Biochemie speciálních situací Alice Skoumalová

Obesita Struktura a funkce inzulinového receptoru. Co to znamená inzulinová resistence ? Potenciální mechanismy, důsledky. Jak inzulin ovlivňuje metabolismus cukrů a lipidů ? Jaké jsou typy lipoproteinů ? Místa syntézy, složení a funkce. Metabolismus VLDL lipoproteinů - přehled.

Inzulínový receptor:

Inzulínem-stimulovaný glukózový transport do svalů a tukové tkáně: Transport glukózy je stimulovaný inzulínem (zvyšování počtu přenašečů pro glukózu v plasmatické membráně)

Metabolické dráhy ovlivněné inzulínem 1. Metabolismus cukrů stimulace utilizace glukózy: glykogensyntáza ↑ glykolýza ↑ inhibice glukoneogeneze transport glukózy do tkání (svaly, tuková tkáň) 2. Metabolismus tuků stimulace syntézy mastných kyselin z glukózy: acetyl-CoA-karboxyláza ↑ NADPH (PPP ↑) ukládání tuků: lipoproteinová lipáza ↑ inhibice degradace tuků: hormon senzitivní lipáza ↓

Lipoproteiny Funkce: transport lipidů (cholesterol, estery cholesterolu, triacylglyceroly, fosfolipidy) Struktura: Jádro: triacylglyceroly, estery cholesterolu Obal: fosfolipidy, apoproteiny, cholesterol

Původ a funkce lipoproteinů Třída Původ Poločas přeměny Hlavní apoproteiny Hlavní lipidy Funkce Chylomikrony střevo 5-15 min B-48, C-II, E TG transport exogenních lipidů VLDL játra 2h B-100, E, C-II transport endogenních lipidů IDL plasma TG/CHE meziprodukt katabolismu VLDL LDL 2-4 dny B-100 CHE transport cholesterolu do buněk HDL (nascentní) játra, střevo, plasma 10h ? A-I, C-II, E PL/CHE reverzní transport cholesterolu, remodelace lipoprot.

Složení lipoproteinů

Metabolismus VLDL, IDL a LDL

Obesita Epidemiologie: Příčina: Riziko rozvoje: BMI: 25-30 kg/m2 - nadváha > 30 kg/m2 - obesita V ČR: nadváha 34%, obesita 21% Příčina: nerovnováha mezi příjmem a výdejem energie (+ genetické predispozice) (hormonální -hypothyroidismus, Cushingův sydrom) (mutace) Riziko rozvoje: DM typ 2, hypertenze, dyslipidémie, kardiovaskulárních chorob, některých karcinomů, osteoartritidy, cirhózy jater, žlučových kamenů Léčba obesity: Inhibice lipázy (Orlistat) Inhibice zpětného vychytávání noradrenalinu a serotoninu (Sibutramin) Antagonisté kanabinoidního receptoru-1 (např. Rimonabant)

Genetika 40-70% (polygenní) Peptidy „apetitu“: monogenní (např. leptin) Peptidy „apetitu“: Centrální (neuropeptid Y, melanokortiny, serotonin) Periferní (cholecystokinin, peptid YY, pankreatický polypeptid, leptin)

Důsledky obesity → Metabolický syndrom (Reavenův syndrom, syndrom X): Obesita (abdominální) ↑ leptin, resistin, TNFα ↓ adiponektin Insulinová resistence ↑ FFA v krvi, inhibice utilizace glukózy, blokování GLU4) dysfunkce inzulinového receptoru (např. TNFα) Snížená produkce adiponektinu Dyslipidemie (neenzymatická glykace apolipoproteinů, ↑ lipolýza, dysfunkce LPL, dysfunkce LDL receptorů) Hypertenze (stimulace sympatiku, retence Na+ a vasokonstrikce v důsledku hyperinsulinémie) DeFronzo et al. Diabetes Care 1992; 15:318

Podvýživa Jaké jsou esenciální aminokyseliny ? Hlavní metabolické změny u dlouhodobého hladovění. Co je to Coriho cyklus ?

Podvýživa Proteinová malnutrice (kwashiorkor) děti ve věku 1-3 let, staří lidé dieta kaloricky adekvátní, ale nedostatek proteinů Příznaky: ↑ inzulín ↓ růst ↓ proteiny a Ak v plasmě, úbytek svalů edémy, průjmy, náchylnost k infekcím tukové zásoby jsou zachovány Snížená syntéza proteinů ve všech tkáních, hepatomegalie, porucha trávení

Podvýživa Hladovění nedostatečný kalorický přísun (rozvojové země, nemocní s nemožností příjmu potravy) Není podkožní tuk a hepatomegalie (x kwashiorkor) Příznaky: inzulín ↓ mobilizace tukových zásob a svalových proteinů produkce ketolátek vyčerpání zásob, smrt

Podvýživa Nádorová kachexie Ztráta tukové a svalové tkáně zvýšené energetické požadavky nádorových buněk hormonální abnormality (inzulinová resistence, ↑ kortizol, ↑BMR) v důsledku sekrece peptidů organismus produkuje zánětlivé proteiny (↑ teploty, proteolýza, lipolýza) Nádorové buňky se neřídí cyklem resorpční/postresorpční fáze (neodpovídají na hormony) Potřebují glukózu a Ak, nevyužívají MK a ketolátky, Coriho cyklus Nedostatek O 2 → hypoxia-inducible factor 1α (HIF-1 α) → glykolýza

Těhotenství a laktace 1. Pozitivní dusíkatá bilance (co to znamená, příklady). 2. Syntéza močoviny, význam, kde probíhá, prekurzory, jednotlivé kroky. 3. Struktura laktózy, syntéza.

Laktóza: Metabolismus galaktózy:

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

Laktace Indukce lipoproteinové lipázy v mléčné žláze (prolaktin) Tvorba laktózy a TG z glukózy Syntéza proteinů z Ak Nedostatek z potravy: proteolýza, glukoneogeneze, lipolýza Sekrece paratyroidnímu hormonu podobný protein (PTHrP) → stimulace absorpce Ca a P