Anatomie en Fysiologie II

Vetten (triglyceriden) in het lichaam worden ingenomen als voedsel of gesynthetiseerd door de adipocyten of levercellen van koolhydraten voorlopers., Het lipidemetabolisme impliceert de oxidatie van vetzuren om Of energie te produceren of nieuwe lipiden van kleinere samenstellende molecules samen te stellen. Het lipidemetabolisme wordt geassocieerd met koolhydraatmetabolisme, aangezien de producten van glucose (zoals acetyl CoA) in lipiden kunnen worden omgezet.

figuur 1. Een triglyceridemolecuul (a) wordt afgebroken tot een monoglyceride (b).,

het lipidenmetabolisme begint in de darm waar de ingenomen triglyceriden worden afgebroken tot kleinere vetzuurketens en vervolgens tot monoglyceridemoleculen door pancreaslipasen, enzymen die vetten afbreken nadat ze zijn geëmulgeerd door galzouten. Wanneer voedsel de dunne darm in de vorm van chyme bereikt, wordt een spijsverteringshormoon genoemd cholecystokinine (CCK) vrijgegeven door intestinale cellen in het darmslijmvlies., CCK stimuleert de afgifte van pancreaslipase uit de alvleesklier en stimuleert de samentrekking van de galblaas om opgeslagen galzouten in de darm vrij te geven. CCK reist ook naar de hersenen, waar het kan fungeren als een honger onderdrukt.

Figuur 2. Chylomicrons bevatten triglyceriden, cholesterolmoleculen en andere apolipoproteïnen (eiwitmoleculen)., Zij functioneren om deze in water onoplosbare molecules van de darm, door het lymfatische systeem, en in de bloedbaan te dragen, die de lipiden aan vetweefsel voor opslag draagt.

samen breken de pancreaslipasen en galzouten triglyceriden af in vrije vetzuren. Deze vetzuren kunnen door het darmmembraan worden getransporteerd. Nochtans, zodra zij het membraan kruisen, worden zij opnieuw gecombineerd om triglyceridemolecules opnieuw te vormen., Binnen de intestinale cellen, zijn deze triglyceriden verpakt samen met cholesterolmoleculen in fosfolipide blaasjes genoemd chylomicrons. De chylomicrons laten vetten en cholesterol toe om binnen het waterige milieu van uw lymfestelsel en bloedsomloop te bewegen. Chylomicrons verlaten de enterocyten door exocytose en gaan via lacteals in de villi van de darm het lymfatische systeem binnen. Van het lymfestelsel, worden de chylomicrons getransporteerd naar de bloedsomloop., Eenmaal in de circulatie, kunnen ze ofwel naar de lever gaan of worden opgeslagen in vetcellen (adipocyten) die vetweefsel (vet) bevatten dat door het hele lichaam wordt gevonden.

lipolyse

om energie uit vet te verkrijgen, moeten triglyceriden eerst door hydrolyse worden afgebroken tot de twee belangrijkste bestanddelen, vetzuren en glycerol. Dit proces, genaamd lipolyse, vindt plaats in het cytoplasma. De resulterende vetzuren worden geoxideerd door β-oxidatie in acetylcoa, dat door de cyclus Krebs wordt gebruikt., De glycerol die vrijkomt uit triglyceriden na lipolyse gaat direct de glycolysis route in als DHAP. Omdat één triglyceridemolecule drie vetzuurmoleculen oplevert met maar liefst 16 of meer koolstof in elk daarvan, leveren vetmoleculen meer energie op dan koolhydraten en zijn ze een belangrijke energiebron voor het menselijk lichaam. Triglyceriden leveren meer dan tweemaal de energie per massa-eenheid in vergelijking met koolhydraten en eiwitten. Daarom, wanneer de glucoseniveaus laag zijn, kunnen de triglyceriden in acetylcoa molecules worden omgezet en worden gebruikt om ATP door aërobe ademhaling te produceren.,

de afbraak van vetzuren, genaamd vetzuuroxidatie of bèta (β)-oxidatie, begint in het cytoplasma, waar vetzuren worden omgezet in acylcoa-vetmoleculen. Deze vette acyl CoA combineert met carnitine om een vette acyl carnitine molecule te creëren, die helpt om het vetzuur over het mitochondriale membraan te vervoeren. Eenmaal binnen de mitochondriale matrix, wordt de vette acyl carnitine molecule omgezet terug in vette acyl CoA en dan in acetyl CoA., Nieuw gevormde acetylcoa gaat de cyclus Krebs in en wordt gebruikt om ATP op dezelfde manier te produceren zoals acetylcoa uit pyruvate wordt afgeleid.

