ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΥ Ε.ΚΑΣΣΗ Ενδοκρινολόγος Eπίκ. Καθηγήτρια Βιοχημείας Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ

oi

ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες (μεταβολικό κέντρο του οργανισμού) Εμπλέκεται στο μεταβολισμό υδατανθράκων, λιπών, πρωτεινών Κύτταρα Kupffer ( ανοσοποιητικό σύστημα) Ηπατοκύτταρα ( μετασχηματισμός των τροφών : -καύσιμα -πρόδρομες ενώσεις που χρειάζονται άλλο ιστοί Επίπεδο δραστηριότητας – Συνολική διατροφική κατάσταση

ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες (μεταβολικό κέντρο του οργανισμού) Εμπλέκεται στο μεταβολισμό υδατανθράκων, λιπών, πρωτεινών Κύτταρα Kupffer ( ανοσοποιητικό σύστημα) Ηπατοκύτταρα ( μετασχηματισμός των τροφών : -καύσιμα -πρόδρομες ενώσεις που χρειάζονται άλλο ιστοί Επίπεδο δραστηριότητας – Συνολική διατροφική κατάσταση

ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες (μεταβολικό κέντρο του οργανισμού) Εμπλέκεται στο μεταβολισμό υδατανθράκων, λιπών, πρωτεινών Κύτταρα Kupffer ( ανοσοποιητικό σύστημα) Ηπατοκύτταρα ( μετασχηματισμός των τροφών : - καύσιμα - πρόδρομες ενώσεις που χρειάζονται άλλοι ιστοί Επίπεδο δραστηριότητας – Συνολική διατροφική κατάσταση

ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες (μεταβολικό κέντρο του οργανισμού) Μεγάλη μεταβολική του ευελιξία Τα ένζυμα του ήπατος ανακυκλώνονται 5-10 φορές ταχύτερα απ’ ότι τα ένζυμα άλλων ιστών Πχ. Γεύμα πλούσιο σε πρωτείνες Ένζυμα για καταβολισμό αμινοξέων και νεογλυκογένεση ή Γεύμα πλούσιο σε υδατάνθρακες Ένζυμα για σύνθεση λιπών

ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες (μεταβολικό κέντρο του οργανισμού) Μεγάλη μεταβολική του ευελιξία Τα ένζυμα του ήπατος ανακυκλώνονται 5-10 φορές ταχύτερα απ’ ότι τα ένζυμα άλλων ιστών Πχ. Γεύμα πλούσιο σε πρωτείνες Ένζυμα για καταβολισμό αμινοξέων και νεογλυκογένεση ή Γεύμα πλούσιο σε υδατάνθρακες Ένζυμα για σύνθεση λιπών

ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες (μεταβολικό κέντρο του οργανισμού) Μεγάλη μεταβολική του ευελιξία Τα ένζυμα του ήπατος ανακυκλώνονται 5-10 φορές ταχύτερα απ’ ότι τα ένζυμα άλλων ιστών Πχ. Γεύμα πλούσιο σε πρωτείνες Ένζυμα για καταβολισμό αμινοξέων και νεογλυκογένεση ή Γεύμα πλούσιο σε υδατάνθρακες Ένζυμα για σύνθεση λιπών

ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες ΗΠΑΡ επεξεργάζεται και διανέμει θρεπτικές ουσίες (μεταβολικό κέντρο του οργανισμού) Μεγάλη μεταβολική του ευελιξία Τα ένζυμα του ήπατος ανακυκλώνονται 5-10 φορές ταχύτερα απ’ ότι τα ένζυμα άλλων ιστών Πχ. Γεύμα πλούσιο σε πρωτείνες Ένζυμα για καταβολισμό αμινοξέων και νεογλυκογένεση ή Γεύμα πλούσιο σε υδατάνθρακες Ένζυμα για σύνθεση λιπών

Πέψη πρωτεινών : πεψίνη πρωτεόνες πεπτόζες πρωτείνες πολυπεπτίδια Θρυψίνη, χυμοθρυψίνη, καρβοξυπεπτιδάση πολυπεπτίδια + αμινοξέα διπεπτίδια + αμινοξέα πεπτιδάσες

Πέψη των υδατανθράκων : Άμυλο πτυαλίνη (στόμα) ΗCl (στομάχι) παγκρεατική αμυλάση εντερική αμυλάση Μαλτόζη - Ισομαλτόζη Λακτόζη Σουκρόζη μαλτάση- ισομαλτάση λακτάση  σουκράση  Γλυκόζη Γαλακτόζη Φρουκτόζη  έντερο

πέψη των λιπών

απορρόφηση λιπών

ΦΑΣΗ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ Εισέρχονται μέσω της πυλαίας φλέβας : γλυκόζη, αμινοξέα, τριγλυκερίδια.

