Thema 4: Metabole strategie
Zelfstudie: Metabole strategie en regulering
2.1 Ketonlichamen
Het merendeel v/d acetyl-coA die is gevormd bij vetzuurafbraak gaat de Krebscyclus in. Maar sommige worden gebruikt
om een alternatieve brandstof te vormen: ketonlichamen. Dit zijn acetoacetaat, 3-hydroxybutyraat en aceton. Er komt
minder ATP uit dan uit vetzuren, maar ze hebben een groot voordeel; ze zijn wateroplosbaar. Hierdoor kunnen ze
makkelijk worden vervoerd. Acetoacetaat en 3-hydroxybutyraat zijn dus normale producten v/d stofwisseling. Aceton is
een bijproduct en wordt uitgeademd. Sommige organen (hartspier, nierschors) gebruiken ketonlichamen zelfs liever dan
glucose als brandstof.
De belangrijkste plaats voor de ketogenese is in de mitochondriën in de lever. Acetoacetaat wordt uit acetyl-coA
gemaakt in 3 stappen, met als reactievergelijking: 2 acetyl-coA + H2O acetoacetaat + 2 CoA + H+. Om hieruit 3-
hydroxybutyraat nog te vormen is een extra stap nodig; acetoacetaat moet gereduceerd worden in de mitochondriale
matrix. Dan kan het ketonlichaam de lever verlaten en gaat hij het bloed in d.m.v. carrier eiwitten. Aceton ontstaat door
langzame, spontane decarboxylatie van oxaloacetaat en is alleen nuttig bij vasten, dan kan hij voor glucosesynthese
worden gebruikt.
Om ketonlichamen te gebruiken als brandstof moeten ze worden gemetaboliseerd om NADH en acetyl-coA te vormen. 3-
hydroxybutyraat wordt geoxideerd tot oxaloacetaat, wat wordt geactiveerd door een CoA transferase. Acetoacetyl-coA
wordt dan gesplitst tot 2 moleculen acetyl-coA, en dat kan de Krebscyclus in. Maar levercellen hebben géén CoA
transferase waardoor acetoacetaat in andere weefsels gebruikt moet worden.
Acetoacetaat is ook regulatoir; hoge [acetoacetaat] = veel acetyl units, hierdoor lagere lipolysesnelheid in vetweefsel.
Dieren kunnen van vetzuren géén glucose maken! Acetyl-coA kan namelijk niet worden omgezet in pyruvaat of
oxaloacetaat, en dat is juist nodig voor gluconeogenese. De reactie van pyruvaat naar acetyl-coA is namelijk irreversibel.
2 C-atomen van acetyl-coA gaan de Krebscyclus in, maar 2 C-atomen verlaten de Krebscyclus als CO2. Oxaloacetaat
wordt dus wel gemaakt, maar wordt niet de novo gevormd wanneer de acetyl unit van acetyl-coA wordt geoxideerd in de
Krebscyclus. De C-atomen gaan verloren als CO2. Planten daarentegen hebben extra enzymen waarmee C-atomen van
acetyl-coA worden omgezet tot oxaloa cetaat, dus die kunnen dit wel.
Acetoacetaat 3-hydroxybutyraat Aceton
4.2 Calorische homeostase en glucostase
Binnen bepaalde grenzen worden temperatuur, pH en ionenconcentraties in een dier constant gehouden waardoor het
minder afhankelijk v/d buitenwereld is. Een groot deel van de energie dat een dier put uit de stofwisseling in de
rusttoestand (= basaal metabolisme) wordt gebruikt voor zulke homeostatische processen. Ook de reparatie/vervanging
van macromoleculen in het lichaam vallen hieronder.
Als de samenstelling van het voedsel verandert, past het metabolisme zich aan. Door een glycogeen- en vetreserve wordt
vasten overleefd. Een uitgebreid regelsysteem zorgt dat het aanbod oxideerbaar substraat en essentiële nutriënten in het
bloed constant blijft = calorische homeostase. Dit betekent niet dat de concentraties in het bloed altijd constant zijn! Er
treden (afhankelijk van aanbod, lichaamsactiviteit en hormonale status) grote schommelingen in op. Het regelsysteem
zorgt er alleen voor dat er op elk moment voldoende substraat circuleert. Glucose neemt daarbij een bijzondere positie in,
koolhydraatmetabolisme is voor zoogdieren essentieel omdat:
1) Erytrocyten en hersencellen alleen glucose kunnen gebruiken als substraat.
2) Dieren (in tegenstelling tot planten) geen glucose kunnen maken uit vetzuren.
3) De opslagcapaciteit voor koolhydraat (lever- en spierglycogeen) beperkt is.
Er moet dus wel altijd voldoende glucose circuleren. De kritische ondergrens is bij mens/kat/hond 4 mM. Dit wordt
glucostase genoemd. Glucose moet in bepaalde omstandigheden ‘gespaard’ worden voor het brein en de ery’s, dan
moeten andere cellen overschakelen op vetten en evt. eiwitten als substraat.
