Glucose - Diabetes Mellitus Carediabetes.teithe.gr/UsersFiles/admin/metabolism Part B.pdf ·...

Γλυκονεογένεση

Υπόμνημα

Glucose

Αερόβια γλυκόλυση παραγωγή 36 ΑΤΡ Αναερόβια γλυκόλυση παραγωγή 2 ΑΤP

Πυρουβικό οξύ Γαλακτικό οξύ +2ΑΤΡ 2 ΝΑDΗ 2NAD+

(Συνθήκες έλλειψης οξυγόνου)

Παραγωγή ενέργειας(ATP)

Ρύθμιση γλυκόζης

Αύξηση γλυκόζης στο αίμα μετά το γεύμα

΄Εκκριση ινσουλίνης

Μείωση γλυκόζης

Ελάττωση ινσουλίνης

Ηπατική παραγωγή γλυκόζης

Διατήρηση τροφοδοσίας εγκεφάλου με γλυκόζη

Γεύμα Γεύμα Γεύμα Γλυκόζη Ινσουλίνη

Διακοπή σύνθεσης γλυκογόνου Έναρξη γλυκογονόλυσης

Ρύθμιση σε μεγάλη προσφορά γλυκόζης

αύξηση γλυκόζης μετά το γεύμα

΄Εκκριση ινσουλίνης

Μείωση γλυκόζης

Ελάττωση ινσουλίνης

Ηπατική παραγωγή γλυκόζης ?

Διατήρηση τροφοδοσίας εγκεφάλου με γλυκόζη

Διακοπή σύνθεσης γλυκογόνου ΗΠΑΡ

Η περίσσεια γλυκόζης μετατρέπεται σε Ε.Λ.Ο

Μεταφορά Ε.Λ.Ο. & σχηματισμός τριγλυκεριδίων στο λίπος

Mεγάλη

Μετατροπή σε λίπος

Άρα σε μεγάλες προσλήψεις υδατανθράκων έχουμε

Αύξηση σωματικού βάρους και αναλογίας λίπους

Αντίσταση στην ινσουλίνη (Μειωμένη ευαισθησία των ιστών στη δράση της ινσουλίνης)

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

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

Πεψινογόνο Πεψίνη ΗCL Στομάχι

Πάγκρεας (Έντερο)

Χυμοθρυψινογόνο Χυμοθρυψίνη Τρυψινογόνο Τρυψίνη

Διάσπαση Πρωτεϊνών σε Στομάχι και Έντερο

Εντεροκινάση

Προκαρβοξυπεπτιδάση Α,Β Τρυψίνη Καρβοξυπεπτιδάση Α,Β

Τρυψίνη

Έντερο Αμινοπεπτιδάσες Διπεπτιδάσες Εντεροκινάση Νουκλεάσες

Πρωτεΐνες πεψίνη Πρωτεώσες

Πεπτόνες Πολυπεπτίδια

Τρυψίνη Χυμοθρυψίνη Καρβοξυπεπτιδάση

Πολυπεπτίδια αμινοξέα

Αμινοξέα

Πεπτιδάσες

Αμινοξέα

Απαραίτητα Μη απαραίτητα

Βαλίνη Λυσίνη Λευκίνη Ισολευκίνη Μεθειονίνη Ιστιδίνη Φαινυλαλανίνη Θρεονίνη Τρυπτοφάνη

Όλα τα άλλα

ΝΗ2-R-COOΗ

Στον μεταβολισμό τα Αμινοξέα

Γλυκογενή Κετογενή

Λευκίνη Φαινυλαλανίνη Τυροσίνη

Αλανίνη και τα λοιπά αμινοξέα πλην των κετογενών

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

Γλυκονεογένεση

Γίνεται κυρίως στο ήπαρ και λιγότερο στους νεφρούς

Πρόκειται για τη δημιουργία γλυκόζης με πρώτες ύλες όχι υδατάνθρακες αλλά γλυκογενή αμινοξέα