Μεταβολισμός της γλυκόζης ΗΠΑΡ Μεταβολισμός της γλυκόζης Ρόλος εξοκινάσης-γλυκοκινάσης Παρουσία φωσφατάσης της 6-φωσφορικής γλυκόζης Αμινοξέα (αλανίνη+ τροφή) Γλυκόζη γαλακτικό γλυκερόλη (Νεογλυκογένεση) GLUT 2 Γλυκόζη 6-Ρ-Γλυκόζη ATP ήπαρ Ακετυλο CoA (VLDL χοληστερόλη) Οδός φωσφορικών πεντοζών (NADPH) 5-Φωσφορική D-ριβόζη Γλυκογόνο

Η περίσσεια γλυκόζης που καταναλώνουμε θα αποθηκευτεί σαν λίπος

Μεταβολισμός των αμινοξέων ΗΠΑΡ Μεταβολισμός των αμινοξέων ΚΜ συνθετασών των αμινοακυλο-tRNA < ΚΜ ενζύμων που συμμετέχουν στον καταβολισμό ΣΥΝΘΕΣΗ Αμινοξέα ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ α-κετοξέα Πρωτεΐνες (λευκωματίνες προορμόνες παράγοντες πήξης αντιθρομβίνη ΙΙΙ πλασμινογόνο μεταφορικές πρωτείνες απολιποπρωτείνες) Ινσουλίνη ακετυλ-CoA πυροσταφυλικό ήπαρ λιπαρά οξέα κετονοσώματα γλυκόζη Κετογενετικά αμινοξέα Γλυκογενετικά Αμινοξέα

Η περίσσεια πρωτεινών που καταναλώνουμε θα αποθηκευτεί σαν λίπος

Γραμμωτοί μύες Διάσπαση αμινοξέων Συλλέκτης αμινοομάδας (γλουταμικό) Αλανίνη : φορέας αμμωνίας και του ανθρακικού σκελετού του πυροσταφυλικού από ΄μύες σε ήπαρ.

Ήπαρ Μεταβολισμός των λιπών Ήπαρ Μεταβολισμός των λιπών Η λιποπρωτεινική λιπάση αποδομεί τα τριγλυκερίδια των χυλομικρών προς λιπαρά οξέα και γλυκερόλη που προσλαμβάνονται από ιστούς και είτε μεταβολίζονται ή αποθηκεύονται ως τριγλυκερίδια αφού ξανασυντεθούν Τα προιόντα της αποδόμησης των χυλομικρών (chylomicron remnants) προσλαμβάνονται από το ήπαρ Τα λιπίδια που περιέχονται στα κατάλοιπα των χυλομικρών : Αποδομούνται Μετατρέπονται σε άλλες μορφές Αποθηκεύονται στο ήπαρ

ΗΠΑΡ Μεταβολισμός των λιπών Σε κατάσταση επάρκειας τα λιπαρά οξέα που προέρχονται από τις τροφές ή που συντίθενται στο ήπαρ εστεροποιούνται και εκ- κρίνονται στο αίμα με την μορφή της VLDL Λίπη (χυλομικρά) ήπαρ VLDL

Ηπαρ : Κέντρο διανομής του σώματος Εξάγει θρεπτικές ουσίες προς άλλα όργανα Αμβλύνει τις διακυμάνσεις του μεταβολισμού Επεξεργάζεται την περίσσεια των αμινοξέων σε ουρία Αποτοξινώνει ξένες οργανικές ενώσεις (φάρμακα, προσθετικά τροφίμων συντηρητικά) Εξαρτώμενη από το κυτόχρωμα P450 υδροξυλίωση  αυξάνει η διαλυτότητά τους και έτσι η περαιτέρω αποδόμηση και απέκκρισή τους

Λιπώδης ιστός Ο λιπώδης ιστός αποτελείται από λιποκύτταρα και είναι άμορφος και με ευρεία κατανομή στο σώμα. Θέσεις : (Υποδόριος –Σπλαγχνικός- Εντω βάθει αγγεία) Αποτελεί περίπου το 15% του βάρους ενός νεαρού ατόμου Το 65% του ιστού είναι τριγλυκερίδια Λιποκύτταρα Μεταβολικά δραστικά κύτταρα

Λιπώδης ιστός Υπεύθυνος για την αποθήκευση λιπαρών οξέων (εστεροποίησή τους σε τριακυλογλυκερόλες) και απελευθέρωση λιπαρών οξέων από διάσπαση των τριακυλογλυκερολών . Αυτή η διαδικασία συμβαίνει διαρκώς. Στον άνθρωπο η κύρια θέση σύνθεσης των λιπαρών οξέων είναι το ήπαρ (αν και μπορούν να συντεθούν λιπαρά οξέα και από γλυκόζη μέσα στα λιποκύτταρα). Διάκριση της λιποπρωτεινικής λιπάσης (ενεργοποιείται από τα υψηλά επίπεδα ινσουλίνης) των ενδοθηλιακών κυττάτων και της λιποπρωτεινικής λιπάσης των λιποκυττάρων (απενεργοποιείται από τα υψηλά επίπεδα ινσουλίνης)

70% των λιπαρών οξέων που απελευθερώνονται από τη δράση της λιπάσης επανεστεροποιούνται Φαιό λίπος Λιπώδης ιστός Ήπαρ

Εγκέφαλος «Καίει» σχεδόν κατ’ αποκλειστικότητα γλυκόζη (νευρώνες) Αστροκύτταρα «καίνε» και λιπαρά οξέα Χρησιμοποιεί Ο2 (20% της συνολικής κατανάλωσης οξυγόνου) Δεν έχει αποθηκευμένα καύσιμα, άρα εξαρτάται από την συνεχή τροφοδοσία με γλυκόζη (120 γρ / μέρα) Μεταφορά της γλυκόζης μέσω των Glut 3 (χαμηλή ΚΜ= 1,6mM) Όταν τα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα <2,2mM (40mg/dl) τότε τα ενδοκυττάρια επίπεδα γλυκόζης πλησιάζουν τα 50μΜ που είναι η ΚΜ της εξοκινάσης (άρα δεν μπορεί να παγιδευτεί η γλυκόζη ενδοκυττάρια). Τα λιπαρά οξέα προσδένονται στη λευκωματίνη του πλάσματος και δεν περνούν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Τα κετονοσώματα (β-υδροξυβουτυρικό) αποτελούν καύσιμο για τον εγκέφαλο (σε παρατεταμένη ασιτία).

