w4 hc.2 handhaving ATP-turnover en celintegriteit Flashcards
ATP-resynthese = ATP verbruik
waarbij ATP verbruik
ATP synthese vindt plaats bij verbranding:
koolhydraten, vetten en eiwitten.
ATP verbruik vindt plaats bij:
spiercontractie, iontransport, biosynthese van macromoleculen, thermogenese
ATP pool in hart elke 10 sec vervangen.
ATP verbruik voornamelijk in cytosol, heraanmaak deels plaats in cytosol (creatinefosfaat, anaërobe glycolyse) en deels in mitochondrion (aërobe glycolyse en vetzuuroxidatie).
nadelen anaërobe glycolyse is zuurproductie en lage ATP productie/opbrengt.
ATP synthese in hartspier
in rust: 60/70% ATP synthese door vetzuurverbranding, 30% glycolyse.
bij plotse inspanning daling van ATP. hierdoor activatie van CPK (creatinefosfokinase). CPK zorgt voor aanmaak van ATP dmv defosforylering van creatinefosfaat. wanneer dit op is, wordt ADP omgezet in AMP dat glycolyse versnelt. hierdoor versnelt elektronentransportketen. omdat het langzaam is zal glycolyse anaërob verlopen (melkzuurproductie).
hierna wordt AMP omgezet in adenosine (zorgt voor vasodilatatie).
Aërobe ATP-synthese
glycolyse
glycolyse: elektronen worden van glucose op NAD+ gezet, ook vindt ATP productie plaats. overgebleven pyruvaat wordt over mitochondriale binnenmembraan getransporteerd, omzetting van pyruvaat –> C2 verbinding Acetyl CoA door PDH. in citroenzuurcyclus komen veel elektronen vrij die weer op NAD+ en FAD worden geplaatst. elektronentransporters zorgen voor grote ATP opbrengst middels een keten. per glucose onstaan er bij vollege oxidatie 32 ATP, 28 van e-transportketen, 2 van citroenzuurcyclus, 2 van glycolyse.
Aërobe ATP synthese
malaat-aspartaat shuttle
om elektronenparen van NADH over het membraan te brengen wordt NADH en H+ omgezet in NAD+. hierbij wordt oxaalacetaat omgezet in malaat, want malaat kan via kanaal over het membraan. dan weer terug omgezet, hierbij wordt NADH gebruikt, moet ook weer terug over membraan, wordt omgezet in aspartaat. dit kan via een kanaal over membraan en wordt weer omgezet dan.
Aërobe ATP synthese
vetzuuroxidatie
vetzuur wordt omgezet in C2 verbinding Acetyl CoA, dit heet B-oxidatie, bij elke stap hiervan komen elektronen vrij. worden gekoppeld aan NAD+ en FAD, vervolgens worden van Acetyl CoA ook elektronen afgesplitst in citroenzuurcyclus.
Aërobe ATP synthese
oxidatieve fosforylering
elektronen worden via elektronentransportketen getransporteerd naar zuurstof voor omzetting naar water. hierbij (voornamelijk bij complex I, III, IV) wordt middels protonen een protonengradiënt opgebouwd, doordat bij ieder complex protonen naar cytosol worden gepompt.
OXPHOS: begrip koppeling
protonengradiënt zorgt uiteindelijk voor koppeling van ADP aan Pi. potentiele energie hiervan wordt bepaald door concentratieverschil en membraanpotentiaal. FORMULE UH = 2,3RT log H+in/H+out + zF(Vm).
potentiële energie bestaat uit concentratie compotent en membraanpotentiaal
doordat protonen naar buiten worden gepompt.
membraanpotentiaal: binnenzijde van mitochondriale binnenmembraan wordt sterk negatief. concentratiegradiënt -0,75. membraangradiënt -175 mV.
voor ATP synthese is 50kJ/mol nodig, dus 3 protonen om 1 ATP te maken.
elektronentransport bestaat uit deels oxidatie deels fosforylering. afhankelijk van elkaar. er kunnen protonen naar binnen waardoor potentiële energie verminderd wordt, hierdoor kunnen complexen weer protonen wegpompen. hierdoor kan weer oxidatie van NADH plaastvinden.
snelheidsbepalende factor is ADP aanbod.
Regulatie OXPHOS, CPK, anaërobe glyco(geno)lyse
ADP aanbod moet in mitochondrion zijn, ADP moet dus over mitochondriale binnenmembraan diffunderen. in deze tijd creatinefosfaat voor ATP productie. ADP –> AMP, AMP vormt trigger voor PFK, zorgt voor stimulatie van glycolyse, ook voor stimulatie van GP, zodat glycogeen wordt omgezet. door O2 tekort bij extra inspanning leidt NADH niet via OXPHOS tot ATPsynthese. maar via lactaatvorming.
bij ischemie kan AMP worden afgebroken tot adenosine, vasodilatatie. om ischemie tijdelijk op te heffen
geneesmiddelen voor AP
- remmers van vetzuuroxidatie: trimetazidine, ranolazine, etomoxir.
- remmers van mitochondriale vetzuuropname: etomoxir, perhexiline, MDI.
- dichlooracetaaat: PyruvaatDeHydrogenase activatie)
remming van vetzuuroxidatie leidt to stimulatie van glucose oxidatie, vetzuren leveren per mol 106 ATP maar hebben opbrengst van 4,6 ATP/O2. glucose geeft 5,3 ATP/O2. bij AP is hoeveelheid zuurstof beperkt dus glucose beter.
