2013-05-02
JAGIELLONIAN
JAGIELLONIAN
UNIVERSITY
UNIVERSITY
MEDICAL COLLEGE
MEDICAL COLLEGE
KATEDRA BIOCHEMII LEKARSKIEJ
KATEDRA BIOCHEMII LEKARSKIEJ
I ROK KIERUNEK LEKARSKI
Wydział Lekarski UJCM
PRZEZNACZONE WYACZNIE DO UŻYTKU STUDENTÓW
KURSU BIOCHEMIA NA I ROKU KIERUNKU LEKARSKIEGO
semestr letni 2012-2013
NA WYDZIALE LEKARSKIM COLLEGIUM MEDICUM
24.04.2013
UNIWERSYTETU JAGIELLOCSKIEGO
DYSLIPOPROTEINEMIE
DYSLIPOPROTEINEMIE sÄ… uznanym czynnikiem
DYSLIPOPROTEINEMIE
DYSLIPOPROTEINEMIE
ryzyka miażdżycy tętnic. Miażdżyca to przede wszystkim
dysfunkcja śródbłonka i proces zapalno-proliferacyjny
powstający w odpowiedzi na gromadzenie lipidów w
przestrzeni podśródbłonkowej.
Miażdżyca jest głównym czynnikiem ryzyka wystąpienia
Miażdżyca jest głównym czynnikiem ryzyka wystąpienia
choroby niedokrwiennej serca.
choroby niedokrwiennej serca.
Lipidy jako substancje niepolarne
Lipidy jako substancje niepolarne
(stÄ…d nierozpuszczalne w wodzie),
(stÄ…d nierozpuszczalne w wodzie),
aby krążyć w środowisku wodnym, jakim jest krew
aby krążyć w środowisku wodnym, jakim jest krew
Å‚Ä…czÄ… siÄ™ w kompleksy ze specjalnymi,
Å‚Ä…czÄ… siÄ™ w kompleksy ze specjalnymi,
rozpuszczalnymi w wodzie białkami
rozpuszczalnymi w wodzie białkami
3
apolipoproteinami oraz fosfolipidami.
apolipoproteinami oraz fosfolipidami.
1
2013-05-02
Rodzaje apolipoprotein:
Rodzaje apolipoprotein:
Klasy lipoprotein osocza:
Klasy lipoprotein osocza:
Apo B jest główną apolipoproteiną cząsteczek LDL (jej stężenie jest wprost
chylomikrony po spożyciu bogatego w tłuszcze posiłku pojawia się,
proporcjonalne do ryzyka wystÄ…pienia choroby niedokrwiennej serca)
trwające fizjologicznie 4-8 godzin, przemijające zmętnienie surowicy
Apo A występuje głównie w HDL (jej wzrost wskazuje na zmniejszenie ryzyka
(hiperlipemia poposiłkowa), będące efektem bezpośredniego przenikania
choroby niedokrwiennej serca)
chylomikronów do krwi ze ścian jelita drogą naczyń limfatycznych
Apo E odgrywa dużą rolę w metabolizmie lipoprotein bogatych w
lipoproteiny o bardzo małej gęstości (VLDL) składają się z
trójglicerydy. Wyodrębniono trzy izoformy E2, E3, E4. Prawidłowa jest E3.
trójglicerydów z główną apolipoproteiną apo B-100 pośrednio ich
Apo E3 łączy się z małym stężeniem cholesterolu i chroni przed wystąpieniem
miernikiem jest stężenie trójglicerydów
miażdżycy. Apo E4 łączy się z większym stężeniem cholesterolu i sprzyja
lipoproteiny o pośredniej gęstości (IDL) powstają jako forma
aterogenności. Jest uznawanym czynnikiem ryzyka wystąpienia choroby
przejściowa podczas procesu katabolizmu lipoprotein od VLDL do LDL;
Alzheimera.
zawierają apo-E; wywierają istotny wpływ aterogenny
Apo (a):
lipoproteiny o małej gęstości (LDL) są głównym nośnikiem i dostawcą
niezależny czynnik ryzyka miażdżycy
cholesterolu do komórek; ulegają katabolizmowi na dwóch drogach
stężenia powyżej 0,3 g/l w osoczu łączą się ze zwiększoną
poprzez wiązanie z receptorami komórkowymi dla LDL i drogą
zapadalnością na miażdżycę,
niereceptorową odpowiedzialną za inicjowanie procesów aterogenezy
przenika do blaszek miażdżycowych,
lipoproteiny o bardzo dużej gęstości (HDL) ich funkcją jest powrotna
przyczynia się do powstawania zakrzepów w procesie aterogenezy,
droga do wątroby oraz eliminacja z ustroju drogą żółci
jej stężenie nie zależy od ilości tłuszczy i cholesterolu w diecie.
Najlepiej z ryzykiem powikłań miażdżycowych koreluje stężenie LDL,
a stopień obniżenia tego stężenia jest powiązany ze zmniejszeniem
Apolipoproteiny są składowymi lipoprotein osocza oznaczanych w
ryzyka zdarzeń naczyniowych.
wykonywanych badaniach laboratoryjnych.
Dyslipidemie można podzielić na:
HDL
HDL
Hipercholesterolemia:
Hipercholesterolemia:
Wartości prawidłowe:
LDL >=135 mg%,
Cholesterol całkowity (TChol) 150 200 mg/dl tzw. "dobry" cholesterol lub alfa-lipoptoteina.
Cholesterol całkowity >=200 mg%,
Cholesterol LDL (LDL-Chol) 66 - 130 mg/dl
TG < 200 mg%.
Cholesterol HDL (HDL-Chol) mężczyzni > 35 mg/dl
Cholesterol HDL (HDL-Chol) kobiety > 40 mg/dl
Powoduje obniżenie całkowitego poziomu
Hiperlipidemia mieszana:
Hiperlipidemia mieszana:
Trójglicerydy (TRG) 35 150 mg/dl.
LDL >=135 mg%,
cholesterolu we krwi poprzez transport
Cholesterol całkowity>=200 mg%,
cholesterolu z tkanek obwodowych i innych frakcji
TG > 200 mg% (coraz częściej przyjmuje się wartość 180 mg%).
lipidowych osocza (VLDL, chylomikrony), do
Hipertrójglicerydemia:
Hipertrójglicerydemia:
TG>=200 mg%,
wÄ…troby.