Εγκέφαλος «Καίει» σχεδόν κατ’ αποκλειστικότητα γλυκόζη (νευρώνες) Αστροκύτταρα «καίνε» και λιπαρά οξέα Χρησιμοποιεί Ο2 (20% της συνολικής κατανάλωσης οξυγόνου) Δεν έχει αποθηκευμένα καύσιμα, άρα εξαρτάται από την συνεχή τροφοδοσία με γλυκόζη (120 γρ / μέρα) Μεταφορά της γλυκόζης μέσω των Glut 3 (χαμηλή ΚΜ= 1,6mM) Όταν τα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα <2,2mM (40mg/dl) τότε τα ενδοκυττάρια επίπεδα γλυκόζης πλησιάζουν τα 50μΜ που είναι η ΚΜ της εξοκινάσης (άρα δεν μπορεί να παγιδευτεί η γλυκόζη ενδοκυττάρια). Τα λιπαρά οξέα προσδένονται στη λευκωματίνη του πλάσματος και δεν περνούν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Τα κετονοσώματα (β-υδροξυβουτυρικό) αποτελούν καύσιμο για τον εγκέφαλο (σε παρατεταμένη ασιτία).

Εγκέφαλος «Καίει» σχεδόν κατ’ αποκλειστικότητα γλυκόζη (νευρώνες) Αστροκύτταρα «καίνε» και λιπαρά οξέα Χρησιμοποιεί Ο2 (20% της συνολικής κατανάλωσης οξυγόνου) Δεν έχει αποθηκευμένα καύσιμα, άρα εξαρτάται από την συνεχή τροφοδοσία με γλυκόζη (120 γρ / μέρα) Μεταφορά της γλυκόζης μέσω των Glut 3 (χαμηλή ΚΜ= 1,6mM) Όταν τα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα <2,2mM (40mg/dl) τότε τα ενδοκυττάρια επίπεδα γλυκόζης πλησιάζουν τα 50μΜ που είναι η ΚΜ της εξοκινάσης (άρα δεν μπορεί να παγιδευτεί η γλυκόζη ενδοκυττάρια). Τα λιπαρά οξέα προσδένονται στη λευκωματίνη του πλάσματος και δεν περνούν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Τα κετονοσώματα (β-υδροξυβουτυρικό) αποτελούν καύσιμο για τον εγκέφαλο (σε παρατεταμένη ασιτία). 30

Εγκέφαλος «Καίει» σχεδόν κατ’ αποκλειστικότητα γλυκόζη (νευρώνες) Αστροκύτταρα «καίνε» και λιπαρά οξέα Χρησιμοποιεί Ο2 (20% της συνολικής κατανάλωσης οξυγόνου) Δεν έχει αποθηκευμένα καύσιμα, άρα εξαρτάται από την συνεχή τροφοδοσία με γλυκόζη (120 γρ / μέρα) Μεταφορά της γλυκόζης μέσω των Glut 3 (χαμηλή ΚΜ= 1,6mM) Όταν τα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα <2,2mM (40mg/dl) τότε τα ενδοκυττάρια επίπεδα γλυκόζης πλησιάζουν τα 50μΜ που είναι η ΚΜ της εξοκινάσης (άρα δεν μπορεί να παγιδευτεί η γλυκόζη ενδοκυττάρια). Τα λιπαρά οξέα προσδένονται στη λευκωματίνη του πλάσματος και δεν περνούν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Τα κετονοσώματα (β-υδροξυβουτυρικό) αποτελούν καύσιμο για τον εγκέφαλο (σε παρατεταμένη ασιτία). 31

Εγκέφαλος «Καίει» σχεδόν κατ’ αποκλειστικότητα γλυκόζη (νευρώνες) Αστροκύτταρα «καίνε» και λιπαρά οξέα Χρησιμοποιεί Ο2 (20% της συνολικής κατανάλωσης οξυγόνου) Δεν έχει αποθηκευμένα καύσιμα, άρα εξαρτάται από την συνεχή τροφοδοσία με γλυκόζη (120 γρ / μέρα) Μεταφορά της γλυκόζης μέσω των Glut 3 (χαμηλή ΚΜ= 1,6mM) Όταν τα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα <2,2mM (40mg/dl) τότε τα ενδοκυττάρια επίπεδα γλυκόζης πλησιάζουν τα 50μΜ που είναι η ΚΜ της εξοκινάσης (άρα δεν μπορεί να παγιδευτεί η γλυκόζη ενδοκυττάρια). Τα λιπαρά οξέα προσδένονται στη λευκωματίνη του πλάσματος και δεν περνούν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Τα κετονοσώματα (β-υδροξυβουτυρικό) αποτελούν καύσιμο για τον εγκέφαλο (σε παρατεταμένη ασιτία). 32

