Biochemie 3.1 – Handboek Diabetes Mellitus
Hoofdstuk 1
Regulatie van de normale glucosestofwisseling
1. Inleiding
- Genereren van energie (ATP) is nodig: hier is vooral glucose en vetzuren voor nodig
- Een groot deel van de glucosebehoefte wordt verbruikt door het centrale
zenuwstelsel
- Citroenzuurcyclus is nodig om ATP te produceren: acetyl CoA is daarvoor nodig
- Glucosehomeostase tussen twee uitersten: postprandiale/gevoede toestand en
postabsorptieve/langer gevaste toestand
o Doel: efficiënte energieopslag en waarborging van ATP-productie
2. De glucosestofwisseling in postprandiale toestand
2.1 Verwerking van koolhydraten uit maaltijd
- Hormonen hongergevoel voedselinname tot verzadiging is bereikt
- Koolhydraten: 40-75%
o Opgenomen via de dunne darm naar bloed getransporteerd
- Proces:
o Maaltijd glucoseconcentratie stijgt GLUT2 (glucosetransporter-2)
neemt glucose op in de bètacel van pancreas productie en secretie van
insuline
o Nutriënten door dunne darm zorgen voor secretie van darmhormonen,
incretinen (GLP-1, GIP) belangrijke rol bij verwerking van glucose, vet en
eiwit (insulinesecretie stimuleren)
o GLP-1 en GIP + stijging extracellulaire glucoseconcentratie zorgen voor
insulinerespons postprandiale glucosestijging na maaltijd wordt binnen de
grenzen gehouden
2.2 Insulinerespons op koolhydraten
- Gezond persoon:
o Extracellulaire glucoseconcentratie stijgt >5 mmol/L opname van glucose in
bètacel (via GLUT2) van de lever
o Relatie tussen: hoogte plasmaglucoseconcentratie, glucoseopname in bètacel
en insulinesecretie insulineconcentratie stijgt als plasmaglucose stijgt met
0,6 mmol/L
o Autonome zenuwstelsel invloed op insulinesecretie postprandiaal van de
bètacel
o Aminozuren en vetzuren ook stimulatoren van insulinesecretie
o Na secretie van insuline in extracellulaire ruimte eerste insulineklaring in de
LEVER (80% van endogene insulinesecretie geklaard) insuline bereikt
systemische circulatie en kan metabole anabole effecten uitoefenen
2.3 Glucagonrespons op koolhydraten
- Postprandiale toestand: glucagonsecretie uit alfacellen geremd (paracriene
effecten via insuline, GLP-1 en somatostatine)
, - Insuline remt glucagonsecretie: induceren hyperpolarisatie celmembraan
- GLP-1 ook remmend effect
- Postprandiale stijging van extracellulaire glucose remt glucagonsecretie
(plasmaglucoseconcentraties van 6-10 mmol/L leiden tot maximale remming)
- GLUT1 brengt glucose de alfacel binnen (remming van glucosetransport deels via
intracellulaire verwerking van glucose en gegenereerde ATP (kan ook door invloed
van glucose op intracellulaire calciumvoorraad)
- Glucose remt glucagonsecretie indirect: door stimulatie insulinesecretie
2.4 De anabole effecten van insuline
- Absorptie en verwerking van voedsel duurt enkele uren
- Metabole paden voor opslag energie: triglyceriden en (in mindere mate) als
glycogeen (inwerking insuline speels belangrijke rol)
- Lever:
o Exogene toevoer energie: stijging insuline- en glucoseconcentratie
anabole toestand (dan is endogene toevoer niet nodig)
o In postprandiale toestand: endogene glucoseproductie (EGP) geremd door
de lever insuline, glucose, vrije vetzuren, aminozuren en CZS spelen rol
hierin
o Remming:
Indirect: verlagende effecten van insuline op voorlopers van
gluconeogenese (glycerol, vrije vetzuren en aminozuren) via
remming van lipolyse en glycogenolyse
Direct: remming van glycogenolyse
o CZS: invloed op onderdrukking van endogene glucoseproductie in
postprandiale toestand insuline-signaaltransductie in hypothalamus
verandering in neuronale beïnvloeding van de lever
o Anabole toestand: endogene energietoevoer remmen, maar ook het
opslaan van exogene substraten (als ze behoefte overtreffen)
o Lever kan glucose opslaan in de vorm van glycogeen
o Netto postprandiale glucoseopname is afhankelijk van stijging portale
glucoseconcentratie en verschil tussen portale en arteriële concentratie
o Ongeveer 60% van de door lever opgenomen glucose wordt opgeslagen in
de vorm van glycogeen (ander deel verlaat de lever in vorm van lactaat)
- Skeletspier:
o 80-90% van glucose wordt opgenomen in skeletspieren
o Bestaat verschil in opname van glucose: afhankelijk of het oraal of
intraveneus wordt toegediend
o Opname glucose via stimulatie van insulinesecretie:
Gezonde endotheelfunctie
Microcirculatie
Voldoende insuline en glucose aan spiercellen binden
o Na maaltijd met voldoende KH: spiercel gaat glucose oxideren voor
genereren van energie
o Energiestatus en energiebehoefte van cel zijn van invloed op het opslaan
van glucose in vorm van glycogeen of glycolysepad in cytoplasma (waar