LDL < 135 mg%,
Cholesterol całkowity prawidłowy lub podwyższony (w zależności od stopnia kumulacji VLDL
i/lub chylomikronów, które też zawierają pewną ilość cholesterolu).
LDL
LDL
Zespół chylomikronemii:
Zespół chylomikronemii:
tzw. "zły" cholesterol lub beta-lipoproteina.
TG zazwyczaj ponad 1000 mg%,
LDL w normie,
Cholesterol całkowity na ogół wysoki,
Powoduje podwyższenie poziomu cholesterolu we
Chylomikrony obecne.
Zespół chylomikronemii może być zaburzeniem pierwotnym lub wtórnym (zle kontrolowana
krwi przez jego transport z wÄ…troby do tkanek.
cukrzyca insulinozależna, nadużywanie alkoholu). Zespół ten stanowi zagrożenie
wystÄ…pienia ostrego zapalenia trzustki.
2
2013-05-02
Wielkość cząstek poszczególnych frakcji lipoprotein
jest wprost proporcjonalnie uzależniona od stosunku zawartości lipidów do
białek.
Do głównych czynników biorących udział w regulacji metabolizmu lipoprotein (Lp)
należą:
1. APOLIPOPROTEINY kontrolujące aktywność enzymów włączonych w metabolizm
Lp (C-II aktywator lipazy lipoproteinowej, C-III inhibitor lipazy lipoproteinowej; A-I
aktywator acetylotransferazy lecytyna-cholesterol, A-II inhibitor acetylotransferazy
lecytyna-cholesterol) oraz będące ligandami dla receptorów dla Lp (B-48, B-100
ligandy receptora LDL; E ligand receptora LDL-like receptor);
2. ENZYMY LPL (lipaza lipoproteinowa); HL (lipaza wÄ…trobowa);
LCAT (acetylotransferaza lecytyna-cholesterol);
3. BIAAKA TRANSFEROWE PLTP (białko transportujące fosfolipidy i wolny
cholesterol do frakcji HDL z frakcji o niższej gęstości); CETP (białko transportujące
estry cholesterolu z frakcji HDL na frakcje o niższej gęstości w zamian za
trójglicerydy);
Rozdziału poszczególnych frakcji lipoprotein w osoczu krwi dokonuje się m.in.
4. RECEPTORY DLA LIPOPROTEIN receptor dla LDL (LDL-R), receptor podobny do
metodą ultrawirowania w gradiencie stężeń KBr i NaCl.
receptora dla LDL (LDL-like receptor).
3
2013-05-02
Hiperlipoproteinemia typ I
Hiperlipoproteinemia typ I Hiperlipoproteinemia typ II
[hipercholesterolemia pierwotna, hipercholesterolemia dziedziczna,
[hiperlipemia samoistna, choroba Bürgera-Grütza, hiperchylomikronemia]
hipercholesterolemia rodzinna]
Przyczyny:
Przyczyny:
- defekt genu lipazy lipoproteinowej (LPL) u większości afektowanych aktywność LPL - defekt receptora dla LDL
- defekt receptora dla LDL
Klasyfikacja hiperlipoproteinemii typu II:
< 10%
Øðreceptoronegatywna (brak receptorów)
- defekt apoCII głównego aktywatora lipazy lipoproteinowej
Øðreceptorodefektywna (defekt receptorów, który może być zwiÄ…zany z defektem części oddziaÅ‚ywujÄ…cej z
- pojawienie się przeciwciał przeciwheparynowych osłabiających aktywność
ligandem, transmitującej sygnał itp.) postać receptorodefektywna jest związana z lepszymi rokowaniami
biologiczną heparyny która jest aktywatorem LPL
Hiperlipoproteinemia typu II receptoronegatywna może przebiegać w dwóch formach:
Øðhomozygotyczna defekt obydwu genów, w efekcie receptorów nie ma w ogóle (czÄ™stość wystÄ™powania
1:1000000)
Test zimnej flotacji:
Øðheterozygotyczna defekt jednego z genów liczba receptorów zredukowana o poÅ‚owÄ™ (czÄ™stość 1:500)
- surowica przejrzysta z bardzo obfitym kożuszkiem chylomikronów na powierzchni
Elektroforeza: Elektroforeza:
Elektroforeza:
Elektroforeza:
Elektroforeza:
-wzrost frakcji ²-lipoprotein
-na punkcie startu pojawia siÄ™ wybarwiona plama chylomikronów (która prawidÅ‚owo -wzrost frakcji ²-lipoprotein
- wzrost frakcji ²-lipoprotein
- wzrost frakcji ²-lipoprotein
podczas badania na czczo nie powinna występować)
Elektroforeza rozdział prawidłowy:
-wzrost frakcji pre-²-lipoprotein
-wzrost frakcji pre-²-lipoprotein
-hiperlipoproteinemia typ IIb:
-hiperlipoproteinemia typ IIb:
hiperlipoproteinemia typ IIb:
hiperlipoproteinemia typ I: elektroforegram prawidłowy: hiperlipoproteinemia typ IIb:
hiperlipoproteinemia typ IIa:
Test zimnej flotacji: - surowica klarowna (przejrzysta) Test zimnej flotacji: - surowica jest opalizujÄ…ca
Hiperlipoproteinemia typ III
Hiperlipoproteinemia typ IV
[hiperlipoproteinemia mieszana, choroba szerokiego prążka,choroba flotujących lipoprotein,
rodzinna dysbetalipoproteinemia, choroba upośledzonego usuwania remnantów]
[hipertrójglicerydemia endogenna]
Przyczyny:
Przyczyny:
- polimorfizm genetyczny apolipoproteiny E zmiana w obrębie jednego aminokwasu
- przyczyna pierwotnej hiperlipoproteinemii nie jest znana
(u zdrowego człowieka remnanty VLDL czyli produkty częściowej hydrolizy VLDL, są szybko
- najczęstszą przyczyną hiperlipoproteinemii wtórnej jest cukrzyca oraz choroby wątroby
wychwytywane przez wątrobę, głównie za pośrednictwem receptora dla apoE, w mniejszym stopniu
Badania laboratoryjne:
przez receptor apoB/E.