Εγκέφαλος

Εγκέφαλος

Μύες Γραμμωτοί μύες (μυοκύτταρα) επιτελούν μηχανικό έργο επιτελούν μηχανικό έργο Κατ’ επίκληση και όχι συνεχώς Λειτουργούν στο μέγιστο της απόδοσης για μικρό χρονικό διάστημα Ή παρατεταμένα Δύο κατηγορίες μυικού ιστού : Ρόλος Χρησιμοποίηση καυσίμων Ερυθροί ή μύες βραδείας συστολής Λευκοί ή μύες ταχείας συστολής 36

Μύες Ερυθροί ή μύες βραδείας συστολής Πολύ ανθεκτικοί σε κόπωση Εξασφαλίζουν σχετικά χαμηλή τάση Παράγουν ΑΤΡ με τη διεργασία της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης (αργή αλλά σταθερή) Περιέχουν άφθονα μιτοχόνδρια Έχουν πυκνό δίκτυο αιμοφόρων αγγείων (για να μεταφέρουν οξυγόνο) 37

Μύες Λευκοί ή μύες ταχείας συστολής Υφίστανται κόπωση ταχύτερα Λευκοί ή μύες ταχείας συστολής Υφίστανται κόπωση ταχύτερα Μπορούν να αναπτύξουν μεγαλύτερη τάση Καταναλώνουν ΑΤΡ ταχύτερα απ’ ότι μπορούν να το αναπληρώσουν Δεν έχουν πολλά μιτοχόνδρια Δεν έχουν πολλά αιμοφόρα αγγεία 38

Μύες Καύσιμα : γλυκόζη, λιπαρά οξέα, κετονοσώματα Glut 4 : Αποθηκεύει γλυκόζη (γλυκογόνο) (τα ¾ του γλυκογόνου μας βρίσκονται στους μύες) Στερούνται φωσφατάσης της 6-φωσφορικής γλυκόζης Ηρεμών μύς : Κύριο καύσιμο είναι τα λιπαρά οξέα ή τα κετονοσώματα (β-υδροξυβουτυρικό)  οξειδώνονται ή αποδομούνται σε ακετυλοCoA Ενεργά συσπώμενος μύς : Σε ελαφρά δραστηριότητα κύριο καύσιμο είναι η γλυκόζη Σε έντονη δραστηριότητα διάσπαση γλυκογόνου και παραγωγή γαλακτικού οξέος (αναγωγή από πυροσταφυλικό). Επαναχρησιμοποίηση του γαλακτικού από το ήπαρ (κύκλος Cori)

Μύες Γλυκόζη ATP Γαλακτικό -Πυρουβικό (Γλυκόλυση) Γλυκόζη 6-P Γλυκογόνο GLUT 4 ΣΚΕΛΕΤΙΚΟΙ ΜΥΕΣ

Μύες Πόσα ΑΤΡ παράγονται από μια μονάδα γλυκόζης ? Πόσα ΑΤΡ παράγονται από μια μονάδα γλυκόζης ? Ποια ορμόνη συμμετέχει κυρίως στην παροχή καυσίμων προς στους μυες κατά την άσκηση?

Μύες Μικρή ποσότητα γλυκογόνου μυών Αυξημένη παραγωγή γαλα- κτικού  πτώση ΡΗ Άλλη πηγή ενέργειας : φωσφοκρεατίνη (CPK)

Μύες Μετά την έντονη άσκηση : Υπέρπνοια 02 οξειδωτική φωσφορυλίωση (ΗΠΑΡ) Παραγωγή ΑΤΡ Νεογλυκογένεση (από γαλακτικό) Μεταφορά γλυκόζης στους μύες για σύνθεση γλυκογόνου

Καρδιακός μύς Λειτουργεί αποκλειστικά υπό αερόβιες συνθήκες (μεγάλη περιεκτικότητα μιτοχονδρίων – 50%) Δεν έχει αποθέματα γλυκογόνου. Διαθέτει μικρές ποσότητες αποθηκευμένης ενέργειας με τη μορφή της φωσφοκρεατίνης Κύριο καύσιμο : λιπαρά οξέα γλυκόζη κετονοσώματα (ακετοξικό) φωσφοκρεατίνη

RH + O2 + 2H+ + 2e– → ROH + H2O Μονοοξυγενάση Σύμπλοκο ενζύμων που έχουν σαν συμπαράγοντα την αίμη (αιμοπρωτείνη)

ΦΑΣΗ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ Το μεταβολικό στάδιο που ακολουθεί ένα γεύμα κατά το οποίο η πρόσληψη των υδατανθράκων, των λιπών και των πρωτεινών υπερβαίνει τις ενεργειακές ανάγκες και έτσι η περίσσεια πρέπει να αποθηκευτεί για να χρησιμοποιηθεί σε κατάσταση νηστείας.

ΦΑΣΗ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ Εισέρχονται μέσω της πυλαίας φλέβας : γλυκόζη, αμινοξέα, τριγλυκερίδια.

ΦΑΣΗ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ Τα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα ανέρχονται. Τα β-κύτταρα του παγκρέατος εκκρίνουν ινσουλίνη.

