus lever produceert het, lactaat zal nu direct teruggaan naar de lever (cori-cyclus)
- Lever: glucosevorming vanuit glycogeen, lactaat (cori-cyclus) en andere dingen als glycerol en aminozuren. Als hij teveel vetzuren krijgt als energie, gaat hij hier ketonlichamen van maken
- Spieren: te lage glucose- en insulinespiegel, dus ontvangt geen glucose meer door sparing, dus eiwitten worden afgebroken en aminozuren (75g) naar lever getransporteerd voor gluconeogenese
- Vetweefsel: te lage glucose- en insulinespiegel, dus ontvangt geen glucose meer door sparing, dus er vindt lipolyse plaats (voornamelijk visceraal vet) waarbij de glycerol (16g) naar de lever gaat voor gluconeogenese en vetzuren (160g) voor energie
Hoe ontstaan ketonlichamen?
Bij meer dan 36 uur vasten haalt de lever energie uit de vetzuuroxidatie en zal hij deze half oxideren, waardoor ketonlichamen (60g) ontstaan. Deze kunnen worden verbrand door de hart- en skeletspier en vanaf 36 uur is de ketonspiegel hoog genoeg om ook de hersenen te voorzien
–> ketonlichamen concurreren hier met glucose, waardoor de lever minder glucose hoeft te maken en minder spiereiwitten hoeft af te breken (eiwitsparing)
Wat zijn op tijdstippen 0 uur, 4 uur, 18 uur en 36 uur de belangrijkste brandstoffen voor de spieren en die voor de hersenen en waar komen deze vandaan?
Zie de tabel!
Hoe verloopt de glycogenolyse in de lever?
Zie ook afbeelding!
Gebeurt als de bloedsuikerspiegel laag is:
1. Aan glycogeen een fosfaatgroep toevoegen m.b.v. glycogeen fosforylase –> glucose-6-fosfaat
2. Van glucose-6-fosfaat een fosfaatgroep afhalen m.b.v. G6P-ase –> glucose (–> alleen in de lever omdat hier dit enzym zit)
In de spieren zit geen G6P-ase dus kunnen ze glucose niet vormen of kwijt aan de bloedbaan, dus wordt glucose-6-fosfaat omgezet naar pyruvaat/lactaat (glycolyse)
In lever wel G6P-ase, dus wordt glycolyse inactief bij glycogenolyse, zodat er echt glucose wordt gevormd en geen pyruvaat
Hoe verloopt de gluconeogenese in de lever?
Aminozuren, lactaat en glycerol worden omgezet in glucose-6-fosfaat, daarna: van glucose-6-fosfaat een fosfaatgroep afhalen m.b.v. G6P-ase –> glucose
G6P-ase zit alleen in de lever, dus kan het alleen daar, of bij heel lang vasten een beetje in de nier, plaatsvinden
Waarom is glycerol een goed gluconeogeen substraat en hoe werkt dit?
Omzetting naar glucose kost geen energie (i.t.t. andere substraten), want het levert netto 1,5 ATP op –> in gevoede toestand uit de vertering, voedingsvet en chylomicronen (naar lever en omzetting in pyruvaat) en in gevaste toestand vanuit triglyceriden in vetcellen (naar lever en omzetting in glucose)
Omzetting (zie ook afbeelding):
1. Activatie glycerol door glycerol kinase (kost ATP) en er ontstaat glycerol-3-fosfaat
2. Glycerol-3-fosfaat wordt o.i.v. glycerol-3-fosfaat dehydrogenase omgezet in dihydroxyacetonfosfaat (DHAP) waarbij NAD+ wordt omgezet in NADH
3. DHAP wordt in gevoede toestand naar pyruvaat omgezet en gevast naar glucose via een aantal stappen
Waarom is de gluconeogenese anders bij verschillende aminozuren?
Afhankelijk van het aminozuur (zie afbeelding):
- Glucogene aminozuren: hieruit kan glucose gevormd worden, want ze leveren pyruvaat, oxaalacetaat of iets wat m.b.v. de citroenzuurcyclus oxaalacetaat kan worden
- Ketogene aminozuren: hieruit kan geen glucose gevormd worden (vaak te weinig C-atomen), want ze leveren Acetyl-CoA of Acetoacetaat –> dit wordt later omgezet in ketonlichamen
Hoe vindt de gluconeogenese van aminozuren plaats?
Zie afbeelding!
Waarom vormt stikstof een probleem bij de oxidatie van aminozuren?
Stikstof komt vrij bij de oxidatie (verbranding) van aminozuren die we niet nodig hebben voor lichaamsopbouw als de aminogroep van de koolstofketen wordt gehaald
Deze aminogroep kan op een ander aminozuur worden geplaatst (transaminering), maar uiteindelijk komt het altijd vrij in de vorm van ammoniak (deaminering)
–> Ammoniak is schadelijk voor de hersenen –> daarom onschadelijk maken in de lever via de ureumcyclus en uitscheiden als ureum via de urine
Wat is de ureumcyclus in de lever?
Onschadelijk maken van ammoniak wat ontstaat bij de gluconeogenese van aminozuren
1. Er komt 1 aminogroep van ammoniak (los aangelevert) en 1 aminogroep die aspartaat doneert –> dit vormt arginine
2. Arginine wordt gehydrolyseerd waarbij ureum ontstaat
Actief bij vasten en als er veel vetzuuroxidatie is (levert de energie voor de cyclus)
Hoe vindt de vetzuuroxidatie in 4 stadia plaats in het mitochondrium?
0: activering vetzuur door een Co-enzym-A waarbij Acyl-CoA (FFA-CoA –> erg lang molecuul) ontstaat
1: bètaoxidatie: doorlopen van 2 oxidatiestappen vanaf carboxylkant, bij iedere splitsing ontstaat 1 NADH en 1 FADH2, herhaling tot acetyl-CoA overblijft (met 2 C-atomen) –> veel NADH en FADH2 opbrengst
2: Acetyl-CoA gaat de citroenzuurcyclus in waarbij NADH en FADH2 bij oxidatie ontstaan
3: elektronen in NADH en FADH2 worden gebruikt om zuurstof te reduceren waarbij ATP vrijkomt
Waarom is de vetzuuroxidatie essentieel voor de gluconeogenese?
- Bètaoxidatie levert heel veel NADH en deze is nodig om oxaalacetaat in malaat om te zetten zodat het over het mitochondriale binnenmembraan kan (hier terug omgezet, maar ook daarna weer gebruikt)
- Bètaoxidatie levert heel veel ATP die nodig is bij de vorming (zie de + in de afbeelding)
- Het enzym (pyruvaat carboxylase) dat nodig is om pyruvaat naar oxaalacetaat om te zetten werkt alleen bij hoge concentraties acetyl-CoA en dat komt ook vrij bij de bètaoxidatie