Έχει μεγάλη σημασία στην ασιτία ή σε μειωμένη λήψη υδατανθράκων

Κύκλος του Cori

Η χρησιμοποίηση γαλακτικού οξέως για γλυκονεογένεση

Έντονη μυϊκή εργασία Πυροσταφυλικό οξύ Γαλακτικό οξύ

Αναεροβίως

CΗ3CH(OH)COOH

Γαλακτικο Γαλακτικο

Λιπαρά οξέα Γλυκόζη

Γλυκογόνο Γλυκογόνο

Μύες

Γλυκόζη

Γλυκόλυση Γλυκονεο- γένεση

Ερώτηση 9η

Τι θα γίνει σε έναν οργανισμό αν στην τροφή του δεν περιλαμβάνεται αλανίνη και γλουταμίνη

Μη απαραίτητα Αμινοξέα Αλανίνη Αργινίνη Ασπαραγίνη Ασπαρτικό οξύ ΚυστεΊνη Γλουταμινικό οξύ Γλουταμίνη Γλυκίνη Ορνιθίνη Προλίνη Σερίνη Τυροσίνη

Απάντηση: Δεν θα συμβεί τίποτε Γιατί η αλανίνη και η γλουταμίνη δεν είναι απαραίτητα αμινοξέα εφόσον ο οργανισμός μπορεί να τα παράγει.

ινσουλίνη

G

G

G

G

G

G

γλυκογόνο ήπατος

Kατεχολαμίνες

G G G

Mύες

G

G

Προτεραιότητα η τροφοδοσία του εγκεφάλου με γλυκόζη

G

G G

G G G

G

Γλυκαγόνη

ΤG + 2 H2O 2-μονοακυλ-γλυκερόλη+ 2 ανιόντα λιπαρών οξέων

Λιπάση

Πέψη λιπών

Επίδραση παγκρεατικής λιπάσης στα λίπη του εντέρου

Προ-κολιπάση

Κολιπάση

Θρυψίνη 12δάκτυλο

Τριγλυκερίδια

C-H2-OH C-H2-OH C-H2-OH

Γλυκερόλη Λιπαρά οξέα

Κορεσμένα

Ακόρεστα C-H2-R1 C-H2-R2 C-H2-R3

Τριγλυκερίδια = Γλυκερόλη + 3 Λιπαρά οξέα

Απορρόφηση λιπών

(τριγλυκερίδια, φωσφολιπίδια, χοληστερόλη, σύνθετα λίπη)

Τg Μονογλυκερίδια +λιπαρά οξέα

Χολικά άλατα Χοληστερίνη Φωσφολ διασπ Γλυκερίδια Λιπαρά οξέα Βιταμίνες λιποδ

Τοίχωμα εντέρου Επανασύνδεση σε Τg και φωσφολιπίδια

Μυκήλια

Παγκρεατική λιπάση

5% του λίπους παραμένει στα κόπρανα ΧΥΛΟΜΙΚΡΑ

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

Xυλομικρά Lp- λιπάση

Εναπόθεση Tg σε λίπος

Tα χυλομικρά κυκλοφορούν στο πλάσμα μετά από λιπαρό γεύμα και καθαρίζονται σε μερικές ώρες με τη δράση της Lp-λιπάσης

H ινσουλίνη αυξάνει τη δραστικότητα της Lp-λιπάσης άρα καθηλώνει τα Tg στον Λιπώδη ιστό

Τοίχωμα τριχοειδών

Ερώτηση 10η

Από τι αποτελούνται τα χυλομικρά;

Χυλομικρό Τg

Chol Phosphol

Lp

1μm

Απάντηση

Τα λίπη στο ήπαρ

Γλυκερόλη + λιπαρά οξέα= Τg

VLDL (έκκριση)

