Regulering av karbohydratstoffskiftet DEL I : Oppsummering og oversikt sentrale hormoner og organer i regulering av karbohydratstoffskiftet: Bukspyttkjertel : insulin, glukagon Binyrebark/marg : kortisol/adrenalin opptak av næringsstoffer i ulike vev (lever, muskel, fettvev, hjerne) DEL II : Blodsukkerregulering i ulike organ (4.11) cellulær regulering av nedbrytning og syntese av karbohydrater hormonell regulering av karbohydratmetabolismen Diabetes DEL III : Glukosemåling (5.11, 6.11)
Forbruk av ulike energikilder ved trening Fe# og glykogen ved lav ak.vitet Fe# og (mer) glykogen ved økende ak.vitet Ca like mye fe# og glykogen ved høy ak.vitet Idre% og energiomsetning
Ønsker tilbakemelding på: - signalering før hormoner eller omvendt? - generelt om signalering eller bare rettet mot hormoner? - generelt om hormoner eller bare rettet mot metabolisme (og spes karbohydratmetabolisme)? - hele bolken om karbohydrat metabolisme blodsukkermåling diabetes trening. Fra biokjemi cellebiologi litt endokrinologi og klinikk. Korreksjon: Transkripsjonsfaktor er et protein som er involvert i regulering av transkripsjon, som har DNA-bindende domene og binder til promoter sekvenser eller regulatoriske (enchancer) sekvenser tilknyttet et gen.
Metabolisme : kommunikasjon mellom organ Energiomsetning: Lever, muskler, fettvev, hjerne Systemisk regulering: Hormoner Nervesystemet Tilgang på substrat
Regulering av karbohydratstoffskiftet Transport av glukose (heksoser): GLUT proteinene (SLC = solute carrier), fasilitert av [glukose] SGLT (natrium-glukose kotransportør), transport mot glukose gradient 14 GLUT proteiner inndelt i 3 klasser basert på sekvenshomologi: Klasse I GLUT 1 Uniporter. Erytrocytter, blod-hjerne, alle celler GLUT 2 Bidireksjonell, lav affinitet. Lever, tarm, beta-celler, nyretubuli. GLUT 3 Høy affinitet. Nevroner, placenta GLUT 4 Insulin-regulert. Fett, muskler. Klasse II : GLUT 5, 7, 9, 11 Klasse III : GLUT 6, 8, 10, 12 http://ajpendo.physiology.org/content/298/2/e141.long
Metabolisme : kommunikasjon mellom organ Energiomsetning: Lever, muskler, fettvev, hjerne Systemisk regulering: Hormoner Nervesystemet Tilgang på substrat Regulering av sentrale enzymer: Allosterisk aktivering og hemming Kovalent modifikasjon Regulering av syntese
Faktorer som påvirker enzymaktivitet
Flere veier å gå for glukose 6- fosphate i lever
Anabolske spor: Glykogensyntese Glykogen syntase Glukose-6fosfatase Glykogen fosforylase Katabolske spor: Glykogenolyse Heksokinase Enzymene FBPase-1 og PFK-1 Glycerol fra TAG omdannes til Glyceraldehyd-3 fosfat Glukoneogenese Glykolyse Pyruvatkinase Alanine
Glukokinase (heksokinase IV) reguleres av sekvestrering i kjernen og transkripsjon
Anabolske spor: Glykogensyntese Glycogen synthase Glucose-6phosphatase ê FBPase-1 Glycogen phosphorylase Katabolske spor: Glykogenolyse Hexokinase é PFK-1 Økes av Insulin Senkes av Glukagon Enzymene FBPase-1 og PFK-1 Glycerol fra TAG omdannes til Glyceraldehyd-3 fosfat Glykoneogenese Glykolyse Pyruvatkinase Alanine
Omvei 2: Fruktose- 1,6- bisfosfatase- 1 og Fosfo- fruktokinase- 1 er omvendt regulert Fosfo-fruktokinase-1 Fruktose-1,6-bifosfatase-1 Omvendt allosterisk regulering ved adenin nukleo.der. PFK- 1 (glykolysen) hemmes av ATP og s.muleres av AMP. FBPase- 1 (glukoneogenesen) hemmes av AMP.