- hipertrójglicerydemia (rzędu 1000-2000 mg%)
U człowieka występuje polimorfizm genetyczny apolipoproteiny E, najczęściej występujące formy
- cholesterol całkowity w normie lub nieznacznie podwyższony
apolipoproteiny E to E2, E3 i E4. Najczęściej występuje fenotyp E3/E3. Apolipoproteina E2 wykazuje
-poziom cholesterolu HDL często jest obniżony
znacznie obniżone powinowactwo do receptora, w związku z czym wychwyt remnantów VLDL się
zmniejsza na rzecz LDL, które mają ApoB100 i są wyłapywane preferencyjnie.
Elektroforeza:
Osoby z hiperlipoproteinemia typu III sÄ… homo-, bÄ…dz heterozygotami w zakresie apoE2) -wzmożenie wysycenia prążka pre-²-VLDL
- przyczyną wtórnej hiperlipoproteinemii typu III może być menopauza dochodzi wtedy do tak
zwanego uśpienia receptorów (leczeniem jest wprowadzenie hormonalnej terapii zastępczej w
celu wybudzenia receptorów )
hiperlipoproteinemia typu IV:
hiperlipoproteinemia typu IV:
elektroforegram prawidłowy:
Elektroforeza:
- specyficzny obraz elektroforegramu r-VLDL lokalizujÄ… siÄ™ miÄ™dzy frakcjÄ… ²-lipoprotein a
frakcjÄ… pre-²-lipoprotein w postaci szerokiego prążka (stÄ…d inna nazwa tego zaburzenia)
hiperlipoproteinemia typu III:
Test zimnej flotacji:
- surowica lekko zmętniała z niewielkim kożuszkiem na powierzchni
Test zimnej flotacji: - surowica zmętniała (silnie lipemiczna)
4
2013-05-02
Hiperlipoproteinemia typ V
Przyczyny skojarzenie dwóch defektów: INTEGRACJA
- defekt syntezy polegający na zwiększonej syntezie VLDL w wątrobie przyczyna nieznana
- defekt lipazy lipoproteinowej:
- defekt genu kodujÄ…cego LPL (rzadziej)
- defekt apoCII (aktywatora LPL)
METABOLIZMU
- pojawienie się nieprawidłowej apoCIII (inhibitora LPL)
Elektroforeza:
- uwidacznia się pasmo chylomikronów
ENERGETYCZNEGO
- wzrost frakcji pre-²-lipoprotein
hiperlipoproteinemia typu V:
ORGANIZMU
PRZEZNACZONE WYACZNIE DO UŻYTKU STUDENTÓW
KURSU BIOCHEMIA NA I ROKU KIERUNKU LEKARSKIEGO
Test zimnej flotacji:
- surowica zmętniała (lipemiczna) z kożuszkiem na powierzchni
NA WYDZIALE LEKARSKIM COLLEGIUM MEDICUM
UNIWERSYTETU JAGIELLOCSKIEGO
ZAPASY ENERGETYCZNE CZAOWIEKA
POTRÓJNE TRIO
ZAWARTOŚĆ
POSTAĆ TKANKA 3 Tkanki, 3 Paliwa, 3 Hormony
GLIKOGEN WTROBA 50-100 280
" HORMONY
" TKANKI
GLIKOGEN MIÅšNIE 100-200 480
Glukagon
WÄ…troba
GLUKOZA PAYNY USTROJOWE 20 80 Adrenalina
Tkanka tłuszczowa
TAUSZCZ TKANKA TAUSZCZOWA 15.000 135.000 Insulina
Mięśnie
BIAAKO MIÅšNIE 6.000 24.000
" I co ważnego dzieje się w
" PALIWA
Wartość energetyczna poszczególnych kategorii związków ( paliw ):
Mózgu
Węglowodany
Węglowodany 4 kCal/g
Krwi
Aminokwasy
TÅ‚uszcze 9 kCal/g Z czego to wynika?!
TÅ‚uszcze
Białka 4 kCal/g
5
2013-05-02
MÓZG i SCHEMAT METABOLICZNEJ DYSTRYBUCJI TKANKOWEJ GLUKOZY
SCHEMAT METABOLICZNEJ DYSTRYBUCJI TKANKOWEJ GLUKOZY
WYMÓG !
UKAAD
U DOROSAEGO 70 Kg CZAOWIEKA W OKRESIE DOBY
UTRZYMANIA
NERWOWY
STAAEGO POZIOMU
GLUKOZY WE
MIÅšNIE
KRWII (4.4 6.7 Mm)
WTROBA
RDZEC NERKI
KORA
NERKI
ERYTROCYTY
DLACZEGO?!
1. samowystarczalność JDRA
glukozy
2. warunki anaerobowe
TKANKI SYNTETYZUJCE GLUKOZ
TKANKI UŻYWAJCE GLUKOZY JAKO
PIERWSZEGO ZRÓDAA ENERGII
Glukoza
FAZA
w krwi
Hiperglikemia zaburzenia
równowagi osmotycznej, GLUKOZA z DIETY
glikacja białek
Prawidłowy
4 - 6 mM glukoza w krwi
zakres
GLIKOGEN
Poczucie głodu; uwalnianie glukagonu, adrenaliny,
GLUKONEOGENEZA
kortyzolu; poczucie niepokoju, pocenie się, drżenie z WTROBY
ÅšpiÄ…czka, konwulsje,
utrata przytomności
Trwałe uszkodzenie mózgu (gdy utrzymuje się tak
GODZINY DNI
niski poziom glukozy); ŚMIERĆ
EGZO- i ENDOGENNE ZRÓDAA GLUKOZY
6
2013-05-02
TKANKI METABOLIT
GLUKOZA
UŻYWAJCE ZUŻYWANY
FAZA
we KRWI
GLUKOZ PRZEZ MÓZG
IMPERATYW:
EGZOGENNA,
WSZYSTKIE GLUKOZA
UTRZYMANIE POZIOMU Glc w KRWI w WSKIM
z DIETY
PRZEDZIALE STŻEC WYNIKA Z KONIECZNOŚCI
WSZYSTKIE bez WTROBY
