Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Propojení metabolických drah Alice Skoumalová. Významné metabolické dráhy z hlediska integrace metabolismu: Syntéza a degradace glykogenu Glykolýza Glukoneogeneze.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Propojení metabolických drah Alice Skoumalová. Významné metabolické dráhy z hlediska integrace metabolismu: Syntéza a degradace glykogenu Glykolýza Glukoneogeneze."— Transkript prezentace:

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 TkáňGlukózaMKKetolátkyAk Nervová Svaly +++- Srdce Játra GIT Ledviny ++ - Oxidace substrátů po jídle:

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

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

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 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 (zejména srdce a kosterní svaly) šetření glukózy zvýšení hladiny volných mastných kyselin v játrechsyntéza ketolátek (energie pro srdce, svaly, ledviny) B) aktivace glukoneogeneze syntéza glukózy de novo (játra, ledviny) zajištění zásobení mozkové tkáně glukózou Postresorpční fáze:

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

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

17 Hladovění:

18 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 Hladovění: snížená produkce močoviny

19 ProcesJátraTuková tkáň LedvinySvalyMozekErytrocyty Krebsův cyklus β-oxidace MK Syntéza ketolátek Oxidace ketolátek hladovění - Glykolýza (aerobní) Glykolýza (anaerobní) cvičení Syntéza a degradace glykogenu Glukoneogeneze Močovinový cyklus Lipogeneze Kapacita tkání pro metabolické dráhy:

20 TkáňGlukózaMKKetolátkyAk Nervová Svaly -++ Srdce Játra GIT --++ Ledviny 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:krevglukóza 3,6 mmol/l ketolátky 4200 μM/l (norma 70) močketolátky 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 Po jídle  inzulín → defosforylace Hormony (hladovění x jídlo)AMP-aktivovaná proteinkináza (nedostatek energie)

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 EnzymStav metabolismuOvlivněný proces GlukokinázaPo jídleGlu → TG CitrátlyázaPo jídleGlu → TG Acetyl-CoA-karboxylázaPo jídleGlu → TG Syntáza MKPo jídleGlu → TG Malic enzymPo jídleProdukce NADPH Glukóza-6-P-dehydrogenázaPo jídleProdukce NADPH Glukóza-6-fosfatázaHladověníProdukce krevní glukózy Fruktóza-1,6-fosfatázaHladověníProdukce krevní glukózy Fosfoenolpyruvát- karboxykináza HladověníProdukce krevní glukózy Jaterní enzymy ovlivněné indukcí/represí: Indukce/represe enzymů

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 Udržování poolu aminokyselin: Meziorgánové výměny 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: NH 3 je toxické → alanin, glutamin Glutaminový pool exkrece protonů (NH 4 + ) 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 Zdroj energie (střevo, ledviny, imunitní systém) Proteosyntéza Exkrece protonů Donor dusíku pro syntézu purinů, pyrimidinů, NAD +, aminocukrů, asparaginu Donor glutamátu pro syntézu glutationu, GABA, ornitinu, argininu, prolinu 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)


Stáhnout ppt "Propojení metabolických drah Alice Skoumalová. Významné metabolické dráhy z hlediska integrace metabolismu: Syntéza a degradace glykogenu Glykolýza Glukoneogeneze."

Podobné prezentace


Reklamy Google