Allosterisk regulering av Fosfo- fruktokinase- 1
Omvei 2: Fruktose- 2,6- bisfosfat (F26BP) er en potent allosterisk regulator av PFK- 1 og FBPase- 1. Cellulær [F26BP] reguleres raskt av glukagon (- ) og insulin (+). Glukagon øker blodsukkernivået og insulin senker blodsukkernivået. F26BP utøver effekten av glukagon og insulin.
Regulering av blodsukker via fruktose 2,6- bisfosfat Glukagon: senker [F26BP] Glykolyse GNG Blodsukker Insulin: øker [F26BP] Glykolyse GNG Blodsukker
Hormonell regulering av glykogensyntese og glykogenolyse Stimuleres av insulin Glucose-6fosfatase (i lever) Hexokinase Glykogensyntase Glykogenfosforylase a Stimuleres av glukagon og adrenalin Glukagon senker produksjonen av fruktose 2,6-bifosfat Insulin øker produksjonen av fruktose 2,6-bifosfat
Insulin kontroll av glykogensyntese i muskler
Anabolske spor: Glykogensyntese Glycogen synthase Glucose-6phosphatase Glycogen phosphorylase Katabolske spor: Glykogenolyse Hexokinase Enzymene FBPase-1 og PFK-1 Økes av Insulin Senkes av Glukagon Glycerol fra TAG omdannes til Glyceraldehyd-3 fosfat Glykoneogenese Glykolyse Pyruvatkinase Alanine Inaktiveres av glukagon i lever
Regulering av blodglukosen Lavt blodsukker glukagon Høyt blodsukker insulin Figure 23-23 Lehninger Principles of Biochemistry, fourth edition, and Figure from Pearson Education, Inc.
Virkninger av insulin etter et måltid I: spor som stimuleres av insulin I I I I I I, gjennom økt fettsyresyntese I I I TAG: triacylglycerol; glycerol med tre fettsyrer, også kalt triglycerid Insulin stimulerer opptak av glukose i muskler og fettvev, og omdanning av glukoseoverskudd til glykogen og fett Lehninger, 4th ed
Virkninger av glukagon ved faste G: spor som stimuleres av glukagon G G G G Glukagon stimulerer syntese og frigjøring av glukose fra levra, og nedbrytning av triacylglyserol fra fettvev
Motreguleringshormoner ved hypoglykemi (stress): adrenalin, glukagon, kortisol og veksthormon GH øker proteinsyntesen i alle kroppens celler, øker mobilisering av fettsyrer fra fettvev, senker utnyttelsen av glukose. Fra: TEXTBOOK OF DIABETES, PICKUP AND WILLIAMS, 2003
Metabolisme i lever ved langvarig faste eller i ukontrollert diabetes mellitus (type 1 diabetes) Ketonlegemer: acetoacetat, hydroksybutyrat og aceton
Sammendrag Insulin senker blodglukosen ved å øke opptak av glukose i muskler og fettvev (GLUT4) øke glykolysen og glykogensyntesen Glukose stimulerer insulinproduksjon fra beta-celler via ATP-styrte K + og spenningsstyrte Ca 2+ ionekanaler Hormonell regulering av glykolysen og glukoneogenesen utføres av fruktose-2,6-bifosfat Adrenalin og glukagon gir hurtig frigjøring av glukose ved å binde seg til GPCR og indusere intracellulære kaskadeeffekter som stimulerer glukoneogenese og glykogenolyse Motreguleringshormoner for lavt blodsukker: glukagon, adrenalin, kortisol og veksthormon http://www.biology-online.org/4/3_blood_sugar.htm