GLIKOGEN,
ZABEZPIECZENIA ODPOWIEDNIEGO POZIOMU ENERGII
WTROBOWA MIÅšNIE i TKANKA
GLUKOZA
(mózg, miesień sercowy), a GLUKOZA JEST WYJTKOWYM
TAUSZCZOWA MNIEJ
GLUKONEOGENEZA
METABOLITEM ZE WZGLDU NA
WSZYSTKIE bez WTROBY
SAMOWYSTARCZALNOŚĆ i ZDOLNOŚĆ DOSTARCZANIA
WTROBOWA
MIÅšNIE i TKANKA
GLUKOZA
GLUKONEOGENEZA, ENERGII W WARUNKACH ANAEROBOWYCH
TAUSZCZOWA MNIEJ
GLIKOGEN
MÓZG, ERYTROCYTY,
GLUKONEOGENEZA GLUKOZA, CIAAA
RDZEC NERKI i
NIEWIELKIE ILOÅšCI
WTROBA, NERKI KETONOWE
MIÅšNIE
MÓZG MNIEJSZ ILOŚĆ CIAAA KETONOWE,
GLUKONEOGENEZA
ERYTROCYTY,
GLUKOZA
WTROBA, NERKI
RDZEC NERKI
IMPERATYW: UTRZYMANIE STAAEGO POZIOMU Glc
POZIOM METABOLITÓW i HORMONÓW w KRWI
PO POSIAKU i w STANIE GAODU
POZIOM Glc
STYMULACJA
WZRASTA
SYNTEZY HORMON lub PO POSIAKU W GAODZIE
GLIKOGENU METABOLIT
Do 1 godz. 12 godz. 3 dni 5 tygodni
WYSOKI POZIOM
GLUKOZY
I
I/G
TRZUSTKA
WTROBA
G
NISKI POZIOM
GLUKOZY STYMULACJA
POZIOM Glc
ROZKAADU
SPADA
GLIKOGENU
METABOLIZM JEST PODPORZDKOWANY OSIGNICIU TEGO CELU
7
2013-05-02
Zmiany stężenia metabolitów energetycznych
Zmiany stężenia metabolitów energetycznych
w surowicy podczas głodzenia
Glukoza
Wolne kwasy tłuszczowe
Zależności międzytkankowe podczas głodu
yródła mleczanu
yródła mleczanu
Dzienna produkcja g/24h
mleczanu (tkanka)
Całkowita produkcja 115
Krwinki 29
Skóra 20
Mózg 17
triacyloglicerole
Mięśnie szkieletowe 16
Rdzeń nerki 15
Nabłonek jelita 8
FA wolne kw. TÅ‚uszcz. Inne tkanki 10
KB ciała ketonowe
Dla osoby (70 kg, spożywającej 300g glukozy/dzień)
AA aminokwasy
8
2013-05-02
WÄ…troba:
REGULACJA ENERGETYCZNA
Wysoka wartość ładunku energii Niska wartość ładunku energii
wysokie stęż. ATP, NADH, etc wysokie stęż. ADP, AMP, NAD+
bð-oksydacja
Po posiłku
W stanie głodu
ENERGIA!
Mechanizmy kontrolujÄ…ce metabolizm
Integracja przemian metabolicznych
1. Rozdział reakcji utleniania (katabolizm) i syntez (anabolizm)
na poziomie Skoordynowana regulacja cykli daremnych (jałowych)
2. Etapy determinujące szybkość ciągu reakcji (rate limiting steps)
komórkowym i ustrojowym
Wysoka wartość stałej równowagi, niskie Vmax. W komórce nie są w
równowadze
Regulacja przez jeden z poniższych mechanizmów:
1. Modyfikacja kowalencyjna. Fosforylacja/defosforylacja - kinazy i
" Regulacja przepływu metabolitów pośrednich
fosfatazy; (hormony)
( intermediatów ) pomiędzy różnymi szlakami
2. Regulacja allosteryczna - efektory aktywujÄ…ce i hamujÄ…ce
metabolicznymi na poziomie komórkowym.
3. Stężenie enzymu - hormony lub metabolity mogą regulować
transkrypcję niektórych genów. Ekspresja różnych izoenzymów.
" Specjalizacja metaboliczna wybranych tkanek:
4. Stężenie substratu - stężenie substratu wpływa na szybkość reakcji
5. Kompartmentacja wewnątrzkomórkowa - np. cytozol i mitochondria
wątroba, tkanka tłuszczowa, mięsień szkieletowy,
6. Specjalizacja narzÄ…dowa
erytrocyt, mózg.
- Różne narządy mają różne zapotrzebowanie na substraty i różną funkcję
- Integracja metabolizmu narządów/integracja metabolizmu ustroju
- Różne komórki mogą zawierać różne izoenzymy
9
2013-05-02
CYTOZOL
ERYTROCYTY
" Glikoliza
Transport glukozy nie zależy od insuliny
" Szlak pentozofosfosforanowy
1. Degradacja glukozy do
Kompartmentacja
" Synteza kwasów tłuszczowych,
mleczanu (regeneracja NAD+)
cholesterolu
Glukoza
wewnątrzkomórkowa
MITOCHONDRIUM
2. Biosynteza allosterycznego
NADPH
" Cykl Krebsa
efektora hemoglobiny-2,3
Glukozo-6-P
" Fosforylacja oksydacyjna
DPG.
SZLAK
GLIKOLIZA
" bð-oksydacja
PENTOZO-
ANAEROBOWA
3. Szlak pentozfosforanowy
" Ketogeneza
FOSFORANOWY
zapewnia wysokie stężenie
Mleczan
NADPH
- zapewnia wysokie stężenie
zredukowanej formy glutationu
(GSH)
- dla zabezpieczenia żelaza
hemoglobiny przed utlenieniem
- dla zabezpieczenia lipidów i
OBA PRZEDZIAAY
białek przed reaktywnymi
Glukoneogeneza formami tlenu.