Figuur 3. Klik voor een grotere afbeelding. Tijdens vetzuuroxidatie, kunnen de triglyceriden in acetylcoa molecules worden opgesplitst en voor energie worden gebruikt wanneer de glucoseniveaus laag zijn.

ketogenese

als uit de oxidatie van vetzuren overmatig acetylcoa wordt gecreëerd en de Krebs-cyclus overbelast is en het niet aankan, wordt het acetylcoa omgeleid om ketonlichamen te creëren., Deze ketonlichamen kunnen als brandstofbron dienen als de glucoseniveaus in het lichaam te laag zijn. Ketonen dienen als brandstof in tijden van langdurige honger of wanneer patiënten lijden aan ongecontroleerde diabetes en kan het grootste deel van de circulerende glucose niet gebruiken. In beide gevallen, worden de vette opslagplaatsen bevrijd om energie door de cyclus Krebs te produceren en zal ketonlichamen produceren wanneer teveel acetyl CoA accumuleert.

in deze ketonsynthesereactie wordt overmaat acetylcoa omgezet in hydroxymethylglutarylcoa (HMG-CoA)., HMG CoA is een voorloper van cholesterol en is een tussenpersoon die vervolgens wordt omgezet in β-hydroxybutyraat, het primaire ketonlichaam in het bloed.

Figuur 4. Het bovenmatige acetylcoa wordt afgeleid van de cyclus Krebs aan de ketogenesis weg. Deze reactie treedt op in de mitochondriën van levercellen. Het resultaat is de productie van β-hydroxybutyraat, de belangrijkste keton lichaam gevonden in het bloed.,

keton Lichaamsoxidatie

organen waarvan klassiek wordt aangenomen dat ze uitsluitend afhankelijk zijn van glucose, zoals de hersenen, kunnen ketonen gebruiken als alternatieve energiebron. Dit houdt de hersenen functioneren wanneer glucose beperkt is. Wanneer ketonen sneller worden geproduceerd dan ze kunnen worden gebruikt, kunnen ze worden afgebroken in CO2 en aceton. Het aceton wordt verwijderd door uitademing. Een symptoom van ketogenese is dat de adem van de patiënt zoet ruikt naar alcohol. Dit effect biedt een manier om te zien of een diabeticus de ziekte goed onder controle heeft., Het geproduceerde koolstofdioxide kan het bloed verzuren, wat leidt tot diabetische ketoacidose, een gevaarlijke aandoening bij diabetici.

ketonen oxideren om energie voor de hersenen te produceren. bèta (β)-hydroxybutyraat wordt geoxideerd tot acetoacetaat en NADH wordt vrijgegeven. Een HS-CoA molecuul wordt toegevoegd aan acetoacetaat, die acetoacetyl CoA vormen. De koolstof binnen acetoacetyl CoA die niet aan het CoA wordt gebonden dan losmaakt, het molecuul in tweeën splitst. Deze koolstof hecht dan aan een andere vrije HS-CoA, resulterend in twee acetylcoa molecules., Deze twee acetylcoa molecules worden dan verwerkt door de cyclus Krebs om energie te produceren.

