Thema 8: Stoornissen in de glucose- en vetstofwisseling
Zelfstudie 8
8.1.1 De pancreas
De eilandjes van Langerhans maken slechts enkele procenten uit
van het hele volume v/d pancreas, maar hebben een uiterst
belangrijke homeostatische functie. Ze registreren en reguleren
constant het aanbod van glucose, aminozuren, vrije vetzuren en
ketonlichamen. Ze reageren op concentratieveranderingen met een
sterk wisselend bihormonaal signaal om het glucosegehalte op
peil te houden. De I/G-ratio bepaalt de brandstofstromen. Insuline
bevordert de glucose-opname door hart, spieren en vet. Glucagon
bevordert juist de glucosestroom naar de extracellulaire ruimte.
Ook op de vetstofwisseling werken insuline en glucagon
tegengesteld; insuline remt de lipolyse en hiermee ook de
ketogenese, en glucagon bevordert het. Kortom: insuline is een
anabool hormoon en glucagon een katabool hormoon.
Bij inspanning consumeren spieren veel glucose, omdat de
doorbloeding sterk toeneemt. De I/G-ratio blijft laag en er ontstaat geen hypoglycemie. Een koolhydraatrijke maaltijd
veroorzaakt een sterke stijging van de I/G-ratio, de lever en perifere weefsels gaan dan glucose opnemen. Ongeveer 3/4e
van de aangeboden glucose wordt door de lever gemetaboliseerd. Een eiwitrijke maaltijd stimuleert de insulinesecretie,
dit zou hypoglycemie tot gevolg kunnen hebben, maar er is nog wel genoeg glucagon aanwezig om toch glucose te
produceren in de lever.
8.1.2 De lever
De levert heeft een centrale functie in het koolhydraat-, eiwit- en vetmetabolisme. Kort na voeding kan de
glucoseconcentratie in de poortader oplopen tot 10 mM, dan worden de hepatocyten blootgesteld aan veel glucose. Ze
bevatten GLUT-2 transporters, dus bij hoge concentraties gaan ze glucose opnemen. Na opname wordt glucose omgezet
in glucose-6-fosfaat door glucokinase. Glucokinase is een hexokinase met een hoge Km voor glucose, en wordt niet
geremd door glucose-6-fosfaat. Doordat de lever dus GLUT-2 én glucokinase heeft, wordt de glucose-opname versneld
bij hoge glucosespiegels. Het door de lever opgenomen glucose wordt opgeslagen als glycogeen, gestimuleerd door
insuline. Insuline stimuleert namelijk glycogeensynthase, het snelheidsbepalende enzym v/d glycogeensynthese. Tegelijk
remt het glycogeenfosforylase, het sleutelenzym v/d glycogeenafbraak. Dus; bij verhoogde glucoseaanvoer, wordt
glycogeensynthese in de lever gestimuleerd en afbraak onderdrukt, waardoor netto glycogeen wordt opgeslagen.
Glucose-6-fosfaat kan echter ook worden omgezet tot pyruvaat, gestimuleerd door insuline. Insuline katalyseert namelijk
de vorming van fructose-2,6-bisfosfaat, en hiermee PFK, wat het sleutelenzym v/d glycolyse is. Pyruvaat wordt dan
verbrand via de Krebscyclus en oxidatieve fosforylering om ATP te genereren. De meeste metabole energie die de lever
nodig heeft komt echter niet van glucoseverbranding, maar van oxidatie van aminozuren en vetzuren.
De glycogeenvoorraad wordt aangesproken als de glucosespiegel de neiging vertoont te gaan dalen. Dit moet voorkomen
worden, want sommige weefsels zijn afhankelijk van glucose als brandstof (hersenen, ery’s). Aanvulling van het
glucosegehalte wordt dan door de lever verzorgd doordat glycogeenafbraak en gluconeogenese op gang komen. Een
belangrijk signaal hiervoor is afname v/d I/G-ratio. Dit activeert glycogeenfosforylase en remt glycogeensynthase, zodat er
netto afbraak is van glycogeen tot glucose-6-fosfaat. Dit wordt dan door glucose-6-fosfatase gehydrolyseerd tot glucose.
Ook adrenaline en noradrenaline (catecholamines) activeren glycogeenafbraak in de lever (bij stress).
De lever moet ook glucose kunnen maken via gluconeogenese. Belangrijke uitgangsstoffen hiervoor zijn lactaat (uit
spieren en erytrocyten), glycerol (uit vetweefsel), aminozuren (uit spiereiwit). Bij herkauwers is het nog belangrijker dan
voor monogastrische dieren. Zij gebruiken ook propionaat (uit pensfermentatie) als uitgangsstof. De gluconeogenese
wordt gereguleerd door:
Aanvoer van glucogene grondstoffen (lactaat bij spierinspanning, glycerol bij vasten, etc.)
Hormonale regulatie van sleutelenzymen. Daling van I/G-ratio leidt tot:
o Glucagon activeert aminozuurtransporter in membraan van hepatocyten opname van AZ (alanine).
o Vermindering van fructose-2,6-bisfosfaat afremming glycolyse, stimulatie gluconeogenese
o Glucagon induceert vorming van PEPCK en glucose-6-fosfatase, enzymen van de gluconeogenese.
o Groeihormoon heeft op de lange termijn stimulering v/d gluconeogenese tot gevolg.
