Hoofdstuk 6: glycogeenmetabolisme, gluconeogenese en pentosefosfaatweg
1. Inleiding
Deze paden van metabolisme zijn gespecialiseerd in lever, nieren, spieren en vetweefsel. Dit is dus
niet als de ATP-synthese in elke cel. Ze zijn specifiek belangrijk voor menselijke pathologie.
1) Glycogenolyse: glycogeenafbraak, en gluconeogenese.
Middel om de lever tussen de maatlijden voldoende glucose te laten afgeven. Dit is nodig om
de hersenen te compenseren → glucosemobilisatie uit eigen reserve van de lever. Zonder
lever zorgt het glucoseverbruik in de hersenen tot hypoglycemie.
Er is een regelsysteem: hormonen en neuronen zorgen voor glucosehomeostase.
2) Glycogenolyse in skelet-en hartspier is compenserend voor het verbruik van glycolytische
metabolieten. Deze moeten op peil blijven tijdens arbeid. Door opname uit eigen voorraad
(glycogeen) of bloedbaan zal ATP geproduceerd kunnen worden. Het lactaat dat
geproduceerd wordt zal via bloed naar lever gaan en de lever zal dit via gluconeogenese
weer tot glucose in de bloedbaan brengen = Cori-cyclus. Het afgebroken glycogeen wordt
terug opgebouwd na maaltijd = glycogeensynthese.
3) Pentosefosfaatweg (HMS) waarin glucose-6-fosfaat uit glycolyse andere wegen inslaat en
met 2 anabole doeleinden:
a. Herschikking van koolstofskelet tot (desoxy)ribose
b. Oxidatie van koolstofskelet om via NADPH reductieve biosynthese te ondersteunen.
Deze wordt intensief gebruikt in groeiende cellen of delen / cellen die cholesterol of
steroïden produceren / oxiderende schade in RBC te herstellen.
2. Glycogeenmetabolisme
- 300-400 gram glycogeen per lichaam
- Vooral in dwarsgestreepte spieren (2/3) en lever (1/3)
- Spieren → eigen gebruik, lever → glycemie constant houden
- Na arbeid / vasten daalt de voorraad met 90% → de grootte per molecuul daalt, het
aantal glycogeenmoleculen vermindert niet:
Structuur glycogeen: vertakte polymeer van alfa-D-glucose. Gevoede toestand: 20.000
glucoseresiduen dmv alfa-1,4-glycosidebindingen vastzitten. Vertakkingen door alfa-1,6- bindingen.
In de lever: alfa-particular glycogen, 50 glycogeenmoleculen samen als aggregaat → druiventros.
Bevat glycogeenmoleculen en enzymen die glycogeen aanmaken/afbreken + regulerende enzymen. +
reducerend uiteinde zit vast aan glycogenine, noodzakelijk voor glycogeensynthese.
, 3. Glycogenolyse
Enzymatische afbraak van glycogeen: aan de niet-reducerende uiteinden van de vertakte polymeer.
Er zijn veel uiteinden want er zijn veel vertakkingen. Er is een heel snelle glucosemobilisatie doordat
het op verschillende plaatsen tegelijk kan plaatsvinden.
1) Glycosidebindingen tussen 2 glucosebouwstenen worden gebroken door fosforolyse! Door
glycogeenfosforylase (genen PYGM, PYGL, PYGB), dit zal afla-1,4 aan niet-reducerend
uiteinde herkennen en glucose-1-fosfaat afsplitsen. Het enzym stopt wanneer de keten is
ingekort tot 3 residuen van een vertakkingspunt. Verdere debranching gebeurt door AGL.
2) AGL verwijdert vertakkingspunten, het heeft 2 enzymatische activiteiten:
a. Transferase dat het zijtakje losmaakt en aan het uieinde van de moedertak
vastmaakt (alfa-1,4)
b. Alfa-1,6-glucosidase dat het laatste glucose losmaakt door hydrolyse.
4. Glucose-1-fosfaat in lever en spieren
Fosforolyse van glycogeen ipv hydrolase heeft 2 grote voordelen:
a) Energiebesparend tov hydrolyase.
b) Compartimentering, G1P kan niet door het membraan (↔ glucose).
G1P wordt door fosfoglucomutase omgezet tot G6P (paralogen: PGM1-5). Verdere weg van G6P
hangt af van weefsel tot weefsel:
• Spieren: geen glucose-6-fosfatase → geen vrij glucose uit cel. G6P als energiebron. De spier
kan zijn glycogeenvoorraad 300x sneller afbreken dan opbouwen. Er is veel ATP nodig tijdens
arbeid → dubbel voordeel fosforolyse in spieren want:
o G1P kan niet door membraan (het blijft in de spieren)
o Anaerobe glycolyse van G1P levert meer ATP op dan van glucose. (3 tov 2)
• Tijdens vasten of stress: lever zal G6P enkel gebruiken voor andere weefsels. Door hormonen
in het bloed zal de glycolyse in de lever stilgelegd worden en de glyogenolyse en
gluconeogenese zullen bevorderd worden. Zo ontstaat er veel G6P die door glucose-6-
fosfatase (G6PC) wordt omgezet in glucose.