+αποπρωτεΐνη

Ηπατικές φλέβες Περιφ. Κυκλοφορία LDL Ήπαρ

Λιπαρά οξέα Κετονοσώματα Συσσώρευση

Αποβολή (νεφροί, πνεύμονες) Μεταβολισμός σε ιστούς

Γλυκερόλη Γλυκόζη Τg

Β-οξείδωση

Κετογένεση (μιτοχόνδρια ήπατος) Ε.Λ.Ο Ακετυλ-CoA Aκετοακετυλ-CoA

Ακετοξικό οξύ

Β-ΟΗ-βουτυρικό οξύ

Ακετόνη

(Λιπόλυση) Tg

Kreps Kύκλος Krebs

Οξαλοξικό οξύ

Κετονοσώματα

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

Η καύση των λιπαρών οξέων γίνεται στα μιτοχόνδρια.

Προϊόν της β-οξείδωσης είναι το ακετοξικό οξύ

Γλυκαγόνη Ινσουλίνη

Λιπαρό Ακυλ-CoA

Μαλονυλ CoA Ακετυλ- CoA CPT-Ι

Eξωτερική μεμβράνη μιτοχονδρίου

Ενδιάμεσος χώρος μεμβράνης Ακυλ-καρνιτίνη

CPT-ΙΙ

Eσωτερική μεμβράνη Λιπαρό Ακυλ-CoA

Β-οξείδωση

Ακετυλ- CoA Ακετο-ακετυλ-CoA 3-HMG-CoA

Aκετοξικό οξύ

Β-ΟΗ-βουτυρικό οξύ Ακετόνη

Κύκλος

Οξαλοξικό οξύ

Κύκλος Krebs

Κιτρικό οξύ

- +

Καρνιτίνη

Μηχανισμός κετογένεσης στα μιτοχόνδρια

- Kαρνιτίνη

CPT=Carnitine palmitoyltransferase HMG=Hydroxy-methyl-glutaryl

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.

Ασιτία και κετογένεση

Ε.Λ.Ο Ακετοξικό οξύ

Ήπαρ

Χρήση ακετοξικού στον εγκέφαλο

Ακετο-ακετυλCoA Ακετυλ-CoA

Kιτρικό οξύ Κύκλος Krebs

Eγκέφαλος Αίμα Αίμα

Krebs Krebs

Kιτρικό οξύ

Ασιτία

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

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

Ερώτηση 12η

Ποιους ιστούς χάνει ο ευρισκόμενος σε συνθήκες ασιτίας;

Απάντηση: Χάνει Λίπος και Μύες

Πρόσληψη γλυκόζης & μεταβολισμό ενδοκυτταρίως Σύνθεση μυϊκού γλυκογόνου Γλυκογονόλυση Γλυκονεογένεση Λιπόλυση Λιποσύνθεση Kετογένεση Πρωτεϊνοσύνθεση Mετακίνηση K, Mg ενδοκυτταρίως Αναστολή εξόδου γλυκόζης από το ήπαρ

Mύς Λίπος Ήπαρ

Oι δράσεις της ινσουλίνης

Αναβολικές

Αντικαταβολικές

Κατεχολαμίνες & Γλυκαγόνη

ενεργοποίηση

ΑΤΡ c-ΑΜΡ Αδενυλκυκλάση

Αδρανής Ενδοκυττάρια λιπάση

ενεργοποίηση

Ενεργός Ενδοκυττάρια λιπάση

Τg Ε.Λ.Ο + Γλυκερόλη

Επίδραση ορμονών του στρες στη λιπόλυση

GH, ACTH, Κορτιζόλη

Προαγωγή σύνθεσης Ινσουλίνη

Αναστολή

Γλυκονεογένεση Κετογένεση Χρήση Γλυκόζης

Λιπόλυση

Ινσουλίνη

Γλυκαγόνη 0 ?