Zelfstudie 8
8.1.1 De pancreas
De eilandjes van Langerhans maken slechts enkele procenten uit
van het hele volume v/d pancreas, maar hebben een uiterst
belangrijke homeostatische functie. Ze registreren en reguleren
constant het aanbod van glucose, aminozuren, vrije vetzuren en
ketonlichamen. Ze reageren op concentratieveranderingen met een
sterk wisselend bihormonaal signaal om het glucosegehalte op
peil te houden. De I/G-ratio bepaalt de brandstofstromen. Insuline
bevordert de glucose-opname door hart, spieren en vet. Glucagon
bevordert juist de glucosestroom naar de extracellulaire ruimte.
Ook op de vetstofwisseling werken insuline en glucagon
tegengesteld; insuline remt de lipolyse en hiermee ook de
ketogenese, en glucagon bevordert het. Kortom: insuline is een
anabool hormoon en glucagon een katabool hormoon.
Bij inspanning consumeren spieren veel glucose, omdat de
doorbloeding sterk toeneemt. De I/G-ratio blijft laag en er ontstaat geen hypoglycemie. Een koolhydraatrijke maaltijd
veroorzaakt een sterke stijging van de I/G-ratio, de lever en perifere weefsels gaan dan glucose opnemen. Ongeveer 3/4e
van de aangeboden glucose wordt door de lever gemetaboliseerd. Een eiwitrijke maaltijd stimuleert de insulinesecretie,
dit zou hypoglycemie tot gevolg kunnen hebben, maar er is nog wel genoeg glucagon aanwezig om toch glucose te
produceren in de lever.
8.1.2 De lever
De levert heeft een centrale functie in het koolhydraat-, eiwit- en vetmetabolisme. Kort na voeding kan de
glucoseconcentratie in de poortader oplopen tot 10 mM, dan worden de hepatocyten blootgesteld aan veel glucose. Ze
bevatten GLUT-2 transporters, dus bij hoge concentraties gaan ze glucose opnemen. Na opname wordt glucose omgezet
in glucose-6-fosfaat door glucokinase. Glucokinase is een hexokinase met een hoge Km voor glucose, en wordt niet
geremd door glucose-6-fosfaat. Doordat de lever dus GLUT-2 én glucokinase heeft, wordt de glucose-opname versneld
bij hoge glucosespiegels. Het door de lever opgenomen glucose wordt opgeslagen als glycogeen, gestimuleerd door
insuline. Insuline stimuleert namelijk glycogeensynthase, het snelheidsbepalende enzym v/d glycogeensynthese. Tegelijk
remt het glycogeenfosforylase, het sleutelenzym v/d glycogeenafbraak. Dus; bij verhoogde glucoseaanvoer, wordt
glycogeensynthese in de lever gestimuleerd en afbraak onderdrukt, waardoor netto glycogeen wordt opgeslagen.
Glucose-6-fosfaat kan echter ook worden omgezet tot pyruvaat, gestimuleerd door insuline. Insuline katalyseert namelijk
de vorming van fructose-2,6-bisfosfaat, en hiermee PFK, wat het sleutelenzym v/d glycolyse is. Pyruvaat wordt dan
verbrand via de Krebscyclus en oxidatieve fosforylering om ATP te genereren. De meeste metabole energie die de lever
nodig heeft komt echter niet van glucoseverbranding, maar van oxidatie van aminozuren en vetzuren.
De glycogeenvoorraad wordt aangesproken als de glucosespiegel de neiging vertoont te gaan dalen. Dit moet voorkomen
worden, want sommige weefsels zijn afhankelijk van glucose als brandstof (hersenen, ery’s). Aanvulling van het
glucosegehalte wordt dan door de lever verzorgd doordat glycogeenafbraak en gluconeogenese op gang komen. Een
belangrijk signaal hiervoor is afname v/d I/G-ratio. Dit activeert glycogeenfosforylase en remt glycogeensynthase, zodat er
netto afbraak is van glycogeen tot glucose-6-fosfaat. Dit wordt dan door glucose-6-fosfatase gehydrolyseerd tot glucose.
Ook adrenaline en noradrenaline (catecholamines) activeren glycogeenafbraak in de lever (bij stress).
De lever moet ook glucose kunnen maken via gluconeogenese. Belangrijke uitgangsstoffen hiervoor zijn lactaat (uit
spieren en erytrocyten), glycerol (uit vetweefsel), aminozuren (uit spiereiwit). Bij herkauwers is het nog belangrijker dan
voor monogastrische dieren. Zij gebruiken ook propionaat (uit pensfermentatie) als uitgangsstof. De gluconeogenese
wordt gereguleerd door:
Aanvoer van glucogene grondstoffen (lactaat bij spierinspanning, glycerol bij vasten, etc.)
Hormonale regulatie van sleutelenzymen. Daling van I/G-ratio leidt tot:
o Glucagon activeert aminozuurtransporter in membraan van hepatocyten opname van AZ (alanine).
o Vermindering van fructose-2,6-bisfosfaat afremming glycolyse, stimulatie gluconeogenese
o Glucagon induceert vorming van PEPCK en glucose-6-fosfatase, enzymen van de gluconeogenese.
o Groeihormoon heeft op de lange termijn stimulering v/d gluconeogenese tot gevolg.