" Cykl mocznikowy
MÓZG
1. Posiada bardzo małe rezerwy
energii ( paliwa ) musi być
Transport glukozy nie zależy od insuliny
zaopatrywany w sposób
ciągły w składniki odżywcze
SZLAK
Glukoza
PENTOZO-
2. Metabolizm zależny od
FOSFORANOWY
Glukozo-6-P dopływu tlenu
NADPH
R-5-P GLIKOLIZA 3. Degradacja glukozy do
dwutlenku węgla i wody
Pirogronian
4. Szlak pentozofosforanowy
AcetyloCoA
zródło NADPH
5. Biosynteza kwasów
Cykl
tłuszczowych i lipidów
Krebsa
membranowych
Aańcuch oddechowy
6. Utlenianie ciał ketonowych
FOSFORYLACJA Powolny transport glukozy przez barierę krew-mózg => spadek stężenia
OKSYDACYJNA
importowanych z wÄ…troby, glukozy poniżej normy Ä…ð spadek dostÄ™pnoÅ›ci glukozy dla neuronów
szczególnie w czasie głodu
10
2013-05-02
MISIEC SERCOWY MIÅšNIE SZKIELETOWE
1. Biosynteza i degradacja
glikogenu. Duże zapasy
1. Posiada bardzo małe rezerwy
Transport glukozy nie zależy od insuliny
Transport glukozy zależy od insuliny !!!
glikogenu jako zródło glukozy
energii ( paliwa ) musi być
SZLAK SZLAK
zaopatrywany w sposób
PENTOZO- PENTOZO- 2. Degradacja glukozy do
FOSFORANOWY Glukoza ciągły w składniki odżywcze FOSFORANOWY Glukoza
dwutlenku węgla i wody przy
dostatecznym dopływie tlenu
NADPH 2. Metabolizm zależny od NADPH
Glukozo-6-P G-6-P ßðÄ…ð Glikogen
R-5-P dopływu tlenu R-5-P
3. Degradacja glukozy do
GLIKOLIZA GLIKOLIZA
mleczanu przy
3. Degradacja glukozy do
Pirogronian Mleczan Pirogronian Mleczan
Mleczan
niedostatecznym
dwutlenku węgla i wody
zaopatrzeniu w tlen -
4. Szlak pentozofosforanowy
AcetyloCoA AcetyloCoA
eksport mleczanu do wÄ…troby
zródło NADPH
4. Szlak pentozofosforanowy
Cykl 5. Utlenianie kwasów Cykl
zródło NADPH
Krebsa Krebsa
tłuszczowych
Aańcuch oddechowy Aańcuch oddechowy 5. Utlenianie kwasów
6. Utlenianie ciał ketonowych
tłuszczowych
FOSFORYLACJA FOSFORYLACJA
OKSYDACYJNA importowanych z wÄ…troby, OKSYDACYJNA
6. Utlenianie ciał ketonowych
szczególnie w czasie głodu
importowanych z wÄ…troby
TKANKA TAUSZCZOWA WTROBA
1. Jest odpowiedzialna za
utrzymanie stałego poziomu
Transport glukozy zależy od insuliny !!!
Transport glukozy
1. Synteza triglicerydów z SZLAK glukozy we krwi po
nie zależy od insuliny
PENTOZO-
glukozy i kwasów posiłkach przechowuje
FOSFORANOWY
tłuszczowych importowanych glukozę w formie glikogenu.
Glukoza
Glukoza NADPH
głównie z wątroby (w
2. Prowadzi syntezÄ™ i eksport
R-5-P
stanie dobrego oddżywienia).
Glukozo-6-P Glikogen
triglicerydów (NADPH).
Glukuronidy GLIKOLIZA
2. W czasie głodu hydroliza
GLUKONEO.
3. W czasie postu lub głodu
triglicerydów do glicerolu i
Mleczan eksportuje glukozÄ™
Pirogronian Pirogronian
Glukoza
wolnych kwasów tłuszczowych
pochodzÄ…cÄ… z degradacji
przez lipazÄ™
glikogenu lub syntezy
AcetyloCoA
AcetyloCoA
hormonozależną .
glukozy de novo
Cykl
3. Glikoliza i szlak (glukoneogeneza).
Krebsa
Triglicerydy
pentozofosfora-nowy
4. Degraduje glukozÄ™ do
dostarczają komórkom ATP i
Aańcuch oddechowy dwutlenku węgla i wody, w
substratów do syntezy
FOSFORYLACJA celu uzyskania ATP.
triglicerydów.
OKSYDACYJNA
5. Prowadzi ²-oksydacjÄ™
kwasów tłuszczowych w celu
uzyskania energii.
11
2013-05-02
GLIKOGEN BIAAKA
WKT
WTROBA c.d. MIÅšNIE
BIAAKA
6. Realizuje szlak pentozofosforanowy dla uzyskania
TG+WKT CK GLU MLE+ALA
zredukowanej formy NADPH oraz substratów do
syntezy nukleotydów.
GLU
7. W czasie głodu syntetyzuje ciała ketonowe jako paliwo
CK
dla innych tkanek. Komórki wątroby produkują, lecz
GLU
GLIKOGEN
OUN
same nie utleniają ciał ketonowych.
MLE+ALA WKT
8. Biosynteza i eksport cholesterolu oraz kwasów
GLU
żółciowych. KRŻENIE
TRIGLICERYDY WKT
MLE
9. Metabolizm aminokwasów - synteza mocznika. CK
CK
M. SERCOWY
GLICEROL
GLU
10. Procesy detoksykacji ksenobiotyków (NADPH).
TRIGLICERYDY
VLDL
WKT
WTROBA
GLICEROL
GLUKOZA
AKW TKANKA
TAUSZCZE
GLU TAUSZCZ.
CHYLOMIKRONY
JELITO
DIETA TAUSZCZE
GLIKOGENICZNA
TRZUSTKA
Międzynarządowe zależności w odniesieniu
GLIKOLITYCZNA
LIPOGENICZNA
do koordynacji procesów metabolicznych z INSULINA
WTROBA
CHOLESTEROGENICZNA
JELITO
GLIKOGEN
punktu widzenia gospodarki energetycznej GLUKOZA GLC
AMINO
AMINO
KWASY
KW.
ustroju
ŻYAA WROTNA
N
PIR.
SYNTEZA
BIAAEK
TA.
" TKANKI
SYNTEZA
MLECZAN
MÓZG
TRIGLICERYDY
BIAAEK -
WÄ…troba TKANKI
LIMFA
CHYLOMIKRONY
Tkanka tłuszczowa
Mięśnie
MLECZAN
TRIGLICERYDY
" PALIWA
ERYTROCYTY TKANKA
Węglowodany
TAUSZCZOWA
FAZA SYTOÅšCI
Aminokwasy GLIKOGEN
LIPOGENICZNA
PO POSIAKU
TÅ‚uszcze
MIÅšNIE
12
2013-05-02
GLIKOGENOLITYCZNA
GLUKONEOGENICZNA
GLIKOGEN
TRZUSTKA TRZUSTKA
GLUKONEOGENICZNA
KETOGENICZNA !!!!!
