tt vragen deel 2 Flashcards
Wat gebeurt er met de activiteit van de glycogenolyse en de activiteit van de glycogenese in de skeletspiercel na binding van adrenaline aan de beta-adrenerge receptor op het sarcolemma?
Beschrijf de achtereenvolgende reacties die leiden tot verandering van de activiteit van de glycogenolyse en de glycogenese.
- cyclisch AMP wordt verhoogd (1p)
- verhoging van de proteine kinase A activiteit (1p)
- fosforylering van zowel glycogeen fosforylase kinase als glycogeen synthase (1p)
- fosforylase kinase fosforyleert glycogeen fosforylase (1p)
- fosforylering activeert fosforylase en remt glycogeen synthase (1p)
Tijdens vetzuuroxidatie in de levercel zorgen producten van de beta-oxidatie voor remming van de glucose oxidatie door remming van de activiteit van het pyruvaat dehydrogenase complex (PDHc).
1. Noem twee producten van de beta-oxidatie die zorgen voor remming van de PDHc activiteit. (2p)
2. Beschrijf de werkingsmechanismen waarmee deze twee producten de PDHc activiteit remmen (3p).
- NADH, ATP en acetyl-CoA (2p)
- beide remmen PDH rechtstreeks (1p), en activeren PDH kinase dat PDH fosforyleert (1p) en daarmee inactiveert (1p)
De snelheid van de vetzuuroxidatie in de spiercel wordt bepaald door het intracellulaire vetzuuraanbod, en de snelheid van de vetzuuropname door het mitochondrion.
Beschrijf de achtereenvolgende stappen waarmee een vetzuur vanuit het cytosol het mitochondrion in wordt getransporteerd, en hoe deze opname wordt onderdrukt door de vorming van malonyl-CoA. (5p)
- vetzuur wordt geactiveerd tot vetzuur-CoA (1p)
- vetzuur-CoA wordt aan de cytosolaire zijde omgezet in een vetzuur-carnitine ester (1p),
- deze reactie wordt geremd door malonyl-CoA (1p)
- vetzuur-carnitine-esters wordt uitgewisseld met mitochondriaal vrij carnitine (1p)
- intramitochondriaal wordt vetzuur-carnitine ester omgezet in vetzuur-CoA onder vrijmaking van carnitine (1p)
Verklaar hoe dit hoge alcohol promillage de oorzaak kan zijn van de lage bloedsuikerspiegel bij deze patiënt.
Leverglycogeen is niet meer voldoende om bloedsuiker op peil te houden (1p) en is handhaving van de bloedsuikerspiegel meer afhankelijk van de gluconeogenese geworden. De gluconeogenese wordt tijdens de verwerking van alcohol echter geremd (1p) door de verstoring van de redoxtoestand in de lever (verhoogde NADH/NAD+ ratio, 1p).
Waardoor is na 10 dagen het glucose verbruik weer in balans gebracht met de verhoogde glucose inname? Noem drie processen. (3p)
- meer glycogenese dus grotere glycogeenvoorraad
- meer energiebehoefte, dus glucose oxidatie tgv DIT en verhoogd BMR (stijging leptine).
- Preferentiële glucose verbranding ten koste van vetzuur verbranding.
- Verhoogde vetsynthese uit glucose.
Bij overgang van voeden naar vasten moet het lichaam overschakelen op een andere bron van glucose.
1. Wat is de belangrijkste bron van glucose na 6 uur vasten?
2. Wat is de belangrijkste bron van glucose na 36 uur vasten?
- Leverglycogeen, gluconeogenese is nog nauwelijks gestart omdat er nog weinig aminozuren en glycerol beschikbaar is in de lever(2p)
- Gluconeogenese, leverglycogeen is op. (2p)
Bij voeden na een periode van vasten verandert in de levercel de fosforyleringstoestand van het bifunctionele enzym PFK2/FBPase2.
Om welke verandering in fosforyleringstoestand gaat het hier, en beschrijf de achtereenvolgende stappen waarmee deze verandering leidt tot verandering van de snelheid van de glycolyse en de snelheid van de gluconeogenese in de levercel. (5p)
- het bifunctionele enzym wordt gedefosforyleerd
- hierdoor wordt PFK2 actief en FBPase inactief
- hierdoor stijgt de intracellulaire concentratie van fructose-2,6-bisfosfaat
- fructose-2,6-bisfosfaat activeert PFK1 en daarmee de glycolyse snelheid
- fructose-2,6-bisfosfaat onderdrukt FBPase1 en remt daarmee de gluconeogenese
Na de maaltijd wordt onder invloed van insuline vet in de vorm van triglyceriden opgeslagen in het vetweefsel. Hiervoor is het belangrijk dat insuline de opname van glucose door de vetcel sterk verhoogt.
Noem de twee producten die met behulp van glucose metabolisme in de vetcel gevormd worden, en verklaar voor beide producten waarvoor deze noodzakelijk zijn voor de opslag van vet in de vetcel. (4p)
- synthese van glycerol-3-fosfaat, is nodig om geactiveerde vetzuren te veresteren tot TG (2p)
- generatie van ATP, om vetzuren te kunnen activeren naar CoA-esters (2p)
In de spier kan het enzym glycogeen fosforylase tijdens contractie geactiveerd worden door de verhoging van de AMP en Ca2+ concentratie in de cytosol, zonder dat daarbij hormonen een rol spelen.