Κύριο ερέθισμα για την έκκριση ινσουλίνης αποτελεί η γλυκόζη. Άλλα ερεθίσματα : αμινοξέα, GIP, σουλφονυλουρίες Αναστολείς έκκρισης ινσουλίνης : κατεχολαμίνες, σωματοστατίνη Για συγκεντρώσεις γλυκόζης 4-15mmol/L υφίσταται αναλογική σχέση μεταξύ της απελευθερούμενης ινσουλίνης και της συγκέντρωσης γλυκόζης

Το μόριο της ινσουλίνης Το γονίδιο της ινσουλίνης εντοπίστηκε στο βραχύ σκέλος του χρωμοσώματος 11 όπου για την ακρίβεια εδράζεται η κωδικοποίηση της προπροινσουλίνης Α-αλυσίδα -COOH -NH2 C-πεπτίδιο

Βιοσύνθεση της ινσουλίνης Το γονίδιο της ινσουλίνης εντοπίστηκε στο βραχύ σκέλος του χρωμοσώματος 11 όπου για την ακρίβεια εδράζεται η κωδικοποίηση της προπροινσουλίνης

ΦΑΣΗ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ Η ινσουλίνη διαμεσολαβεί το μήνυμα ότι υπάρχει επάρκεια ενεργειακή, ώστε να αρχίσει αποθήκευση.

Υποδοχέας της ινσουλίνης Ο υποδοχέας της ινσουλίνης είναι μια γλυκοπρωτείνη που αποτελείται από δύο α- και δύο β- υπομονάδες συνδεδεμένες με δισουλφιδικούς δεσμούς.

Cell Surface Receptors Υποδοχείς στεροειδών ορμονών (πυρηνικοί) Τύποι υποδοχέων Cell Surface Receptors Υποδοχείς της κυτταροπλασματικής μεμβράνης Υποδοχείς στεροειδών ορμονών (πυρηνικοί)

Μετάδοση του μηνύματος της ινσουλίνης

Μετάδοση του μηνύματος της ινσουλίνης

Μεταβολικές δράσεις της ινσουλίνης - Μυς ΜΥΕΣ Υδατάνθρακες (+) Πρόσληψη γλυκόζης (glut 4) (+) Γλυκόλυση (+) Σύνθεση γλυκογόνου (συνθάση γλυκογόνου) Πρωτείνες (+) Πρόσληψη αμινοξέων (+) Σύνθεση πρωτεινών (-) Πρωτεόλυση

Μεταβολικές δράσεις της ινσουλίνης –Λιποκύτταρα ΛΙΠΟΚΥΤΤΑΡΑ Υδατάνθρακες (+) Πρόσληψη γλυκόζης (glut 4) (+) Σύνθεση γλυκερόλης (3-φωσφορικής γλυκερόλης) Πρωτείνες (+) Πρόσληψη αμινοξέων (+) Σύνθεση πρωτεινών Λίπος (+) Σύνθεση λιπαρών οξέων (συνθάση λιπαρών οξέων) (+) Είσοδος λιπαρών οξέων (ενεργοποίηση της LPL των ενδοθηλιακών κυττάρων) (+) Σύνθεση τριγλυκεριδίων (-) Λιπόλυση (απενεργοποιείται η ορμονοευαίσθητη LPL)

Μεταβολικές δράσεις της ινσουλίνης -Ηπαρ ΗΠΑΡ Υδατάνθρακες (+) Γλυκόλυση (επάγει ένζυμα κλειδιά) (+) Γλυκογονοσύνθεση (συνθάση γλυκογόνου) (-) Διάσπαση του γλυκογόνου (φωσφορυλάση του γλυκογόνου- απενεργοποιείται λόγω φωσφοδιεστεράσης cAMP) (-) Νεογλυκογένεση (καταστέλει ένζυμα κλειδιά) Πρωτείνες (+)Πρόσληψη αμινοξέων (+) Σύνθεση πρωτεινών (-) Πρωτεόλυση Λίπος (+) Σύνθεση λιπαρών οξέων (συνθάση λιπαρών οξέων, καρβοξυλάση του ακετυλο CoA, αφυδρογονάση του πυροσταφυλικού ) (-) Παραγωγή κετονοσωμάτων ( αύξηση του μαλονυλο CoA αναστολή ακετυλτρανσφερ καρνιτίνης

Παθογένεια της κετογένεσης Για την κετογένεση απαιτούνται δύο βασικές προυποθέσεις : 1) αύξηση της λιπόλυσης 2) τροποποίηση του ηπατικού μεταβολισμού προς την κετογένεση λόγω αθρόας εισόδου ακετυλ-CoA στα μιτοχόνδρια που ρυθμίζεται από την ACT

Ακετυλτρανφεράση της καρνιτίνης

Τύποι γλυκομεταφορέων

Μεταβολισμός κατά τη νηστεία ΣΤΟΧΟΣ : Κάλυψη των ενεργειακών αναγκών (υδατάνθρακες, λιπίδια ή πρωτείνες) Οι ενεργειακές ανάγκες κάποιων ιστών καλύπτονται μόνο με γλυκόζη Εγκέφαλος (κετονοσώματα) Ερυθρά αιμοσφαίρια Μυελός νεφρών