PROTEOLITYCZNA
GLUKAGON GLUKAGON
GLUKOZA WTROBA
BIAAKA
WTROBA
JELITO
AMINOKWASY
GLICEROL
MLECZAN
ŻYAA WROTNA GLUK.
ŻYAA WROTNA N
JELITO
MLECZAN
ENTEROCYTY
CIAAA
MÓZG
KETON
ALANINA
ALANINA
GLICEROL MÓZG
LIMFA
!!!!! KETOGENEZA
LIMFA
KWASY
ALANINA
1.ZABEZPIECZA
TAUSZCZOWE
MLECZAN
ZAPOTRZEBOWA
NIE na ENERGI
ERYTROCYTY
2.OSZCZDZA
TRIGLICERYDY
ALANINA
GLUKOZ
GLUTAMINA
3.HAMUJE
MLECZAN
TKANKA
ERYTROCYTY
PROTEOLIZ TKANKA
TAUSZCZOWA
AMINO
TAUSZCZOWA
KWASY
PIROGRONIAN
FAZA GAODU
FAZA GAODU BIAAKA
LIPOLITYCZNA
MIÅšNIE DAUGOTRWAJCA
MIÅšNIE
KRÓTKOTRWAJCA
- KILKA DNI PROTEOLITYCZNE
12 24 GODZ.
GLUKOZA
TKANKA
TAUSZCZOWA
GLU-6-P
GLU-1-P GLIKOGEN
FRU-2,6-BP
INSULINA ZRÓWNOWAŻONE DZIAAANIE OBU TYCH
KWASY TLUSZCZOWE
GLUKAGON HORMONÓW JEST KLUCZOWYM CZYNNIKIEM
FRU-6-P UDP-GLUKOZA
CZUWAJACYM , REGULUJCYM METABOLIZM
FRU-1,6-BP
MALONYLO-CoA
TRIGLICERYDY
m.in. GLUKOZY A TYM SAMYM METABOLIZM
ALDEHYD 3-P-GLY
ACYLO-
ENERGETYCZNY USTROJU CoA
ACETYLO-CoA
FOSFOENOLOPIROGRONIAN MLECZAN
ACYLO-
CYTRYNIAN
KARNITYNA
SZCZAWIOOCTAN
PIROGRONIAN
ZASADNICZYM EFEKTEM ZMIANY WARTOÅšCI [I]/[G] JEST
ZMIANA UFOSFORYLOWANIA i w KONSEKWENCJI
UFOSFORYLOWANIA
WTROBA
AKTYWNOŚCI KLUCZOWYCH ENZYMÓW m.in. (przede PIROGRONIAN AC-CoA CYTRYNIAN
STAN PO
wszystkim) PRZEMIAN GLUKOZY i TAUSZCZÓW
SZCZAWIOOCTAN
POSIAKU
CIAAA KETONOWE
WTROBA CK
ASPARAGINIAN ASPARAGINIAN
MIÅšNIE I/G
MITOCHONDRIUM GLIKOGENICZNA
ENZYMY
TKANKA TAUSZCZOWA GLIKOLITYCZNA
ZDEFOSFORYLOWANE
CYTOPLAZMA
LIPOGENICZNA
MODYFIKACJE KOWALENCYJNE CHOLESTEROGENICZNA
13
2013-05-02
GLUKOZA
LIPOGENEZA
RYBULOZO-5-FOSFORAN
6-FOSFOGLUKONIAN
GLUKOZO-6-P
Mechanizmy kontrolujÄ…ce metabolizm
FRUKTOZO-6-P KWASY TLUSZCZOWE
ACYLO-CoA
1. Modyfikacja kowalencyjna. Fosforylacja/defosforylacja - kinazy i
FRUKTOZO-1,6-BP
fosfatazy; (hormony)
NIENASYCONE- MALONYLO-CoA
GLIKOLIZA ACYLO-CoA
2. Regulacja allosteryczna - efektory aktywujÄ…ce i hamujÄ…ce
LIPOGENEZA
LIPOGENEZA
ACETYLO-CoA
TRIGLICERYDY
3. Stężenie enzymu - hormony lub metabolity mogą regulować
FOSFOENOLOPIROGRONIAN
transkrypcję niektórych genów. Ekspresja różnych izoenzymów.
SZCZAWIOOCTAN
4. Stężenie substratu - stężenie substratu wpływa na szybkość reakcji
CYTRYNIAN
PIROGRONIAN
JABACZAN
5. Kompartmentacja wewnątrzkomórkowa - np. cytozol i mitochondria
6. Specjalizacja narzÄ…dowa
- Różne narządy mają różne zapotrzebowanie na substraty i różną funkcję
- Integracja metabolizmu narządów/integracja metabolizmu ustroju ACETYLO-CoA
CYTRYNIAN
PIROGRONIAN
- Różne komórki mogą zawierać różne izoenzymy
SZCZAWIOOCTAN
GLIKOGENICZNA
GLIKOLITYCZNA
MITOCHONDRIUM
CYTOPLAZMA
LIPOGENICZNA
CHOLESTEROGENICZNA
WTROBA
STAN PO POSIAKU INDUKCJA EKSPRESJI ENZYMÓW
KRÓTKOTERMINOWA REGULACJA SYNTEZY KWASÓW TA.
Mechanizmy kontrolujÄ…ce metabolizm
insulina
1. Modyfikacja kowalencyjna. Fosforylacja/defosforylacja - kinazy i
fosfatazy; (hormony)
PALMITYNIAN
ZAOŻONE
2. Regulacja allosteryczna - efektory aktywujÄ…ce i hamujÄ…ce
MALONYLO-CoA
LIPIDY
3. Stężenie enzymu - hormony lub metabolity mogą regulować PALMITYO-CoA
Karboksylaza
ACETYLO-CoA
transkrypcję niektórych genów. Ekspresja różnych izoenzymów.
