BIOCHEMIA

BIOCHEMIA

METABOLIZM

METABOLIZM

METABOLIZM

METABOLIZM

wykład 2

wykład 2

GŁÓD

GŁÓD

NAJSTARSZYM EWOLUCYJNIE

NAJSTARSZYM EWOLUCYJNIE

SYGNAŁEM GŁODU JEST SPADEK

SYGNAŁEM GŁODU JEST SPADEK

POZIOMU GLUKOZY W KOMÓRCE

POZIOMU GLUKOZY W KOMÓRCE

W stanie zdrowia średni poziom cukru we
krwi na czczo wynosi ok. 90 - 100 mg%
(mg/100 ml). Przeliczając tę wartość na
całkowitą

objętość

krwi

i

płynów

pozakomórkowych,

wynosi to 10–15 g, co

pozakomórkowych,

wynosi to 10–15 g, co

odpowiada to 2–3 łyżeczkom cukru.

POZIOM GLUKOZY WE KRWI OBNIśA SIĘ

ZAGROśENIE śYCIA

POZIOM GLUKOZY WE

POZIOM GLUKOZY WE

KRWI ZACZYNA SPADAĆ

KRWI ZACZYNA SPADAĆ

TO ZAGRAśA śYCIU

TO ZAGRAśA śYCIU

pożywienie

pożywienie

glikogen wątrobowy

glukoneogeneza

glukoneogeneza
białka mięśniowe

białka mięśniowe

zmienić paliwo

zmienić paliwo

Człowiek o masie 70 kg ma zapasy

Człowiek o masie 70 kg ma zapasy

paliwa wynoszące około

paliwa wynoszące około

• 1600 kcal w formie glikogenu

• 24 000 kcal w postaci białek

(można je przekształcić do glukozy)

• 135 000 kcal w postaci triacylogliceroli (tłuszczy)

W sumie: 160 000 kcal

W sumie: 160 000 kcal

DOBOWE ZAPOTRZEBOWANIE

DOBOWE ZAPOTRZEBOWANIE
ENERGETYCZNE WYNOSI 1600

ENERGETYCZNE WYNOSI 1600 -

- 6000 kcal

6000 kcal

1

1 -

- 3 miesięcy

3 miesięcy

POZIOM GLUKOZY WE

POZIOM GLUKOZY WE

KRWI PODNOSI SIĘ

KRWI PODNOSI SIĘ

TO ZAGRAśA śYCIU

TO ZAGRAśA śYCIU

Po spożyciu posiłku zawierającego na
przykład

100

g

węglowodanów

-

odpowiada to 1 większej

drożdżówce

- organizm musi sobie poradzić z
szybkim

zmagazynowaniem

tej

szybkim

zmagazynowaniem

tej

(z punktu widzenia pojemności cukrowej
krwi) olbrzymiej ilości cukru, gdyż ilość
ta przekracza 7-10 razy ilość cukru
krążącego po krwi.

W stanie zdrowia cukier wzrasta po takim posiłku
najwyżej do 160–180 mg%. Zawdzięczamy to insulinie.
Bez insuliny poziom cukru po takim posiłku wzrósłby we
krwi do wartości rzędu 700–1000 mg%.

Z taką sytuacją mamy do czynienia w cukrzycy.

Co się dzieje ze zjedzonym

w dużej ilości cukrem

?

•

zamiana na glikogen w wątrobie

•

zamiana na glikogen w mięśniach

•

zamiana na triglicerydy w wątrobie

•

zamiana na triglicerydy w wątrobie

•

zamiana

na

triglicerydy

w

tkance

tłuszczowej

•

zamiana na cholesterol

ZA TE PRZEMIANY ODPOWIADA INSULINA

zamiana na glikogen w wątrobie

Wątroba

magazynuje

około

70

g

cukru

w postaci glikogenu.

Po 12-18 godzinach głodu
wątroba jest niemal

wątroba jest niemal
całkowicie pozbawiona
glikogenu

Wątroba pełni więc rolę szybkiego i niedużego buforu
dla cukru. Główny cel - magazynowanie cukru po posiłku
i uwalnianie go pomiędzy posiłkami tak, by zachować
stały poziom cukru we krwi rzędu 90-100 mg%.

zamiana na glikogen w mięśniach

zamiana na glikogen w mięśniach

•

Mięśnie magazynują około 250 g cukru w postaci
glikogenu.

•

Sportowcy potrafią zmagazynować nawet do 1 kg

glikogenu w mięśniach.

glikogenu w mięśniach.

•

Glikogenu

w

mięśniach

ubywa

znacząco

jedynie

podczas wysiłku fizycznego.

•

Jest to bufor cukru używany głównie na potrzeby
mięśni.

•

Glukoza z glikogenu mięśniowego służy tylko mięśniom,
a nie jak w przypadku wątroby całemu organizmowi.

zamiana na triglicerydy (tłuszcze) w wątrobie

i w tkance tłuszczowej

•

Trzecia możliwość to zamiana glukozy na tłuszcz

(triglicerydy).

•

Synteza

triglicerydów

w

tkance

tłuszczowej

prowadzi do ich magazynowania na miejscu -

nadwaga, otyłość.

prowadzi do ich magazynowania na miejscu -

nadwaga, otyłość.

