1 / 44

Propojení metabolických drah

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová. Významné metabolické dráhy z hlediska integrace metabolismu: Syntéza a degradace glykogenu Glykolýza Glukoneogeneze Syntéza a oxidace MK Lipogeneze, lipolýza Syntéza a degradace proteinů Močovinový cyklus. Kde probíhají

sarah
Download Presentation

Propojení metabolických drah

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Propojení metabolických drah Alice Skoumalová

  2. Významné metabolické dráhy z hlediska integrace metabolismu: • Syntéza a degradace glykogenu • Glykolýza • Glukoneogeneze • Syntéza a oxidace MK • Lipogeneze, lipolýza • Syntéza a degradace proteinů • Močovinový cyklus Kde probíhají Kdy probíhají Jak jsou kontrolovány ?

  3. Metabolické stavy • 1. Resorpční fáze • po dobu vstřebávání živin z GIT (~ 2 h) • glukóza je hlavní energetický zdroj • 2. Postresorpční fáze • mezi jídly (~ 2 h po jídle - do dalšího jídla) • mastné kyseliny jsou hlavní energetický zdroj • 3. Hladovění • více než 3 dny • mozek začne metabolizovat ketolátky

  4. Hormonální řízení přechodu mezi metabolickými stavy:

  5. Resorpční fáze:

  6. Regulace po jídle:

  7. Oxidace substrátů po jídle:

  8. Resorpční fáze: • vstřebání glukózy a aminokyselin do portální cirkulace • vstřebání triacylglycerolů v chylomikronech do systémové cirkulace • zvýšení koncentrace glukózy v portální krvi pankreas: zvýšená sekrece inzulínu, snížená sekrece glukagonu jaterní tkáň: syntéza jaterního glykogenu syntéza triacylglycerolů syntéza proteinů svalová tkáň: syntéza svalového glykogenu syntéza proteinů tuková tkáň: syntéza triacylglycerolů ukládání triacylglycerolů z chylomikronů

  9. Resorpční fáze: oxidace živin z potravy: 1 • oxidace glukózy, mastných kyselin, aminokyselin ZISK ENERGIE • konečné produkty metabolické přeměny živin: CO2, H2O, ATP, močovina 2 tvorba zásob: • syntéza glykogenu (játra, svaly) • syntéza triacylglycerolů (tuková tkáň) • syntéza proteinů (játra, kosterní svaly)

  10. Klinická korelace 56 letý pacient s váhou 120 kg při výšce175 cm - BMI 39,18, centrální typ obezity - nízká fyzická aktivita, zadýchává se - zvýšený krevní tlak Diagnóza: Obezita Laboratorní vyšetření: celkový cholesterol ↑ Rodinná anamnéza: hypercholesterolémie, AIM Rizika: metabolický syndrom, kardiovaskulární choroby, DM typ II Terapie: redukce váhy

  11. Metabolické změny u obesity: • Nadměrné ukládání tuků • Delší doba resorpční fáze x krátká doba postresorpční fáze

  12. Postresorpční fáze:

  13. Regulace nalačno:

  14. Postresorpční fáze: pankreas: snížená sekrece inzulínu, zvýšená sekrece glukagonu A) aktivace lipolýzy v tukové tkáni • uvolnění mastných kyselin a glycerolu • stoupající hladina volných mastných kyselin v plazmě • využití mastných kyselin jako energetického substrátu šetření glukózy (zejména srdce a kosterní svaly) • zvýšení hladiny volných mastných kyselin v játrech syntéza ketolátek (energie pro srdce, svaly, ledviny) B) aktivace glukoneogeneze • syntéza glukózy de novo (játra, ledviny) • zajištění zásobení mozkové tkáně glukózou

  15. Postresorpční fáze: 1 oxidace substrátů ze zásob: • glukózy (tkáně závislé na glukóze) • mastných kyselin (svaly, játra) • ketolátek (svaly, ledviny): tvorba ketolátek z mastných kyselin uvolněných z triacylglycerolů 2 homeostáza glukózy: • degradace jaterního glykogenu • glukoneogeneze 3 degradace proteinů a syntéza močoviny

  16. Coriho a alaninový cyklus Alaninový cyklus Degradace proteinů: aminoskupiny přeneseny na pyruvát, vznik alaninu Alanin transportován do jater: uhlíkový skeleton přeměněn na glukosu, dusík konvertován na močovinu Coriho cyklus: Laktát (anaerobní glykolysa) -transportován do jater -konvertován na glukosu (glukoneogenese, ATP) Glukosa na místo spotřeby