acetylo-CoA
4. Stężenie substratu - stężenie substratu wpływa na szybkość reakcji
ACYLO-KARNITYNA
5. Kompartmentacja wewnątrzkomórkowa - np. cytozol i mitochondria CYTRYNIAN
6. Specjalizacja narzÄ…dowa
GLUKOZA
- Różne narządy mają różne zapotrzebowanie na substraty i różną funkcję
- Integracja metabolizmu narządów/integracja metabolizmu ustroju
- Różne komórki mogą zawierać różne izoenzymy CYTRYNIAN
PIROGRONIAN
ACETYLO-CoA
PIROGRONIAN
14
2013-05-02
GLUKOZA
TKANKA
GLUKOZO-6-P TAUSZCZOWA
GLUKOZO-1-P GLIKOGEN
FRUKTOZO-2,6-BP
Mechanizmy kontrolujÄ…ce metabolizm
FRUKTOZO-6-P UDP-GLUKOZA KWASY TLUSZCZOWE
1. Modyfikacja kowalencyjna. Fosforylacja/defosforylacja - kinazy i
FRUKTOZO-1,6-BP
MALONYLO-CoA
fosfatazy; (hormony)
ALDEHYD 3-P-GLICERYNOWY
2. Regulacja allosteryczna - efektory aktywujÄ…ce i hamujÄ…ce ACYLO-
CoA ACETYLO-CoA
FOSFOENOLOPIROGRONIAN
MLECZAN
3. Stężenie enzymu - hormony lub metabolity mogą regulować
ACYLO-
transkrypcję niektórych genów. Ekspresja różnych izoenzymów. KARNITYNA CYTRYNIAN
SZCZAWIOOCTAN
4. Stężenie substratu - stężenie substratu wpływa na szybkość reakcji PIROGRONIAN
5. Kompartmentacja wewnątrzkomórkowa - np. cytozol i mitochondria
6. Specjalizacja narzÄ…dowa
ACETYLO-CoA
PIROGRONIAN CYTRYNIAN
WTROBA
- Różne narządy mają różne zapotrzebowanie na substraty i różną funkcję
STAN
- Integracja metabolizmu narządów/integracja metabolizmu ustroju
SZCZAWIOOCTAN
CIAAA KETONOWE
GAODU
- Różne komórki mogą zawierać różne izoenzymy CK
ASPARAGINIAN ASPARAGINIAN
I/G MITOCHONDRIUM
GLIKOGENOLITYCZNA
GLIKOGENOLITYCZNA
ENZYMY
GLUKONEOGENICZNA
CYTOPLAZMA GLUKONEOGENICZNA
UFOSFORYLOWANE
KETOGENICZNA
KETOGENICZNA
PROTEOLITYCZNA
MODYFIKACJE KOWALENCYJNE PROTEOLITYCZNA
GLUKOZA
WTROBA
GLUKONEOGENEZA
STAN GAODU
Mechanizmy kontrolujÄ…ce metabolizm
GLUKOZO-6-P
1. Modyfikacja kowalencyjna. Fosforylacja/defosforylacja - kinazy i
INDUKCJA EKSPRESJI ENZYMÓW
fosfatazy; (hormony)
FRUKTOZO-6-P
2. Regulacja allosteryczna - efektory aktywujÄ…ce i hamujÄ…ce
MLECZAN
GLUKONEOGENEZA
3. Stężenie enzymu - hormony lub metabolity mogą regulować
FRUKTOZO-1,6-BP
transkrypcję niektórych genów. Ekspresja różnych izoenzymów.
AMINOKWASY
PIROGRONIAN
4. Stężenie substratu - stężenie substratu wpływa na szybkość reakcji
5. Kompartmentacja wewnątrzkomórkowa - np. cytozol i mitochondria
FOSFOENOLOPIROGRONIAN
6. Specjalizacja narzÄ…dowa PIROGRONIAN
Ä…-KETOGLUTARAN
- Różne narządy mają różne zapotrzebowanie na substraty i różną funkcję
- Integracja metabolizmu narządów/integracja metabolizmu ustroju
SZCZAWIOOCTAN GLUKONEOGENEZA
SZCZAWIOOCTAN
- Różne komórki mogą zawierać różne izoenzymy
ASPARAGINIAN
ASPARAGINIAN
GLIKOGENOLITYCZNA
CYTOPLAZMA MITOCHONDRIUM
GLUKONEOGENICZNA
KETOGENICZNA
PROTEOLITYCZNA
15
2013-05-02
KRÓTKOTERMINOWA REGULACJA UTLENIANIA KW.TA.
KWAS
adrenalin glukagon
Mechanizmy kontrolujÄ…ce metabolizm
TAUSZCZOWY
a
1. Modyfikacja kowalencyjna. Fosforylacja/defosforylacja - kinazy i
fosfatazy; (hormony)
2. Regulacja allosteryczna - efektory aktywujÄ…ce i hamujÄ…ce PALMITYLO-CoA
Karboksylaza
TRANSFERAZA
3. Stężenie enzymu - hormony lub metabolity mogą regulować acetylo-CoA
ACYLOKARNITYNOWA I
transkrypcję niektórych genów. Ekspresja różnych izoenzymów.