Αδρεναλίνη

Κορτιζόλη

Αυξητική 0

Δράση ορμονών στον μεταβολισμό

Παθογένεια διαβητικής κετοξέωσης

Έλλειψη ινσουλίνης

Αύξηση γλυκόζης Πρωτεινόλυση Λιπόλυση

ΕΛΟ Γλυκερόλη Γλυκονεο-

γένεση

ακετυλCoA

Ακετοξεικό οξύ

Β-ΟΗ- βουτυρικό

Γλυκοζουρία

Ωσμωτική διούρηση

Πολυουρία

Αφυδάτωση

Απώλεια Ηλεκτρολυτών

Διατ. Όρασης

Πτώση pH

Υπέρπνοια

Έμετοι

Κοιλ. Άλγη

Κράμπες

Κώμα

Ακετόνη

Απόπνοια

φρούτου

αμινοξέα

Μείωση χρησιμοποίησης γλυκόζης

Κετογενή

αμινοξέα

Shock

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

Mεταβολισμός οινοπνεύματος

Ακεταλδεύδη

Αιθανόλη

Οξικό οξύ

Ακεταλδεύδη

Οξικό οξύ

Οξικό οξύ

Ακετύλ-CoA

Kreps

Αίμα

Ακεταλδεύδη

Αιθανόλη

Οξικό οξύ

Ακεταλδεύδη

Οξικό οξύ

Οξικό οξύ

Ακετύλ-CoA

Kreps

Αίμα Κατά τον μεταβολισμό του οινοπνεύματος παράγεται Οξικό οξύ

Τα αποβαλλόμενα οξέα εμποδίζουν την απέκκριση του ουρικού οξέος

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

Μεταβολισμός οινοπνεύματος (αιθανόλης)

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)

αντιρροπιστικές ορμόνες + τροφή

ινσουλίνη

Eυγλυκαιμία

Μεταβολικός ισορροπία

Γλυκόζη 65-160 mg/dl

Oρμόνες του Stress (αντιρροπιστικές ορμόνες ινσουλίνης)

μείωση πρόσληψης γλυκόζης σε μυς

αύξηση -γλυκογονόλυσης -γλυκονεογένεσης -λιπόλυσης -κετογένεσης

αδρεναλίνη γλυκαγόνη κορτιζόλη αυξητική

Διάσωση γλυκόζης για τον εγκέφαλο

Kατανάλωση ενέργειας στους μύς στην άσκηση

Πρώτα 20-30 min από γλυκογόνο μυών

Aκολουθεί η προσφορά γλυκόζης μέσω: ηπατικής γλυκογονόλυσης γλυκονεογένεσης εντερικής απορρόφησης

και έπειτα καταναλώνονται: τριγλυκερίδια μυών EΛO Πρωτεΐνες μυών

Προέλευση ενεργειακής κατανάλωσης

50%

1 2 3 4

Μυϊκό γλυκογόνο Γλυκογονόλυση ήπατος

ΕΛΟ λιπόλυσης

Γλυκονεογένεση

Ώρες

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

Παρατεταμένη εντατική άσκηση

Στη μυϊκή άσκηση έχουμε

-μικρή ελάττωση έκκρισης ινσουλίνης -αύξηση δραστικότητας ινσουλίνης στους μύς

H μείωση της ινσουλίνης διευκολύνει:

γλυκογονόλυση γλυκονεογένεση λιπόλυση κετογένεση

Tελολογία των ορμονικών μεταβολών

H διευκόλυνση της μυϊκής λειτουργίας

Διάσωση γλυκόζης για τον εγκέφαλο

Προσφορά ενέργειας στους μυς λιπαρά οξέα-κετόνες

Σε υπογλυκαιμία

Γλυκαγόνη Αδρεναλίνη

Αυξητική Κορτιζόλη

Οι διαβητικοί τύπου 1 μετά τα πρώτα 5 χρόνια δεν αντιδρούν με έκκριση γλυκαγόνης

Ερώτηση 13η

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

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

Άρα η ινσουλίνη δρα ευκολότερα στον λιπώδη ιστό

Η λιπόλυση αναστέλλεται με το 1/10 του ποσού της ινσουλίνης που απαιτείται για την είσοδο στα μυϊκά κύτταρα

Ποια διαβητικά άτομα δεν παθαίνουν διαβητική κετοξέωση;

Ερώτηση 14η