  17. Hladovění:

  18. Hladovění: pankreas: snížená sekrece inzulínu, zvýšená sekrece glukagonu A) svaly sníží oxidaci ketolátek • zvýší se koncentrace ketolátek v krvi • mozek začne oxidovat ketolátky šetření glukózy šetření proteiny B) snížení glukoneogeneze • snížená produkce močoviny

  19. Kapacita tkání pro metabolické dráhy:

  20. Oxidace substrátů během hladovění:

  21. Změny v koncentracích energetických substrátů v krvi během hladovění:

  22. Klinická korelace 23 letá pacientka s 40 kg při výšce175 cm s potřebou dále hubnout - BMI 13,06 - stále unavená - 5 měsíců amenorhea Diagnóza: Mentální anorexie Hospitalizace (snížená teplota, puls a tlak) Laboratorní vyšetření: krev glukóza 3,6 mmol/l ketolátky 4200 μM/l (norma 70) moč ketolátky Terapie: výživa, psychiatr

  23. Mechanismy zapojené do „přepínání“ metabolických drah v játrech • Dostupnost substrátu • Allosterické efektory • Kovalentní modifikace • Indukce/represe enzymů rychlá odpověď pomalá odpověď

  24. Allosterické regulace • po jídle

  25. Allosterické regulace • hladovění Další allosterické efektory: cAMP, AMP

  26. Metabolické změny u nízkosacharidové ketogenní diety: • Játra zůstávají glukogenní a ketogenní i po jídle • AK jsou konvertovány na glukózu, glykogen, ketolátky • Neodbourávají se svalové proteiny

  27. Kovalentní modifikace Hormony (hladovění x jídlo) AMP-aktivovaná proteinkináza (nedostatek energie) • Po jídle • inzulín → defosforylace

  28. Kovalentní modifikace • po jídle defosforylace enzymů

  29. Kovalentní modifikace • hladovění fosforylace enzymů

  30. Indukce/represe enzymů • po jídle

  31. Indukce/represe enzymů • hladovění

  32. Indukce/represe enzymů Jaterní enzymy ovlivněné indukcí/represí:

  33. Metabolické změny v těhotenství: • Inzulinová rezistence (placentární steroidy) → po jídle ↑ Glu a inzulin • Rychlejší přechod do postresorpční fáze (rychlejší pokles Glu, inzulinu, AK) → rozvoj hypoglykémie • Stimulace lipolýzy (placentární laktogen) • Glukagon → ketogeneze

  34. Meziorgánové výměny aminokyselin Udržování poolu aminokyselin:

  35. Metabolismus aminokyselin nalačno:

  36. Metabolismus dusíku v játrech:

  37. Glukózo-alaninový cyklus:

  38. Metabolismus glutaminu:

  39. Meziorgánová výměna aminokyselin během postresorpční fáze:

  40. Hormonání regulace jaterního metabolismu aminokyselin v postresorpčním stavu

  41. Principy řízení toku aminokyselin mezi tkáněmi: • NH3 je toxické → alanin, glutamin • Glutaminový pool • exkrece protonů (NH4+) • živina (střevo, ledviny, buňky imunitního systému) • zdroj dusíku pro biosyntetické reakce (buňky imunitního systému) • transport glutamátu v mozku • BCAA (valin, leucin, isoleucin) → konverze na meziprodukty TCA (většina tkání) • Aminokyseliny jsou hlavní substráty pro glukoneogenezi • Turnover proteinů determinuje velikost poolu aminokyselin

  42. Funkce glutaminu:

  43. Souhrn: • Metabolismus „přepíná“ mezi více metabolickými stavy v závislosti na jídle • aby byl dostatek substrátů pro oxidace (i během hladovění) • aby organismus vydržel déle bez jídla (šetření proteiny) • řízeno hormonálně • Mechanismy řízení „přepínání“ metabolismu (dostupnost substrátu, allostericky, fosforylací, množství enzymu) • Změny v cyklu jídlo/hlad u různých metabolických stavů • Různé orgány spolupracují ve vzájemných přeměnách aminokyselin

  44. Schémata použitá v prezentaci: Marks´ Basic Medical Biochemistry, A Clinical Approach, third edition, 2009 (M. Lieberman, A.D. Marks) Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, sixth edition, 2006 (T.M. Devlin)

More Related