Μεταβολισμός κατά τη νηστεία

Μεταβολισμός κατά τη νηστεία

Μεταβολισμός κατά τη νηστεία

Μεταβολικές δράσεις της γλυκαγόνης Μεταβολική επίδραση ΛΙΠΩΔΗΣ ΙΣΤΟΣ (+) Λιπόλυση (ορμονοευαίσθητη ΛΛ-περιλιπίνη) ΗΠΑΡ (+) Γλυκογονόλυση (φωσφορυλάση) (-) Γλυκογονοσύνθεση (συνθάση γλυκογόνου) (-) Γλυκόλυση (PFK-1) (+) Κετογένεση ( καρβοξυλάση του ακετυλο-CoA) (+) Νεογλυκογένεση (φωσφατάση της 1,6 διφωσφορικής φρουκτόζης, καρβοξυκινάση του PEP, καρβοξυλάση του πυροσταφυλικού)

Μεταβολισμός κατά τη νηστεία

Μεταβολισμός κατά τη νηστεία Γλυκογόνο Τριγλυκερίδια λιπώδους ιστού Πρωτείνες των μυών

Μεταβολισμός κατά τη νηστεία Νηστεία = μείωση Glucose= αύξηση γλυκαγόνης&κατεχολαμινών=λιπόλυση Ο ρυθμός πρόσληψης των ΕΛΟ απ’ τους ιστούς εξαρτάται από την συγκέντρωσή τους.

Μεταβολισμός κατά τη νηστεία Νηστεία = μείωση Glucose= αύξηση γλυκαγόνης&κατεχολαμινών=λιπόλυση Ο ρυθμός πρόσληψης των ΕΛΟ απ’ τους ιστούς εξαρτάται από την συγκέντρωσή τους.

Μεταβολισμός κατά τη νηστεία Σημαντικός ο ρόλος των γλυκοκορτικοειδών : (δρουν αργά) 1) στην πρωτεόλυση στους εξωηπατικούς (σκελετικούς μύες και λεμφικούς ιστούς) 2) μεταβολισμό αμινοξέων στο ήπαρ και νεογλυκογένεση (καρβοξυκινάση του ΡΕΡ) 3) αύξηση της απελευθέρωσης λιπαρών οξέων από τις αποθηκευμένες TAG. *****αύξηση των συγκεντρώσεων των αμινοξέων στο αίμα

Δράσεις των κατεχολαμινών (+) Καρδιακή Συχνότητα (+) Αρτηριακή Πίεση (+) Διαστολή αεραγωγών Αυξημένη παροχή οξυγόνου στους μύες (+) Λιπόλυση (+)Γλυκογονόλυση (+) Νεογλυκογένεση (+) Γλυκόλυση (-) Γλυκογονολύνθεση (+) Έκκριση γλυκαγόνης (-) Έκκριση ινσουλίνης

Μεταβολισμός κατά τη νηστεία

Τι είναι Σακχαρώδης Διαβήτης? Περιγράφει μια μεταβολική διαταραχή πολλαπλής αιτιολογίας, η οποία χαρακτηρίζεται από χρόνια υπεργλυκαιμία, λόγω διαταραχών του μεταβολισμού των υδατανθράκων, των λιπών και των πρωτεινών και η οποία είναι αποτέλεσμα ανεπάρκειας στην έκκριση ή την δράση της ινσουλίνης ή και τα δύο.Η χρόνια υπεργλυκαιμία οδηγεί μακροπρόθεσμα σε βλάβη, δυσλειτουργία και ανεπάρκεια διαφόρων οργάνων κυρίως των οφθαλμών, των νεφρών, των νεύρων και των αγγείων.

Αιτιολογική ταξινόμηση του ΣΔ Tύπος 1 καταστροφή του β-κυττάρου και απώλεια έκκρισης ινσουλίνης Tύπος 2 α-με υπεροχή ινσουλινοαντίστασης β-με υπεροχή έκκρισης ινσουλίνης Άλλοι ειδικοί τύποι Γενετικά σφάλματα στη λειτουργία του β-κυττάρου, παθήσεις εξωκρινούς μοίρας του παγκρέα- τος, ενδοκρινοπάθειες, κ.α. Διαβήτης κυήσεως Iνσουλινοαντίσταση με δυσλειτουργία του β-κυττάρου Slide 3 Etiologic Classification of Diabetes Mellitus Diabetes mellitus is best described as a group of metabolic diseases character- ized by hyperglycemia. The hyperglycemia may be the result of defects in insulin secretion or insulin sensitivity, or both. Two major forms of diabetes are recognized in the most recent classification scheme, which was developed by The Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus, an international group, and has been adopted by both the American Diabetes Association and the World Health Organization. Type 1 diabetes includes almost all cases that are marked by destruction of the pancreatic islet -cells. Type 2 diabetes includes those cases that result from insulin resistance accompanied by a defect in insulin secretion. Other specific forms of diabetes, which affect far fewer patients than the two major forms, include genetic defects of -cell function, genetic defects in insulin sensitivity, diseases of the exocrine pancreas, endocrinopathies, drug- or chemical-induced infections, uncommon immune-mediated conditions, and other genetic conditions. Gestational diabetes mellitus is a fourth type in this new classification system. The Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. Report of the Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. Diabetes Care. 1997;20:1183-1197.