Figuur 5. Wanneer de glucose beperkt is, kunnen de ketonlichamen worden geoxideerd om acetylcoa te produceren die in de cyclus Krebs moet worden gebruikt om energie te produceren.

lipogenese

wanneer er voldoende glucosespiegels zijn, kan de door glycolyse gegenereerde overmaat acetylcoa worden omgezet in vetzuren, triglyceriden, cholesterol, steroïden en galzouten., Dit proces, genoemd lipogenesis, leidt tot lipiden (vet) van acetyl CoA en vindt plaats in het cytoplasma van adipocytes (vette cellen) en hepatocytes (levercellen). Wanneer u meer glucose of koolhydraten eet dan uw lichaam nodig heeft, gebruikt uw systeem acetyl CoA om het overtollige in vet om te zetten. Hoewel er verscheidene metabolische bronnen van acetyl CoA zijn, wordt het het meest meestal afgeleid uit glycolyse. De beschikbaarheid van acetylcoa is significant, omdat het lipogenesis in werking stelt., Lipogenesis begint met acetyl CoA en vordert door de latere toevoeging van twee koolstofatomen van een andere acetyl CoA; dit proces wordt herhaald tot de vetzuren de aangewezen lengte zijn. Omdat dit een bond-creating anabole proces, wordt ATP geconsumeerd. Nochtans, is de creatie van triglyceriden en lipiden een efficiënte manier om de beschikbare energie in koolhydraten op te slaan. Triglyceriden en lipiden, high-energy moleculen, worden opgeslagen in vetweefsel totdat ze nodig zijn.,

hoewel lipogenese optreedt in het cytoplasma, wordt het noodzakelijke acetylcoa gecreëerd in de mitochondriën en kan het niet door het mitochondriale membraan worden getransporteerd. Om dit probleem op te lossen, wordt pyruvaat omgezet in zowel oxaloacetaat als acetyl CoA. Voor deze omzettingen zijn twee verschillende enzymen nodig. Oxaloacetaat vormt via de actie van pyruvate carboxylase, terwijl de actie van pyruvate dehydrogenase acetyl CoA tot stand brengt. Oxaloacetate en acetyl CoA combineren om citraat te vormen, dat het mitochondrial membraan kan kruisen en het cytoplasma kan ingaan., In het cytoplasma, wordt het Citraat omgezet terug in oxaloacetate en acetylcoa. Oxaloacetaat wordt omgezet in malaat en vervolgens in pyruvaat. Pyruvate kruist terug over het mitochondrial membraan om op de volgende cyclus van lipogenesis te wachten. Acetyl CoA wordt omgezet in malonyl CoA dat wordt gebruikt om vetzuren samen te stellen. Figuur 6 vat de wegen van lipidemetabolisme samen.

Figuur 6. Lipiden kunnen een van de verschillende routes volgen tijdens het metabolisme. Glycerol en vetzuren volgen verschillende routes.,

hoofdstuk Overzicht

lipiden zijn beschikbaar voor het lichaam uit drie bronnen. Ze kunnen worden opgenomen in het dieet, opgeslagen in het vetweefsel van het lichaam, of gesynthetiseerd in de lever. In het dieet opgenomen vetten worden verteerd in de dunne darm. De triglyceriden worden opgesplitst in monoglyceriden en vrije vetzuren, dan geïmporteerd over het darmslijmvlies. Eenmaal Over, worden de triglyceriden opnieuw gesynthetiseerd en vervoerd naar de lever of vetweefsel., De vetzuren worden geoxideerd door vetzuur of β-oxidatie in twee-koolstof acetyl CoA molecules, die dan de cyclus Krebs kunnen ingaan om ATP te produceren. Als bovenmatige acetyl CoA wordt gecreeerd en de capaciteit van de cyclus Krebs overbelast, kan acetyl CoA worden gebruikt om ketonlichamen samen te stellen. Wanneer glucose wordt beperkt, kunnen ketonlichamen worden geoxideerd en voor brandstof worden gebruikt. Overtollige acetyl CoA die uit bovenmatige glucose of koolhydraatopname wordt geproduceerd kan voor vetzuursynthese of lipogenesis worden gebruikt. Acetyl CoA wordt gebruikt om lipiden, triglyceriden, steroid Hormonen, cholesterol, en galzouten tot stand te brengen., Lipolyse is de afbraak van triglyceriden in glycerol en vetzuren, waardoor ze gemakkelijker te verwerken zijn voor het lichaam.

zelfcontrole

beantwoord de vraag(en) hieronder om te zien hoe goed u de onderwerpen begrijpt die in de vorige sectie werden behandeld.