Γλυκονεογένεση Glucose

Transcript

1 Γλυκονεογένεση Glucose Υπόμνημα

2 Παραγωγή ενέργειας(atp) Αερόβια γλυκόλυση παραγωγή 36 ΑΤΡ Αναερόβια γλυκόλυση παραγωγή 2 ΑΤP (Συνθήκες έλλειψης οξυγόνου) Πυρουβικό οξύ 2 ΝΑDΗ 2NAD+ Γαλακτικό οξύ +2ΑΤΡ

3 Ρύθμιση γλυκόζης Αύξηση γλυκόζης στο αίμα μετά το γεύμα Εκκριση ινσουλίνης Μείωση γλυκόζης Ελάττωση ινσουλίνης Διακοπή σύνθεσης γλυκογόνου Έναρξη γλυκογονόλυσης Ηπατική παραγωγή γλυκόζης Διατήρηση τροφοδοσίας εγκεφάλου με γλυκόζη Γεύμα Γεύμα Γεύμα Γλυκόζη Ινσουλίνη

4 Ρύθμιση σε μεγάλη προσφορά γλυκόζης Mεγάλη αύξηση γλυκόζης μετά το γεύμα Η περίσσεια γλυκόζης μετατρέπεται σε Ε.Λ.Ο Εκκριση ινσουλίνης Μεταφορά Ε.Λ.Ο. & σχηματισμός τριγλυκεριδίων στο λίπος Μείωση γλυκόζης Ελάττωση ινσουλίνης Ηπατική παραγωγή γλυκόζης? Διακοπή σύνθεσης γλυκογόνου ΗΠΑΡ Διατήρηση τροφοδοσίας εγκεφάλου με γλυκόζη

5 Άρα σε μεγάλες προσλήψεις υδατανθράκων έχουμε Μετατροπή σε λίπος Αύξηση σωματικού βάρους και αναλογίας λίπους Αντίσταση στην ινσουλίνη (Μειωμένη ευαισθησία των ιστών στη δράση της ινσουλίνης)

6 Ερώτηση 8η Ποιες ώρες του 24ωρου είναι συνήθως αυξημένη η ηπατική παραγωγή γλυκόζης; Απάντηση: Κατά το ξημέρωμα Που οφείλεται η παραγωγή γλυκόζης στο ξημέρωμα; Απάντηση: Στις χαμηλές πυκνότητες ινσουλίνης στο αίμα Στη διακοπή απορρόφησης γλυκόζης από το έντερο Στην έκκριση αυξητικής ορμόνης Στην αύξηση της αδρεναλίνης πριν από την αφύπνιση

7 Απορρόφηση πρωτεϊνών Προηγείται διάσπασή τους σε αμινοξέα & πεπτίδια Απορροφώνται απλά αμινοξέα ή μικρά πεπτίδια (+4 αμινοξέα) Τα έμβρυα απορροφούν και πρωτεΐνες (αντισώματα) Όλα τα αμινοξέα μέσω της πυλαίας φτάνουν στο ήπαρ

8 Διάσπαση Πρωτεϊνών σε Στομάχι και Έντερο Στομάχι Πεψινογόνο ΗCL Πεψίνη Πάγκρεας (Έντερο) Χυμοθρυψινογόνο Τρυψινογόνο Τρυψίνη Εντεροκινάση Τρυψίνη Χυμοθρυψίνη Προκαρβοξυπεπτιδάση Α,Β Τρυψίνη Καρβοξυπεπτιδάση Α,Β Έντερο Αμινοπεπτιδάσες Διπεπτιδάσες Εντεροκινάση Νουκλεάσες

9 Πρωτεΐνες πεψίνη Πρωτεώσες Πεπτόνες Πολυπεπτίδια Πολυπεπτίδια αμινοξέα Τρυψίνη Χυμοθρυψίνη Καρβοξυπεπτιδάση Πεπτιδάσες Αμινοξέα

10 Αμινοξέα ΝΗ 2 -R-COOΗ Απαραίτητα Βαλίνη Λυσίνη Λευκίνη Ισολευκίνη Μεθειονίνη Ιστιδίνη Φαινυλαλανίνη Θρεονίνη Τρυπτοφάνη Μη απαραίτητα Όλα τα άλλα