- Leg het mechanisme uit waardoor glycogeen fosforylase wordt geactiveerd als gevolg van verhoging van de AMP concentratie (2p)
- Leg het mechanisme uit waardoor glycogeen fosforylase wordt geactiveerd als gevolg van verhoging van de Ca2+ concentratie (2p)
- allosterie: AMP bindt rechtstreeks aan het fosforylase, wat leidt tot vormverandering
- Ca2+ bindt aan fosforylase kinase, waardoor fosforylase wordt gefosforyleerd
Beschrijf hoe de activiteit van acetyl-CoA carboxylase onder deze omstandigheden wordt verhoogd, en hoe dit leidt tot onderdrukking van de vetzuuroxidatie.
- Glucose opname, dan is insuline verhoogd. (1p)
- Insuline zorgt voor dèfosforylering van acetyl-CoA carboxylase, (of insuline verhoogt citraat aanbod in het cytoplasma) (1p)
- hierdoor wordt meer malonyl-CoA aangemaakt (1p)
- malonyl-CoA remt vetzuuropname door het mitochondrion (1p)
Een 16-jarige patiënt, bekend met een ureumcyclusdefect, wordt op de afdeling Interne Geneeskunde binnengebracht met verschijnselen die duiden op verhoogde ammoniakspiegels. Op grond hiervan wordt besloten om de patiënt antibiotica toe te dienen en een koolhydraatrijk, eiwitbeperkt dieet voor te schrijven.
- Verklaar wat het nut is van de antibiotica bij deze patiënt.
- Verklaar wat het nut is van het koolhydraat-rijk, eiwitbeperkt dieet bij deze patiënt.
- Antibiotica onderdrukken de darmflora en daarmee de ammoniak productie in de darm (2p)
- Beperking van de ammoniakproductie in de afbraak van aminozuren uit het voedsel (eiwitbeperking) of ten behoeve van de gluconeogenese (koolhydraatrijk). (2p)
Bloedonderzoek geeft een alcohol promillage van 2,1, een bloedglucosewaarde van 3,3 mmol/L, en een pH van 7,3 aan. In het bloed wordt een sterk verhoogde hoeveelheid lactaat en β-hydroxybutyraat gemeten.Tijdens de verwerking van alcohol in de lever is de redoxbalans in de lever sterk verstoord (hoge NADH/NAD+ ratio).
- Via welke mechanismen kan overmatig alcoholconsumptie de waargenomen lactaatacidose veroorzaken? (2p)
- Via welk mechanisme kan overmatig alcoholconsumptie de sterke verhoogde β-hydroxybutyraat spiegel in het bloed veroorzaken?
- Het door erythrocyten geproduceerde lactaat wordt niet meer door de lever verwerkt (1p). en het uit aminozuren gevormd pyruvaat wordt omgezet in lactaat (1p)
- Door de geremde citroenzuurcyclus wordt acetyl-CoA omgezet worden in acetoacetaat (1p) en door de hoge NADH/NAD+ ratio wordt acetoacetaat voornamelijk omgezet in β-hydroxybutyraat (1p)
Bij 3% van de patiënten met hyperfagie en morbide obesitas wordt een inactiverende mutatie gevonden in de leptine receptor (Farooqi et al. 2007, NEJM 356, 237-47).
- Leg uit wat het effect van een inactiverende mutatie in de leptine receptor is op de energie-inname (kcal/kg FFM) bij deze patiënten ten opzichte van controle patiënten zonder deze mutatie. (2p)
- Leg uit wat het effect van een inactiverende mutatie in de leptine receptor is op het basaalmetabolisme (kcal/kg FFM) bij deze patiënten ten opzichte van controle patiënten zonder deze mutatie. (2p)
- Energieinname (kcal/kg FFM) is verhoogd (1p): door inactieve receptor wordt de eetlust niet onderdrukt door een toegenomen vetmassa (1p).
- Het basaalmetabolisme (kcal/kg FFM) is lager (of normaal) (1p); door inactieve receptor kan leptine bij toegenomen energieintake geen verhoging van het energieverbruik induceren (1p).
Spierglycogeen draagt niet bij aan de handhaving van de bloedsuikerspiegel in het dagelijkse voeden-vasten ritme, maar wel bij langdurig vasten. Dit gebeurt onder invloed van adrenaline. Adrenerge stimulatie van de spiercel leidt niet alleen tot activatie van de glycogenolyse via glycogeen fosforylase, maar ook tot activatie van de glycolyse via fosfofructokinase-1 (PFK-1).
Beschrijf kort het mechanisme waarmee adrenerge stimulatie van de spiercel leidt tot activering van de glycogeen fosforylase activiteit en waarmee adrenerge stimulatie van de spiercel leidt tot activering van de PFK-1 activiteit. (3p)
- receptorbinding -> cAMP verhoging (1p) -> PKA activiteit -> (1p)
- fosforylering van glycogeen fosforylase (1p)
- fosforylering van PFK-2 (1p) -> verhoging van fructose-2,6-BP2 (1p) -> allosterische activatie van PFK-1
Bij hoog aanbod van vetzuren in de gevaste toestand vindt er in de mitochondrien van de lever zoveel beta-oxidatie plaats dat er uit acetylCoA ketonlichamen worden geproduceerd. Een belangrijke reden voor het overgaan op de productie van ketonlichamen is dat onder deze omstandigheden de activiteit van de citroenzuurcyclus in de levermitochondrien beperkend is.
Geef twee redenen waardoor de activiteit van de citroenzuurcyclus onder deze omstandigheden beperkend is, en geef voor elke reden een verklaring.
- veel beta-oxidatie dus veel NADH, FADH2 (1p) , waardoor de TCA cyclus wordt onderdrukt (1p)
- om acetyl-CoA de TCA cyclus in te krijgen heb je oxaalacetaat nodig (1p) , maar oxaalacetaat wordt weggenomen ten behoeve van de gluconeogenese (1p)