Άλλοι ειδικοί τύποι διαβήτη Γενετικές διαταραχές λειτουργίας του β-κυττάρου πχ.MODY 1 έως 4 Γενετικές διαταραχές δράσης της ινσουλίνης πχ.τύπου Α αντίσταση στην ινσουλίνη Νόσου του εξωκρινούς παγκρέατος πχ.Ινωδολιθιασική παγκρεατίτιδα Ενδοκρινοπάθειες, πχ.Μεγαλακρία, ν.Cushing Διαβήτης από φάρμακα ή χημικές τοξίνες, πχ.Γλυκοκορτικοειδή, Θυροξίνη, Στρεπτοζοτοκίνη Λοιμώξεις, πχ.Συγγενής ερυθρά Ασυνήθεις μορφές αυτοάνοσου διαβήτη, πχ.Stiff Man Syndrome Άλλα γενετικά σύνδρομα, πχ. Σύνδρομο Turner

Κατηγορίες υπεργλυκαιμίας FPG 126 mg/dL 100 mg/dL 7.0 mmol/L 6.1 mmol/L Διαταραγμένη γλυκαιμία νηστείας Φυσιολογ. 2-Hour PG on OGTT 200 mg/dL 140 mg/dL 11.1 mmol/L 7.8 Σακχ.Διαβήτης ανοχή γλυκόζης Σακχ. Διαβήτης Slide 4 Glucose Tolerance Categories Either the fasting plasma glucose (FPG) test or the 2-hour plasma glucose (PG) determination during the oral glucose tolerance test (OGTT) may be used to determine glucose tolerance status. According to the most recent diagnostic criteria established by The Expert Committee on the Diagnosis and Class- ification of Diabetes Mellitus, an FPG value 126 mg/dL (7.0 mmol/L) or a 2-hour plasma glucose value 200 mg/dL (11.1 mmol/L) are the new cutoff points for the diagnosis of diabetes. The cutoff points for the intermediate stage of hyperglycemia denoted by the terms impaired fasting glucose (IFG) and impaired glucose tolerance (IGT) have been adjusted to conform to the new diagnostic criteria for diabetes mellitus. IFG is now defined by FPG 110 mg/dL (6.1 mmol/L) and <126 mg/dL (<7.0 mmol/L), and IGT is defined by 2-hour PG measurements 140 mg/dL (7.8 mmol/L) and <200 mg/dL (<11.1 mmol/L). The Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. Report of the Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. Diabetes Care. 1997;20:1183-1197.

Αντιυπεργλυκαιμικά φάρμακα: Κύριες θέσεις δράσης Αντιυπεργλυκαιμικά φάρμακα: Κύριες θέσεις δράσης Μετφορμίνη Απορρόφηση υδατανθράκων παραγωγή γλυκόζης έκκριση ινσουλίνης Σουλφονυλουρία Ρεπαγλινίδη Πρόσληψη Χορηγούμενη ινσουλίνη Ήπαρ γλυκόζη πλάσμ. Tρογλιδαζόνη ΓΕΣ Ακαρβόζη Mιγλιτόλη – + Πάγκρεας Μετφορμίνη Μύες/Λίπος Slide 7 Antihyperglycemic Agents: Major Sites of Action The abnormalities in blood glucose regulation that characterize type 2 diabetes mellitus are complex and involve defects in insulin secretion as well as insulin resistance. The complexity of the metabolic defects in this condition has led to the development of therapeutic agents that affect different targets along the metabolic pathways involved. Plasma glucose may be lowered via the stimulation of insulin secretion by the sulfonylureas or the meglitinides, as well as by the stimulation of glucose uptake by muscle and fat, or by the decrease in hepatic production of glucose mediated by metformin or insulin. Acarbose and miglitol may decrease plasma glucose by slowing absorption of glucose from the gastrointestinal tract; the thiazolidinediones lower plasma glucose by enhancing tissue uptake of glucose. +

Ινκρετίνες

Ινκρετίνες

Διαβητική κετοξέωση

Μεταβολισμός κατά την άσκηση To ATP δεν είναι η μοναδική ένωση με υψηλό δυναμικό μεταφοράς φωσφορικής ομάδας. Μερικές ενώσεις έχουν υψηλότερο δυναμικό μεταφοράς φωσφορικής ομάδας. PEP 1,3 διφωσφορογλυκερικό Φωσφορική κρεατίνη (μυς) Κάθε φορά που ασκούμαστε εντατικά χρησιμοποιούμε την φωσφορική κρεατίνη για να αναπαράγουμε ATP από ADP. Αυτή η αντίδραση καταλύεται από την κινάση της φωσφοκρεατίνης (CPK) Φωσφορική κρεατίνη + ΑDP + Η CPK ΑΤΡ + κρεατίνη

Μεταβολισμός κατά την άσκηση Όταν ξεκινά μια άσκηση δεν έχει προσαρμοστεί το καρδιαγγειακό και το αναπνευστικό ώστε να παρέχεται αρκετό οξυγόνο και να γίνεται οξειδωτική αποικοδόμηση των υποστρωμάτων.