11 Στον μεταβολισμό τα Αμινοξέα Γλυκογενή Αλανίνη και τα λοιπά αμινοξέα πλην των κετογενών Κετογενή Λευκίνη Φαινυλαλανίνη Τυροσίνη Η ινσουλίνη ευνοεί την είσοδο αμινοξέων στα κύτταρα και τον σχηματισμό πρωτεϊνών Η ινσουλίνη αναστέλλει τη δράση ηπατικών καταβολικών ενζύμων Η ινσουλίνη δρα περισσότερο στην αναστολή της πρωτεϊνόλυσης και λιγότερο στην πρωτεϊνοσύνθεση

12 Γλυκονεογένεση Πρόκειται για τη δημιουργία γλυκόζης με πρώτες ύλες όχι υδατάνθρακες αλλά γλυκογενή αμινοξέα Γίνεται κυρίως στο ήπαρ και λιγότερο στους νεφρούς Έχει μεγάλη σημασία στην ασιτία ή σε μειωμένη λήψη υδατανθράκων

13 Κύκλος του Cori Η χρησιμοποίηση γαλακτικού οξέως για γλυκονεογένεση CΗ 3 CH(OH)COOH Πυροσταφυλικό οξύ Έντονη μυϊκή εργασία Αναεροβίως Γαλακτικό οξύ

14 Γλυκογόνο Γλυκογόνο Λιπαρά οξέα Γλυκόζη Γλυκόζη Γλυκονεογένεση Γλυκόλυση Γαλακτικο Γαλακτικο Μύες

15 Ερώτηση 9η Τι θα γίνει σε έναν οργανισμό αν στην τροφή του δεν περιλαμβάνεται αλανίνη και γλουταμίνη Απάντηση: Δεν θα συμβεί τίποτε Γιατί η αλανίνη και η γλουταμίνη δεν είναι απαραίτητα αμινοξέα εφόσον ο οργανισμός μπορεί να τα παράγει. Μη απαραίτητα Αμινοξέα Αλανίνη Αργινίνη Ασπαραγίνη Ασπαρτικό οξύ ΚυστεΊνη Γλουταμινικό οξύ Γλουταμίνη Γλυκίνη Ορνιθίνη Προλίνη Σερίνη Τυροσίνη

16 Προτεραιότητα η τροφοδοσία του εγκεφάλου με γλυκόζη Γλυκαγόνη Kατεχολαμίνες G G G G G G G γλυκογόνο ήπατος G G G G G G G G G G ινσουλίνη G Mύες

17 Πέψη λιπών Επίδραση παγκρεατικής λιπάσης στα λίπη του εντέρου Προ-κολιπάση Θρυψίνη 12δάκτυλο Κολιπάση ΤG + 2 H 2 O Λιπάση 2-μονοακυλ-γλυκερόλη+ 2 ανιόντα λιπαρών οξέων

18 Τριγλυκερίδια = Γλυκερόλη + 3 Λιπαρά οξέα Γλυκερόλη C-H2-OH C-H2-OH C-H2-OH Τριγλυκερίδια C-H2-R1 C-H2-R2 C-H2-R3 Λιπαρά οξέα Κορεσμένα Ακόρεστα

19 Απορρόφηση λιπών (τριγλυκερίδια, φωσφολιπίδια, χοληστερόλη, σύνθετα λίπη) Τg Παγκρεατική λιπάση Μονογλυκερίδια +λιπαρά οξέα Χοληστερίνη Φωσφολ διασπ Γλυκερίδια Λιπαρά οξέα Βιταμίνες λιποδ Χολικά άλατα Μυκήλια Τοίχωμα εντέρου 5% του λίπους παραμένει στα κόπρανα Επανασύνδεση σε Τg και φωσφολιπίδια ΧΥΛΟΜΙΚΡΑ