ACYLO-KARNITYNA
4. Stężenie substratu - stężenie substratu wpływa na szybkość reakcji
ACETYLO-CoA
5. Kompartmentacja wewnątrzkomórkowa - np. cytozol i mitochondria
GLUKOZA
6. Specjalizacja narzÄ…dowa
- Różne narządy mają różne zapotrzebowanie na substraty i różną funkcję
ACYLO-KARNITYNA
- Integracja metabolizmu narządów/integracja metabolizmu ustroju
PIROGRONIAN
- Różne komórki mogą zawierać różne izoenzymy
ACYLO-CoA
PIROGRONIAN
ACETYLO-CoA
DEHYDROGENAZA
ACETYLO-
PIROGRONIANOWA
CoA/CoA
HORMON POLIPEPTYDOWY,
Międzynarządowe zależności w odniesieniu STAN 5.8 kDa; WYDZIELANY PRZEZ
INSULINA
TRZUSTK W SYTUACJI
SYTOÅšCI
do koordynacji procesów metabolicznych z
WZROSTU STŻENIA GLUKOZY
WE KRWI
punktu widzenia gospodarki energetycznej
Transport glukozy RECEPTOR BAONOWY
ustroju
do komórek mięśni
Degradacja białka w
i tkanki tłuszczowej
mięśniach i innych
" HORMONY tkankach
Synteza glikogenu w
wątrobie, mięśniach,
Glukagon Synteza białka w
TRANSDUKCJA
tkance tłuszczowej
wątrobie, mięśniach,
SYGNAAU
Adrenalina
tkance tłuszczowej i
KASKADA
Insulina
innych tkankach
Glukoneogeneza KINAZY
Kortyzol glikogenoliza w TYROZYNOWEJ
Transport
wątrobie aminokwasów do
komórek wątroby,
Lipogeneza
mięśni i tkanki
w wÄ…trobie Lipoliza w
tłuszczowej
i tkance tkance
tłuszczowej tłuszczowej
16
2013-05-02
HORMON POLIPEPTYDOWY, HORMONY
STAN 3.5kDa; WYDZIELANY PRZEZ GAÓD, KATECHOLAMINOWE;
GLUKAGON ADRENALINA
TRZUSTK W SYTUACJI WYDZIELANE PRZEZ RDZEC
GAODU STRES
SPADKU STŻENIA GLUKOZY NADNERCZY I NERWY
NORADRENALINA
WE KRWI SYMPATYCZNE W SYTUACJI
GAODU (NISKE STŻENIA
RECEPTOR BAONOWY
GLUKOZY I KWASÓW
WTROBA
RECEPTOR BAONOWY
TAUSZCZOWYCH WE KRWI)
ALFA I BETA I STRESU
AGRENERGICZNE
Glikogenoliza
Glikogenogeneza
TRANSDUKCJA
LICZNE TKANKI
SYGNAAU
KASKADA
CYKLAZY Glikogenoliza
TRANSDUKCJA
Glukoneogeneza Glikogenogeneza
Glikoliza
ADENYLANOWEJ
SYGNAAU
i KINAZY
KASKADA
Glukoneogeneza
BIAAKOWEJ A
CYKLAZY
Synteza kwasów ADENYLANOWEJ
Mobilizacja kwasów
tłuszczowych I KINAZY
tłuszczowych
Uwalnianie
Lipoliza
BIAAKOWEJ A
(tkanka tłuszczowa)
INSULINY
Uwalnianie
GLUKAGONU
HORMONY STEROIDOWE -
STAN GLUKOKORTYKOIDTY; C U K R Z Y C A
WYDZIELANE PRZEZ KOR
SYTOÅšCI
NADNERCZY W SYTUACJI
Diabetes mellitus dużo słodkiego moczu
KORTYZOL
STANU SYTOÅšCI
PIERWOTNA GENETYCZNIE UWARUNKOWANA
WTÓRNA NABYTA, NIEDZIEDZICZNA
RECEPTOR JDROWE
ZESPÓA ZABURZEC METABOLIZMU WGLOWODANÓW
(CYTOPLAZMATYCZNE)
(HIPERGLIKEMIA) i TOWARZYSZCYCH MU ZABURZEC PRZEMIAN
TAUSZCZOWO-BIAAKOWYCH (KETONEMIA, UJEMNY BILANS
AZOTOWY)
EKSPRESJA TYPU I INSULINOZALEŻNA IDDM; (bezwzględny brak
Glukoneogeneza Proteoliza
GENÓW INSULINY); NIEWYDOLNOŚĆ lub USZKODZENIE TRZUSTKI; (10%)
I TYPU II NIEINSULINOZALEŻNA (NIDDM); (niedobór* lub utrata
BIOSYNTEZA wrażliwości na INSULIN); (90%); OTYAOŚĆ!!!
BIAAKA
KONSEKWENCJE:
MIAZDŻYCA NACZYC, SCHORZENIA UKAADU KRŻENIA,
Glikogenogeneza
ZABURZENIA FUNKCJONOWANIA NEREK (NEFROPATIE),
ZAĆMA,
ZMIANY NEUROLOGICZNE,
AATWOŚĆ ZAKAŻEC
17
2013-05-02
TRZUSTKA
ZMNIEJSZONA
ZMNIEJSZONA
TRZUSTKA INSULINOWRAŻLIWOŚĆ
INSULINOWRAŻLIWOŚĆ
Beta komórki
TKANKA
WTROBA
Beta komórki
TAUSZCZOWA
JELITO INSULINA
JELITO
GLIKOGEN
INSULINA
TAUSZCZE
WTROBA
GLUKOZA
GLUKOZA
AMINO
GLUKOZA
GLUKOZA KWASY TA.
AMINOKWASY
KWASY
AMINO
ŻYAA WROTNA
AMINOKWASY
KWASY
TAUSZCZE
ŻYAA WROTNA MLECZAN
GLUKOZA
TAUSZCZ
AKUMULACJA
TAUSZCZE
ERYTROCYTY
TAUSZCZE
CHYLOMIKRONY
TAUSZCZE
TAUSZCZ
CHYLOMIKRONY
LIMFA LIMFA
MIÅšNIE
TKANKA TAUSZCZOWA
OTYAOŚĆ (ciągły stan sytości)
CUKRZYCA
UTRATA
Zespół metaboliczny otyłość, insulinooporność, dyslipidemia,
INSULINOWRAŻLIWOŚCI
nieisulinozależna
nadciśnienie tętnicze
Typ I choroba von Gierkiego
TRZUSTKA
Zaburzenie licznych szlaków przemian
GLIKOGEN
INSULINA
WTROBA
GLIKOGEN
GLUKOZA
GLUKOZA
AMINO
KWASY
MLECZAN GLUKOZA
AMINO
ŻYAA WROTNA
KWASY AKUMULACJA
GLUKOZA
GLUKOZO-6-P
TRIGLICERYDY CIAAA KETONOWE
AKUMULACJA
PRPP
hipoglikemia
ALANINA
KWASY TAUSZCZOWE
JELITO AKUMULACJA KWAS MOCZOWY
GLIKOLIZA
TRIGLICERYDY
TRIGLICERYDY
TRIGLICERYDY
AKUMULACJA
Hiperurykemia
TRIOZO-P
GLICERO-P
TRIGLICERYDY
MLECZAN
CHYLOMIKRONY
AC-CoA
KW.TA. Hiperlipidemia
TKANKA Kwasica
BIAAKA
TAUSZCZOWA mleczanowa
CHOLESTEROL
PIROGR
ALA
MIÅšNIE LIPOLITYCZNA -
BARDZO NASILONA
hiperalaninemia TCA
CUKRZYCA
(NIEHAMOWANA)
LIPOLIZA
insulinozależna
TKANKA TAUSZCZOWA
MIÅšNIE Ä…-KETOGLUT
18
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Traktat z Lizbony nowy rozdzial europejskiej integracji(2)PHP i MySQL Witryna WWW oparta na bazie danych Wydanie IVIV WWW Terminologiaintegracja funkcjiwww livemocha com angielski lekcja audioBandit IV AB [DM] MV32 89 1lipidy 1więcej podobnych podstron