uiteindelijk ATP wordt gegenereerd)
Hoofdstuk 1
Regulatie van de normale glucosestofwisseling
1. Inleiding
- Genereren van energie (ATP) is nodig: hier is vooral glucose en vetzuren voor nodig
- Een groot deel van de glucosebehoefte wordt verbruikt door het centrale
zenuwstelsel
- Citroenzuurcyclus is nodig om ATP te produceren: acetyl CoA is daarvoor nodig
- Glucosehomeostase tussen twee uitersten: postprandiale/gevoede toestand en
postabsorptieve/langer gevaste toestand
o Doel: efficiënte energieopslag en waarborging van ATP-productie
2. De glucosestofwisseling in postprandiale toestand
2.1 Verwerking van koolhydraten uit maaltijd
- Hormonen hongergevoel voedselinname tot verzadiging is bereikt
- Koolhydraten: 40-75%
o Opgenomen via de dunne darm naar bloed getransporteerd
- Proces:
o Maaltijd glucoseconcentratie stijgt GLUT2 (glucosetransporter-2)
neemt glucose op in de bètacel van pancreas productie en secretie van
insuline
o Nutriënten door dunne darm zorgen voor secretie van darmhormonen,
incretinen (GLP-1, GIP) belangrijke rol bij verwerking van glucose, vet en
eiwit (insulinesecretie stimuleren)
o GLP-1 en GIP + stijging extracellulaire glucoseconcentratie zorgen voor
insulinerespons postprandiale glucosestijging na maaltijd wordt binnen de
grenzen gehouden
2.2 Insulinerespons op koolhydraten
- Gezond persoon:
o Extracellulaire glucoseconcentratie stijgt >5 mmol/L opname van glucose in
bètacel (via GLUT2) van de lever
o Relatie tussen: hoogte plasmaglucoseconcentratie, glucoseopname in bètacel
en insulinesecretie insulineconcentratie stijgt als plasmaglucose stijgt met
0,6 mmol/L
o Autonome zenuwstelsel invloed op insulinesecretie postprandiaal van de
bètacel
o Aminozuren en vetzuren ook stimulatoren van insulinesecretie
o Na secretie van insuline in extracellulaire ruimte eerste insulineklaring in de
LEVER (80% van endogene insulinesecretie geklaard) insuline bereikt
systemische circulatie en kan metabole anabole effecten uitoefenen
2.3 Glucagonrespons op koolhydraten
- Postprandiale toestand: glucagonsecretie uit alfacellen geremd (paracriene
effecten via insuline, GLP-1 en somatostatine)
, - Insuline remt glucagonsecretie: induceren hyperpolarisatie celmembraan
- GLP-1 ook remmend effect
- Postprandiale stijging van extracellulaire glucose remt glucagonsecretie
(plasmaglucoseconcentraties van 6-10 mmol/L leiden tot maximale remming)
- GLUT1 brengt glucose de alfacel binnen (remming van glucosetransport deels via
intracellulaire verwerking van glucose en gegenereerde ATP (kan ook door invloed
van glucose op intracellulaire calciumvoorraad)
- Glucose remt glucagonsecretie indirect: door stimulatie insulinesecretie
2.4 De anabole effecten van insuline
- Absorptie en verwerking van voedsel duurt enkele uren
- Metabole paden voor opslag energie: triglyceriden en (in mindere mate) als
glycogeen (inwerking insuline speels belangrijke rol)
- Lever:
o Exogene toevoer energie: stijging insuline- en glucoseconcentratie
anabole toestand (dan is endogene toevoer niet nodig)
o In postprandiale toestand: endogene glucoseproductie (EGP) geremd door
de lever insuline, glucose, vrije vetzuren, aminozuren en CZS spelen rol
hierin
o Remming:
Indirect: verlagende effecten van insuline op voorlopers van
gluconeogenese (glycerol, vrije vetzuren en aminozuren) via
remming van lipolyse en glycogenolyse
Direct: remming van glycogenolyse
o CZS: invloed op onderdrukking van endogene glucoseproductie in
postprandiale toestand insuline-signaaltransductie in hypothalamus
verandering in neuronale beïnvloeding van de lever
o Anabole toestand: endogene energietoevoer remmen, maar ook het
opslaan van exogene substraten (als ze behoefte overtreffen)
o Lever kan glucose opslaan in de vorm van glycogeen
o Netto postprandiale glucoseopname is afhankelijk van stijging portale
glucoseconcentratie en verschil tussen portale en arteriële concentratie
o Ongeveer 60% van de door lever opgenomen glucose wordt opgeslagen in
de vorm van glycogeen (ander deel verlaat de lever in vorm van lactaat)
- Skeletspier:
o 80-90% van glucose wordt opgenomen in skeletspieren
o Bestaat verschil in opname van glucose: afhankelijk of het oraal of
intraveneus wordt toegediend
o Opname glucose via stimulatie van insulinesecretie:
Gezonde endotheelfunctie
Microcirculatie
Voldoende insuline en glucose aan spiercellen binden
o Na maaltijd met voldoende KH: spiercel gaat glucose oxideren voor
genereren van energie
o Energiestatus en energiebehoefte van cel zijn van invloed op het opslaan
van glucose in vorm van glycogeen of glycolysepad in cytoplasma (waar
uiteindelijk ATP wordt gegenereerd)