20 Απορρόφηση λιπών κατά μέγεθος Λιπαρά οξέα με λιγότερα από 10 άτομα άνθρακα απορροφώνται απευθείας στην πυλαία (15% του λίπους) Λιπαρά οξέα με > από 12 άτομα άνθρακα επαναστεροποιούνται σε τριγλυκερίδια στον εντερικά κύτταρα και μαζί με χοληστερόλη, φωσφολιπίδια και λιποπρωτείνες σχηματίζουν χυλομικρά τα οποία εισέρχονται στα λεμφοφόρα αγγεία Χυλομικρό Τg Chol Phosphol Lp 1μm

21 Tα χυλομικρά κυκλοφορούν στο πλάσμα μετά από λιπαρό γεύμα και καθαρίζονται σε μερικές ώρες με τη δράση της Lp-λιπάσης Xυλομικρά Τοίχωμα τριχοειδών Lp- λιπάση Εναπόθεση Tg σε λίπος H ινσουλίνη αυξάνει τη δραστικότητα της Lp-λιπάσης άρα καθηλώνει τα Tg στον Λιπώδη ιστό

22 Ερώτηση 10η Από τι αποτελούνται τα χυλομικρά; Απάντηση Χυλομικρό Τg Chol Phosphol Lp 1μm

23 Τα λίπη στο ήπαρ Τg Γλυκερόλη Γλυκόζη Γλυκερόλη + λιπαρά οξέα= Τg +αποπρωτεΐνη VLDL (έκκριση) Ηπατικές φλέβες Περιφ. Κυκλοφορία LDL Ήπαρ Β-οξείδωση Λιπαρά οξέα Κετονοσώματα Συσσώρευση Αποβολή (νεφροί, πνεύμονες) Μεταβολισμός σε ιστούς

24 Κετογένεση (μιτοχόνδρια ήπατος) Tg (Λιπόλυση) Ε.Λ.Ο Β-ΟΗ-βουτυρικό οξύ Ακετυλ-CoA Ακετοξικό οξύ Aκετοακετυλ-CoA Kύκλος Kreps Krebs Ακετόνη Κετονοσώματα Οξαλοξικό οξύ

25 Η καύση των λιπαρών οξέων γίνεται στα μιτοχόνδρια. Η εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων δεν είναι διαπερατή από μεγαλομοριακά λιπαρά οξέα. Αυτά για να περάσουν πρέπει να συνδεθούν με τον φορέα της Καρνιτίνης CPT-I & CPT-II που είναι ένζυμα στην έξω και έσω επιφάνεια της μεμβράνης αντίστοιχα. Η έλλειψη ινσουλίνης προκαλεί ενεργοποίηση της CPT-I και διευκολύνεται η είσοδος των λιπαρών οξέων στα μιτοχόνδρια. Μέσα στα μιτοχόνδρια η CPT-IΙ διασπά την καρνιτίνη από το λιπαρό-οξικό-coa και αυτό προσφέρεται για β-οξείδωση Προϊόν της β-οξείδωσης είναι το ακετοξικό οξύ

26 Μηχανισμός κετογένεσης στα μιτοχόνδρια Γλυκαγόνη Λιπαρό Ακυλ-CoA Kαρνιτίνη - Μαλονυλ CoA CPT-Ι Ακυλ-καρνιτίνη CPT-ΙΙ Λιπαρό Ακυλ-CoA Καρνιτίνη Β-οξείδωση - + Ινσουλίνη Ακετυλ- CoA Ενδιάμεσος χώρος μεμβράνης Eσωτερική μεμβράνη Ακετυλ- CoA Ακετο-ακετυλ-CoA 3-HMG-CoA Eξωτερική μεμβράνη μιτοχονδρίου Οξαλοξικό οξύ Κύκλος Κύκλος Krebs Κιτρικό οξύ Ακετόνη Aκετοξικό οξύ Β-ΟΗ-βουτυρικό οξύ CPT=Carnitine palmitoyltransferase HMG=Hydroxy-methyl-glutaryl

27 Ερώτηση 11η Με ποιο μηχανισμό η ινσουλίνη προστατεύει από τη δημιουργία κετοξέωσης,; Η έλλειψη ινσουλίνης προκαλεί ενεργοποίηση της CPT-I και διευκολύνεται η είσοδος των λιπαρών οξέων στα μιτοχόνδρια οπότε προάγεται η κετογένεση.

