16. integracija metabolizma

Download 16. Integracija metabolizma

Post on 08-Feb-2018

244 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    1/22

    Sveuilite u Splitu

    Prirodoslovno-matematiki fakultetOdjel za kemiju

    prof. dr. sc. Maja Pavela-Vrani

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    2/22

    Metabolika suradnja izmeu stanica i organa,premda mnoge stanice toga nisu svjesne!

    Sve za jednu, jedna za sve!

    Medical biochemistry, N. V. Bhagavan

    Klju preivljavanja

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    3/22

    Osnovna strategija metabolizma je stvaranje ATP,reduktivne sile i graevnih blokova za biosintezu

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    4/22

    Organ Glukoza iliglikogen

    Trigliceridi Mobilizirani

    proteini

    Krv 60 (250) 45 (200) 0 (0)

    Jetra 4 (1700) 450 (2000) 400 (1700)

    Mozak 8 (30) 0 (0) 0 (0)

    Mii 1200 (5000) 450 (2000) 24000 (100000)

    Masno tkivo 80 (330) 135000 (560000) 40 (170)

    Zalihe goriva kod ovjeka teine 70 kg

    Raspoloiva energija u kcal (kJ)

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    5/22

    Citosol:GlikolizaPut pentoza fosfataSinteza masnih kiselina

    Matriks mitohondrija:Ciklus limunske kiselineOksidacijska fosforilacija

    -Oksidacija masnih kiselinaSinteza ketonskih tijela

    Izmeu dva odjeljka:GlukoneogenezaSinteza uree

    Biosintetski i razgradni putevi odvijaju seu odvojenim staninim odjeljcima

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    6/22

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    7/22

    JETRA

    PonavljanjeMASNO TKIVO

    masne kiseline

    glukoza glicerol-3-fosfat

    triglicerid

    glukoza glukozaG6P glukoza

    G6P

    piruvat

    glikogen

    30% glukoze iz hrane ulazi u jetruGlukoza i aminokiseline iz hrane ulaze u miie

    U miiu nema glukoneogeneze: jedini izvor glukozeu miiu je glukoza iz krvi i zaliha glikogena

    laktatamino-kiseline

    proteini

    aminokiselinealanin

    MOZAK

    glikogen

    amino-kiseline

    MII

    glukoza

    acetil-CoA ATP

    laktat

    alanin

    glutamatNH

    4

    +

    urea

    piruvat

    -ketoglutarat

    masnekiseline

    transaminacija

    6 g/h

    acetil-CoA

    KRV

    piruvatADP

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    8/22

    JETRA

    Ponavljanje

    MASNO TKIVO

    masne kiseline

    glukoza glicerol-3-fosfat

    triglicerid

    glukozaglukoza

    G6P

    glukoza

    G6P

    piruvat

    glikogen

    GLUT4

    GLUT4

    GLUT2

    inzulin

    glukokinaza

    glikogen

    masne kiseline

    U jetri inzulin:aktivira ekspresiju glukokinaze

    aktivira glikogen sintazuaktivira acetil-CoA karboksilazu

    glikogen sintazaGLUT4

    ovisi o inzulinu

    GLUT2nije stimuliran inzulinom

    acetil-CoA karboksilaza

    acetil-CoA

    ATP

    inzulinglikogensintaza

    acetil-CoA

    KRV

    MII

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    9/22

    Visoka razina ATP inhibira izocitrat dehidrogenazuPoviena koncentracija citrata

    Citrat prelazi u citosolU citosolu, iz acetil-CoA se sintetiziraju masne kiseline

    G6P

    ribuloza-5-fosfat CLK

    piruvat

    oksaloacetat acetil-CoA

    citrat

    citrat

    oksaloacetatacetil-CoA

    malat

    piruvat

    masnakiselina

    GLUKOZA

    PPPNADPH NADPH

    G6P

    Ponavljanje

    JETRA

    glicerol-3-fosfat

    triglicerid

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    10/22

    JETRA

    PonavljanjeMASNO TKIVO

    masne kiseline

    glicerol

    triglicerid

    glukoza glukozaG6P glukoza

    G6P

    piruvat

    glikogen

    laktat

    MOZAK

    glikogenMII

    glukoza

    acetil-CoA

    ATP

    laktat

    piruvat

    KRV

    piruvat

    glukagon

    adrenalin

    glikogen fosforilaza

    adrenalin

    glikogen fosforilaza

    Ca2+

    glukagon lipaza

    Glukagon i adrenalin potiu razgradnju glikogena

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    11/22

    JETRA

    MASNO TKIVO

    glicerol

    masne kiseline

    masne acetil-CoA ketonskakiseline tijela

    ketonskatijela

    acetil-CoA

    CLK

    CO2+ H2O

    triglicerid

    SRCE

    Korteks bubregaMOZAK tijekom gladovanja

    glicerol

    masnekiseline

    ketonskatijela

    glicerol

    masnekiseline

    CLK

    oksaloacetat

    oksaloacetat glukoza

    glukoza

    malat

    malat

    Ponavljanje

    KRV

    Prevladava metabolizam mastiNeuravnoteene koncentracije acetil-CoA i oksaloacetata