Zelfstudie: Metabole strategie en regulering
2.1 Ketonlichamen
Het merendeel v/d acetyl-coA die is gevormd bij vetzuurafbraak gaat de Krebscyclus in. Maar sommige worden gebruikt
om een alternatieve brandstof te vormen: ketonlichamen. Dit zijn acetoacetaat, 3-hydroxybutyraat en aceton. Er komt
minder ATP uit dan uit vetzuren, maar ze hebben een groot voordeel; ze zijn wateroplosbaar. Hierdoor kunnen ze
makkelijk worden vervoerd. Acetoacetaat en 3-hydroxybutyraat zijn dus normale producten v/d stofwisseling. Aceton is
een bijproduct en wordt uitgeademd. Sommige organen (hartspier, nierschors) gebruiken ketonlichamen zelfs liever dan
glucose als brandstof.
De belangrijkste plaats voor de ketogenese is in de mitochondriën in de lever. Acetoacetaat wordt uit acetyl-coA
gemaakt in 3 stappen, met als reactievergelijking: 2 acetyl-coA + H2O acetoacetaat + 2 CoA + H+. Om hieruit 3-
hydroxybutyraat nog te vormen is een extra stap nodig; acetoacetaat moet gereduceerd worden in de mitochondriale
matrix. Dan kan het ketonlichaam de lever verlaten en gaat hij het bloed in d.m.v. carrier eiwitten. Aceton ontstaat door
langzame, spontane decarboxylatie van oxaloacetaat en is alleen nuttig bij vasten, dan kan hij voor glucosesynthese
worden gebruikt.
Om ketonlichamen te gebruiken als brandstof moeten ze worden gemetaboliseerd om NADH en acetyl-coA te vormen. 3-
hydroxybutyraat wordt geoxideerd tot oxaloacetaat, wat wordt geactiveerd door een CoA transferase. Acetoacetyl-coA
wordt dan gesplitst tot 2 moleculen acetyl-coA, en dat kan de Krebscyclus in. Maar levercellen hebben géén CoA
transferase waardoor acetoacetaat in andere weefsels gebruikt moet worden.
Acetoacetaat is ook regulatoir; hoge [acetoacetaat] = veel acetyl units, hierdoor lagere lipolysesnelheid in vetweefsel.
Dieren kunnen van vetzuren géén glucose maken! Acetyl-coA kan namelijk niet worden omgezet in pyruvaat of
oxaloacetaat, en dat is juist nodig voor gluconeogenese. De reactie van pyruvaat naar acetyl-coA is namelijk irreversibel.
2 C-atomen van acetyl-coA gaan de Krebscyclus in, maar 2 C-atomen verlaten de Krebscyclus als CO2. Oxaloacetaat
wordt dus wel gemaakt, maar wordt niet de novo gevormd wanneer de acetyl unit van acetyl-coA wordt geoxideerd in de
Krebscyclus. De C-atomen gaan verloren als CO2. Planten daarentegen hebben extra enzymen waarmee C-atomen van
acetyl-coA worden omgezet tot oxaloa cetaat, dus die kunnen dit wel.
Acetoacetaat 3-hydroxybutyraat Aceton
4.2 Calorische homeostase en glucostase
Binnen bepaalde grenzen worden temperatuur, pH en ionenconcentraties in een dier constant gehouden waardoor het
minder afhankelijk v/d buitenwereld is. Een groot deel van de energie dat een dier put uit de stofwisseling in de
rusttoestand (= basaal metabolisme) wordt gebruikt voor zulke homeostatische processen. Ook de reparatie/vervanging
van macromoleculen in het lichaam vallen hieronder.
Als de samenstelling van het voedsel verandert, past het metabolisme zich aan. Door een glycogeen- en vetreserve wordt
vasten overleefd. Een uitgebreid regelsysteem zorgt dat het aanbod oxideerbaar substraat en essentiële nutriënten in het
bloed constant blijft = calorische homeostase. Dit betekent niet dat de concentraties in het bloed altijd constant zijn! Er
treden (afhankelijk van aanbod, lichaamsactiviteit en hormonale status) grote schommelingen in op. Het regelsysteem
zorgt er alleen voor dat er op elk moment voldoende substraat circuleert. Glucose neemt daarbij een bijzondere positie in,
koolhydraatmetabolisme is voor zoogdieren essentieel omdat:
1) Erytrocyten en hersencellen alleen glucose kunnen gebruiken als substraat.
2) Dieren (in tegenstelling tot planten) geen glucose kunnen maken uit vetzuren.
3) De opslagcapaciteit voor koolhydraat (lever- en spierglycogeen) beperkt is.
Er moet dus wel altijd voldoende glucose circuleren. De kritische ondergrens is bij mens/kat/hond 4 mM. Dit wordt
glucostase genoemd. Glucose moet in bepaalde omstandigheden ‘gespaard’ worden voor het brein en de ery’s, dan
moeten andere cellen overschakelen op vetten en evt. eiwitten als substraat.