28 Ασιτία και κετογένεση Αίμα Ήπαρ Αίμα Eγκέφαλος Ε.Λ.Ο Ακετοξικό οξύ Ακετο-ακετυλCoA Ακετυλ-CoA Χρήση ακετοξικού στον εγκέφαλο Κύκλος Krebs Kιτρικό οξύ Krebs Kιτρικό οξύ

29 Ασιτία Αρχικά καίγονται υδατάνθρακες Έπειτα καίγονται λίπη και πρωτεΐνες Για να μη καίγονται πρωτεΐνες πρέπει να λαμβάνονται λίγοι έστω υδατάνθρακες ( >50 g το 24ωρο)

30 Ασιτία Μετά 16 ώρες νηστείας η γλυκονεογένεση είναι σε έντονη φάση Μετά 48 ώρες είναι στο μέγιστο σημείο Η ποσότητα γλυκόζης που παράγεται πηγαίνει σε: -εγκέφαλο (ο οποίος μπορεί να καίει και κετονοσώματα) -νεφρούς -ερυθρά

31 Ερώτηση 12η Ποιους ιστούς χάνει ο ευρισκόμενος σε συνθήκες ασιτίας; Απάντηση: Χάνει Λίπος και Μύες

32 Oι δράσεις της ινσουλίνης Πρόσληψη γλυκόζης & μεταβολισμό ενδοκυτταρίως Σύνθεση μυϊκού γλυκογόνου Γλυκογονόλυση Γλυκονεογένεση Λιπόλυση Λιποσύνθεση Kετογένεση Πρωτεϊνοσύνθεση Mύς Λίπος Ήπαρ Αναβολικές Αντικαταβολικές Mετακίνηση K, Mg ενδοκυτταρίως Αναστολή εξόδου γλυκόζης από το ήπαρ

33 Επίδραση ορμονών του στρες στη λιπόλυση Κατεχολαμίνες & Γλυκαγόνη ενεργοποίηση ΑΤΡ Αδρανής Ενδοκυττάρια λιπάση Αδενυλκυκλάση c-αμρ ενεργοποίηση Ενεργός Ενδοκυττάρια λιπάση Προαγωγή σύνθεσης GH, ACTH, Κορτιζόλη Αναστολή Ινσουλίνη Τg Ε.Λ.Ο + Γλυκερόλη

34 Δράση ορμονών στον μεταβολισμό Ινσουλίνη Γλυκονεογένεση Κετογένεση Χρήση Γλυκόζης Λιπόλυση Γλυκαγόνη 0? Αδρεναλίνη Κορτιζόλη Αυξητική 0

35 Παθογένεια διαβητικής κετοξέωσης Μείωση χρησιμοποίησης γλυκόζης Έλλειψη ινσουλίνης Κετογενή Αύξηση γλυκόζης Πρωτεινόλυση αμινοξέα Λιπόλυση αμινοξέα Γλυκοζουρία Ωσμωτική διούρηση Πολυουρία Γλυκονεογένεση Γλυκερόλη ΕΛΟ ακετυλcoa Αφυδάτωση Απώλεια Ηλεκτρολυτών Διατ. Όρασης Απόπνοια φρούτου Shock Ακετόνη Έμετοι Κοιλ. Άλγη Κράμπες Κώμα Ακετοξεικό οξύ Β-ΟΗ- βουτυρικό Πτώση ph Υπέρπνοια

36 Ερώτηση 13η Από πού προέρχεται η αυξημένη τιμή γλυκόζη στη διαβητική κετοξέωση; 1. Γλυκογονόλυση 2. Γλυκονεογένεση: από αμινοξέα, γλυκερόλη, γαλακτικό οξύ 3. Απορρόφηση γλυκόζης από το έντερο 4. Αφυδάτωση αιμοσυμπύκνωση