1. Inleiding
Deze paden van metabolisme zijn gespecialiseerd in lever, nieren, spieren en vetweefsel. Dit is dus
niet als de ATP-synthese in elke cel. Ze zijn specifiek belangrijk voor menselijke pathologie.
1) Glycogenolyse: glycogeenafbraak, en gluconeogenese.
Middel om de lever tussen de maatlijden voldoende glucose te laten afgeven. Dit is nodig om
de hersenen te compenseren → glucosemobilisatie uit eigen reserve van de lever. Zonder
lever zorgt het glucoseverbruik in de hersenen tot hypoglycemie.
Er is een regelsysteem: hormonen en neuronen zorgen voor glucosehomeostase.
2) Glycogenolyse in skelet-en hartspier is compenserend voor het verbruik van glycolytische
metabolieten. Deze moeten op peil blijven tijdens arbeid. Door opname uit eigen voorraad
(glycogeen) of bloedbaan zal ATP geproduceerd kunnen worden. Het lactaat dat
geproduceerd wordt zal via bloed naar lever gaan en de lever zal dit via gluconeogenese
weer tot glucose in de bloedbaan brengen = Cori-cyclus. Het afgebroken glycogeen wordt
terug opgebouwd na maaltijd = glycogeensynthese.
3) Pentosefosfaatweg (HMS) waarin glucose-6-fosfaat uit glycolyse andere wegen inslaat en
met 2 anabole doeleinden:
a. Herschikking van koolstofskelet tot (desoxy)ribose
b. Oxidatie van koolstofskelet om via NADPH reductieve biosynthese te ondersteunen.
Deze wordt intensief gebruikt in groeiende cellen of delen / cellen die cholesterol of
steroïden produceren / oxiderende schade in RBC te herstellen.
2. Glycogeenmetabolisme
- 300-400 gram glycogeen per lichaam
- Vooral in dwarsgestreepte spieren (2/3) en lever (1/3)
- Spieren → eigen gebruik, lever → glycemie constant houden
- Na arbeid / vasten daalt de voorraad met 90% → de grootte per molecuul daalt, het
aantal glycogeenmoleculen vermindert niet:
Structuur glycogeen: vertakte polymeer van alfa-D-glucose. Gevoede toestand: 20.000
glucoseresiduen dmv alfa-1,4-glycosidebindingen vastzitten. Vertakkingen door alfa-1,6- bindingen.
In de lever: alfa-particular glycogen, 50 glycogeenmoleculen samen als aggregaat → druiventros.
Bevat glycogeenmoleculen en enzymen die glycogeen aanmaken/afbreken + regulerende enzymen. +
reducerend uiteinde zit vast aan glycogenine, noodzakelijk voor glycogeensynthese.
, 3. Glycogenolyse
Enzymatische afbraak van glycogeen: aan de niet-reducerende uiteinden van de vertakte polymeer.
Er zijn veel uiteinden want er zijn veel vertakkingen. Er is een heel snelle glucosemobilisatie doordat
het op verschillende plaatsen tegelijk kan plaatsvinden.
1) Glycosidebindingen tussen 2 glucosebouwstenen worden gebroken door fosforolyse! Door
glycogeenfosforylase (genen PYGM, PYGL, PYGB), dit zal afla-1,4 aan niet-reducerend
uiteinde herkennen en glucose-1-fosfaat afsplitsen. Het enzym stopt wanneer de keten is
ingekort tot 3 residuen van een vertakkingspunt. Verdere debranching gebeurt door AGL.
2) AGL verwijdert vertakkingspunten, het heeft 2 enzymatische activiteiten:
a. Transferase dat het zijtakje losmaakt en aan het uieinde van de moedertak
vastmaakt (alfa-1,4)
b. Alfa-1,6-glucosidase dat het laatste glucose losmaakt door hydrolyse.
4. Glucose-1-fosfaat in lever en spieren
Fosforolyse van glycogeen ipv hydrolase heeft 2 grote voordelen:
a) Energiebesparend tov hydrolyase.
b) Compartimentering, G1P kan niet door het membraan (↔ glucose).
G1P wordt door fosfoglucomutase omgezet tot G6P (paralogen: PGM1-5). Verdere weg van G6P
hangt af van weefsel tot weefsel:
• Spieren: geen glucose-6-fosfatase → geen vrij glucose uit cel. G6P als energiebron. De spier
kan zijn glycogeenvoorraad 300x sneller afbreken dan opbouwen. Er is veel ATP nodig tijdens
arbeid → dubbel voordeel fosforolyse in spieren want:
o G1P kan niet door membraan (het blijft in de spieren)
o Anaerobe glycolyse van G1P levert meer ATP op dan van glucose. (3 tov 2)
• Tijdens vasten of stress: lever zal G6P enkel gebruiken voor andere weefsels. Door hormonen
in het bloed zal de glycolyse in de lever stilgelegd worden en de glyogenolyse en
gluconeogenese zullen bevorderd worden. Zo ontstaat er veel G6P die door glucose-6-
fosfatase (G6PC) wordt omgezet in glucose.