Μεταβολισμός κατά την άσκηση Όταν ξεκινά μια άσκηση δεν έχει προσαρμοστεί το καρδιαγγειακό και το αναπνευστικό ώστε να παρέχεται αρκετό οξυγόνο και να γίνεται οξειδωτική αποικοδόμηση των υποστρωμάτων. πρώτα καταναλώνεται το ATP που υπάρχει στους μύες αποθηκευμένο.

Μεταβολισμός κατά την άσκηση Όταν ξεκινά μια άσκηση δεν έχει προσαρμοστεί το καρδιαγγειακό και το αναπνευστικό ώστε να παρέχεται αρκετό οξυγόνο και να γίνεται οξειδωτική αποικοδόμηση των υποστρωμάτων. πρώτα καταναλώνεται το ATP που υπάρχει στους μύες αποθηκευμένο. Ακολουθεί η παραγωγή ATP από την φωσφορική κρεατίνη

Μεταβολισμός κατά την άσκηση Όταν ξεκινά μια άσκηση δεν έχει προσαρμοστεί το καρδιαγγειακό και το αναπνευστικό ώστε να παρέχεται αρκετό οξυγόνο και να γίνεται οξειδωτική αποικοδόμηση των υποστρωμάτων. Πρώτα καταναλώνεται το ATP που υπάρχει στους μύες αποθηκευμένo. Ακολουθεί η παραγωγή ATP από την φωσφορική κρεατίνη (αυτά αρκούν για 6-10 sec).

Μεταβολισμός κατά την άσκηση Aκολουθεί η αναερόβια γλυκόλυση του μυικού γλυκογόνου που αποδομείται.

Μεταβολισμός κατά την άσκηση Aκολουθεί η αναερόβια γλυκόλυση του μυικού γλυκογόνου που αποδομείται. Η αναερόβια γλυκόλυση (με σχηματισμό γαλακτικού) παράγει πολύ περισσότερη ποσότητα ATP αλλά σε πολύ βραδύτερο ρυθμό από εκείνο της μεταφοράς της φωσφορικής ομάδας από την Ρ-κρεατίνη.

Μεταβολισμός κατά την άσκηση Μετά από κάποια λεπτά έχει προσαρμοστεί το καρδιαγγειακό και το αναπνευστικό και αρχίζει η οξειδωτική αποικοδόμηση της γλυκόζης (που είναι πιο αργή)

Μεταβολισμός κατά την άσκηση Σε μαραθώνιο : αρχίζει η συνεργασία μεταξύ μυών, ήπατος και λιπώδους ιστού. Συμβολή : ηπατικού γλυκογόνου λιπώδους ιστού (οξείδωση λιπαρών οξέων)

Κατεχολαμίνες Βιοσύνθεση (από τυροσίνη) μυελός επινεφριδίων συμπαθητικές νευρικές απολήξεις αποθήκευση ερέθισμα δράση μέσω υποδοχέων (α, β)

Κατεχολαμίνες

Κατεχολαμίνες

Κατεχολαμίνες (α1, β1,2,3)

Κατεχολαμίνες (α2)

Κατεχολαμίνες Δράσεις Λείες μυικές ίνες Αιμοφόρα αγγεία Συσταλτικότητα και ρυθμός καρδιακού μυός (ινότροπη-χρονότροπη δράση) Μεταβολικές επιδράσεις γλυκογονόλυση (ήπαρ, μύες) Νεογλυκογένεση Λιπόλυση Αναστολή έκκρισης ινσουλίνης

Κατεχολαμίνες Υποδοχέας Αποτέλεσμα α1 Γλυκογονόλυση, σπλαγχνική αγειοσύσπαση α2 Αναστολή έκκρισης ινσουλίνης β1 Αύξηση γλυκογονόλυσης, νεογλυκογένεση Θετική ινότροπη β2 Αύξηση λιπόλυσης, αγειοδιαστολή στους σκελετικούς μύες, χάλαση Λ.Μ.Ι. βρόγχων β3 Αύξηση λιπόλυσης και θερμογένεσης στο φαιό λιπώδη ιστό

Κατεχολαμίνες

Μη Ενζυμική Γλυκοζυλίωση πρωτεινών Μη Ενζυμική Γλυκοζυλίωση πρωτεινών Καρβονυλική ομάδα των αλδοζών αντιδρά με αμινοομάδα (βαλίνη της α αλυσίδας της αιμοσφαιρίνης)= HbA1c

Μη Ενζυμική Γλυκοζυλίωση πρωτεινών Μη Ενζυμική Γλυκοζυλίωση πρωτεινών Αμινογουανιδίνη αναστέλλει το σχηματισμό κετοαμινών (Αmadori)

Οδός πολυολών

Αθηρωμάτωση

Αθηρωμάτωση

Αθηρωματικές πλάκες

Νεφροί (αποτελεί το 0,5% της μάζας του σώματος και καταναλώνει το 10% του οξυγόνου) Στους νεφρούς γίνεται επαναρρόφηση νερού και γλυκόζης (συμμεταφορέα Να/Glu) Κατά την ασιτία οι νεφροί (φλοιός) μπορούν να παράγουν γλυκόζη με γλυκονεογένεση (έως και την μισή ποσότητα γλυκόζης του αίματος) Μυελός των νεφρών «καίει» αποκλειστικά γλυκόζη (όπως και τα ΕΡΥΘΡΟΚΥΤΤΑΡΑ) 114