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    12/22

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    13/22

    regulira kemijski sastav krvi i sintetizira neke plazmaproteine

    kada razina glukoze u krvi dosegne ~ 6 mM, jetrapreuzima glukozu i prevodi je u G6P

    sintetizira i razgrauje masne kiseline

    razgrauje aminokiseline glikogen je izvor glukoze najvie 6 sati nakon obroka nakon toga, glukoza se sintetizira glukoneogenezom

    iz aminokiselina nastalih razgradnjom miinihproteina

    Jetra

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    14/22

    Miii

    skeletni miii troe energiju ATP-a za obavljanjemehanikog rada za vrijeme gladovanja proteini skeletnih miia

    razgrauju se na aminokiseline (na pr. alanin), kojese u jetri metaboliziraju u glukoneogenezi

    srani mii, kako bi osigurao kontinuirani rad, koristimasne kiseline kao primarni izvor energije

    moe koristiti i glukozu, ketonska tijela, piruvat ilaktat

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    15/22

    Izvori i potronja goriva

    Miii

    Srce

    Jetra Masno

    tkivoMozak

    Glukoza

    Masne kiseline

    Glicerol

    Glukoza

    Ketonska tijela

    Masne kiseline

    Ketonska tijela

    Glukoza Alanin

    Masne kiseline Laktat

    Ketonska tijela

    Masne kiseline

    Masne kiseline

    Srce koristi masne kiseline i ketonska tijela

    Mozak i eritrociti koriste glukozuMozak koristi ketonska tijela u stanju gladovanja

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    16/22

    Izvor goriva Maksimalna brzinastvaranja ATP

    (mmol/s)

    Ukupni ~P dostupan(mmol)

    miini ATP 223

    kreatin fosfat 73,3 446

    pretvorba miinogglikogena u laktat 39,1 6 700

    pretvorba miinogglikogena u CO2 16,7 84 000

    pretvorba jetrenogglikogena u CO2 6,2 19 000

    pretvorba masnih kiselinaiz masnog tkiva u CO2 6,7 4 000 000

    Izvori goriva pri kontrakciji miia

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    17/22

    Metaboliki profili najvanijihorgana

    jetra

    mozak

    mii

    masno tkivo

    srce

    masne kiseline

    masne kiseline

    masne kiseline

    glukoza

    glukoza

    glukoza

    glukoza

    glukoza

    masne kiseline

    ketonska tijela

    ketonska tijela

    ketonska tijela

    triacilglicerol

    triacilglicerol

    glicerol glicerol

    ketonska tbijela

    glikogen

    glikogen

    laktat

    laktat

    piruvat

    piruvat

    protein

    protein

    aminokiselina

    aminokiseline

    urea

    acetil-CoA

    alanin

    glutamin

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    18/22

    Razmjena i potronjagoriva

    3. dan gladovanja 40. dan gladovanja

    Goriva koja koristimozak

    glukoza

    ketonska tijela

    100

    50

    40

    100

    Ostala potronja glukoze 50 40

    Mobilizacija goriva

    lipoliza u masnom tkivu

    razgradnja miinihproteina

    180

    75

    180

    20

    Gorivo koje osiguravajetra

    glukoza

    ketonska tijela150

    150

    80

    150

    Metabolizam goriva u gladovanju

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    19/22

    prvog danaiscrpljuju se zalihe ugljikohidrata

    niska razina glukoze u krvi

    pojaano luenje glukagona, smanjeno

    luenje inzulina

    mozguje potrebna glukoza

    vrlo malo glukoze nastaje glukoneogenezom izglicerola

    ostatak nastaje iz neugljikohidratnih pretea: izpiruvata i alanina razgradnjom miinihproteina

    Prilagodba organizma pridugom gladovanju

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    20/22

    glukoza ne ulazi u miie i masno tkivo u masnom tkivu se razgrauju masti

    masne kiseline odlaze u jetru

    u jetri se stvaraacetil-CoAi citrat obustavlja se glikoliza

    u miiu razgradnjom masnih kiselina nastaje acetil-CoA

    sprjeava se pretvorba piruvata u acetil-CoA piruvat i alanin odlaze u jetru u

    glukoneogenezu

    dio C3-pretea glukoze nastajeproteolizom miinih proteina

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    21/22

    poveana koncentracija ketonskih tijela

    mozak prelazi na ketonska tijela, srce koristiketonska tijela

    smanjuje se potreba za glukozom

    obustavlja se potronja miinih proteina

    Dani gladovanja Dani gladovanja

    glukoza

    ketonskatijela

    masnekiseline

    Razinauplazmi(mM)

    Razinauplazmi(mM)

  • 7/22/2019 16. Integracija metabolizma

    22/22