37 Mεταβολισμός οινοπνεύματος Ακεταλδεύδη Αιθανόλη Ακεταλδεύδη Οξικό οξύ Οξικό οξύ Οξικό οξύ Ακετύλ-CoA Kreps Αίμα

38 Μεταβολισμός οινοπνεύματος (αιθανόλης) Αιθανόλη Ακεταλδεύδη Ακεταλδεύδη Οξικό οξύ Ακετύλ-CoA Οξικό οξύ Kreps Οξικό οξύ Αίμα Κατά τον μεταβολισμό του οινοπνεύματος παράγεται Οξικό οξύ Επίσης παράγεται Γαλακτικό οξύ λόγω αυξήσεως του ΝΑDΗ Η αύξηση του ΝΑDΗ μειώνει τη γλυκονεογένεση οπότε ευνοεί την υπογλυκαιμία, Επίσης αυξάνει το α-γλυκερινοφωσφορικό οξύ και έτσι ευνοείται η εναπόθεση Tg στο ήπαρ Τα αποβαλλόμενα οξέα εμποδίζουν την απέκκριση του ουρικού οξέος

39 Ερώτηση 14η: Που μπορεί να βλάψει η συχνή κατανάλωση οινοπνεύματος λόγω των μεταβολικών προϊόντων του; Απάντηση: τις αρθρώσεις και τα νεφρά (Ουρική αρθρίτιδα και ουρική νεφροπάθεια)

40 Μεταβολικός ισορροπία ινσουλίνη αντιρροπιστικές ορμόνες + τροφή Eυγλυκαιμία Γλυκόζη mg/dl

41 Oρμόνες του Stress (αντιρροπιστικές ορμόνες ινσουλίνης) αδρεναλίνη γλυκαγόνη κορτιζόλη αυξητική μείωση πρόσληψης γλυκόζης σε μυς Διάσωση γλυκόζης για τον εγκέφαλο αύξηση -γλυκογονόλυσης -γλυκονεογένεσης -λιπόλυσης -κετογένεσης

42 Kατανάλωση ενέργειας στους μύς στην άσκηση Πρώτα min από γλυκογόνο μυών Aκολουθεί η προσφορά γλυκόζης μέσω: ηπατικής γλυκογονόλυσης γλυκονεογένεσης εντερικής απορρόφησης και έπειτα καταναλώνονται: τριγλυκερίδια μυών EΛO Πρωτεΐνες μυών

43 Προέλευση ενεργειακής κατανάλωσης 50% Μυϊκό γλυκογόνο Γλυκογονόλυση ήπατος ΕΛΟ λιπόλυσης Γλυκονεογένεση Ώρες

44 Παρατεταμένη εντατική άσκηση Σε μακρά εντατική άσκηση καταναλίσκονται αμινοξέα καταβολισμού μυών είναι όμως <10% της συνολικά δαπανώμενης ενέργειας

45 Στη μυϊκή άσκηση έχουμε -μικρή ελάττωση έκκρισης ινσουλίνης -αύξηση δραστικότητας ινσουλίνης στους μύς

46 H μείωση της ινσουλίνης διευκολύνει: γλυκογονόλυση γλυκονεογένεση λιπόλυση κετογένεση

47 Tελολογία των ορμονικών μεταβολών H διευκόλυνση της μυϊκής λειτουργίας Διάσωση γλυκόζης για τον εγκέφαλο Προσφορά ενέργειας στους μυς λιπαρά οξέα-κετόνες

48 Σε υπογλυκαιμία Γλυκαγόνη Αδρεναλίνη Αυξητική Κορτιζόλη Οι διαβητικοί τύπου 1 μετά τα πρώτα 5 χρόνια δεν αντιδρούν με έκκριση γλυκαγόνης

49 Ερώτηση 13η Πότε η άσκηση σε ένα διαβητικό του ανεβάζει το σάκχαρο στο αίμα και πότε του το κατεβάζει;

50 Για 50% αναστολή της μέγιστης ενδογενούς παραγωγής γλυκόζης Απαιτείται πυκνότητα 50 μu ινσουλίνης στο πλάσμα Για 50% αναστολή της μέγιστης λιπόλυσης απαιτείται πυκνότητα 20 μu ινσουλίνης στο πλάσμα Η λιπόλυση αναστέλλεται με το 1/10 του ποσού της ινσουλίνης που απαιτείται για την είσοδο στα μυϊκά κύτταρα Άρα η ινσουλίνη δρα ευκολότερα στον λιπώδη ιστό

51 Ερώτηση 14η Ποια διαβητικά άτομα δεν παθαίνουν διαβητική κετοξέωση;