•

synteza

triglicerydów

w

wątrobie

prowadzi

do

produkcji frakcji lipidowej VLDL.

•

Główna

rola

frakcji

VLDL

-

to

transport

zsyntetyzowanych

triglicerydów

z

wątroby

do

tkanek obwodowych, gdzie służą jako paliwo.

Homo Sedens - The Seated Man

Dominującym kierunkiem przemian glukozy jest jej

zamiana na tłuszcze

• Glikogen wątrobowy:

• jeśli nie uda nam się przed kolejnym posiłkiem,

z powodu zbyt obfitego w węglowodany posiłku
poprzedniego lub zbyt małej aktywności fizycznej,

poprzedniego lub zbyt małej aktywności fizycznej,
zużyć zmagazynowany już glikogen wątrobowy

TO

W

WĄTROBIE

NIE

MA

MIEJSCA

NA

ZMAGAYNOWANIE KOLEJNEJ PORCJI CUKRÓW

W WĄTROBIE NIE MA MIEJSCA

NA

ZMAGAYNOWANIE

KOLEJNEJ

PORCJI

CUKRÓW W POSTACI GLIKOGENU

Homo Sedens - The Seated Man

Dominującym kierunkiem przemian glukozy jest jej

zamiana na tłuszcze

• Glikogen mięśniowy

• jeśli nie uda nam się przed kolejnym posiłkiem,

z powodu zbyt obfitego w węglowodany posiłku
poprzedniego lub zbyt małej aktywności fizycznej,

poprzedniego lub zbyt małej aktywności fizycznej,
zużyć zmagazynowany już glikogen mięśniowy

TO

W

MIĘŚNIACH

NIE

MA

MIEJSCA

NA

ZMAGAYNOWANIE KOLEJNEJ PORCJI CUKRÓW

NADMIAR GLUKOZY

NADMIAR GLUKOZY

Nadmiar glukozy jest magazynowany:

Nadmiar glukozy jest magazynowany:

•• w postaci glikogenu

w postaci glikogenu

•• w postaci kwasów tłuszczowych

w postaci kwasów tłuszczowych

•• w postaci tłuszczów (triacylogliceroli)

w postaci tłuszczów (triacylogliceroli)

Nadmiar glukozy może się też

Nadmiar glukozy może się też

przekształcać do cholesterolu

przekształcać do cholesterolu

Nadmiar glukozy

Deficyt glukozy

Każde podwyższenie

Każde podwyższenie
poziomu glukozy we krwi
o 1 mM przekładało się
na wygląd starszy o około
5 miesięcy.

Zaburzenia metabolizmu glukozy

• Hipoglikemia - obniżony poziom glukozy we krwi

• Hiperglikemia - obniżony poziom glukozy we krwi

Zaburzenia metabolizmu glukozy

HIPOGLIKEMIA

HIPERGLIKEMIA

Głód, anoreksja

Cukrzyca

zbyt mało substancji
glukogennych, niezależnie od
ilości zjadanych tłuszczów

Za dużo glukozy
w diecie

Zaburzenia metabolizmu glukozy

Wzrost produkcji ciał ketonowych

• Głód, anoreksja
• zbyt mało substancji glukogennych, niezależnie od

• zbyt mało substancji glukogennych, niezależnie od

ilości zjadanych tłuszczów

• cukrzyca
• nadużywanie alkoholu

Kwasica ketonowa

• Kwasica

ketonowa

jest

to

zaburzenie

równowagi

kwasowo-zasadowej

na

skutek

zwiększonego wytwarzania ciał ketonowych
(kwasu acetooctowego, ß-hydroksymasłowego

(kwasu acetooctowego, ß-hydroksymasłowego
i acetonu).

• Spośród kwasic ketonowych największe

znaczenie praktyczne mają kwasica ketonowa
cukrzycowa i kwasica ketonowa poalkoholowa.

CUKRZYCA

OBJAWY KLINICZNE - CUKRZYCA

• W toku miernie nasilonej kwasicy kontakt z chorym

jest zwykle utrzymany, choć nieco utrudniony.
W przypadku ciężkiej kwasicy ketonowej chory
znajduje się w głębokim śnie (śpiączka cukrzycowa
ketonowa) i nie reaguje na żadne bodźce bólowe.

• Badania laboratoryjne. Hiperglikemia - około 14

mmol/l, ketonemia, ketonuria, glukozuria, spadek
pH (nawet <7) oraz wzrost stężenia mocznika.

BRAK INSULINY

Kwasica ketonowa - alkoholizm

• Do

ambulatorium

szpitalnego

przywieziono

50-

letniego Jana K.

Mężczyzna był wychudzony oraz

słabo zorientowany w czasie i w otoczeniu. W
wydychanym przez niego powietrzu czuć było zapach
acetonu.

acetonu.

• Badania laboratoryjne. Hipoglikemia 3 mmol/l, brak

glukozy w moczu, ketonemia, ketonuria, pH = 7,28,
stężenie mocznika w normie.

ALKOHOL HAMUJE GLUKONEOGENEZĘ

Metabolizm etanolu

Etanol zmienia

Etanol zmienia

metabolizm energetyczny

metabolizm energetyczny

C

C

2

2

H

H

5

5

OH

OH

PRZEMIANY ETANOLU PROWADZĄ

PRZEMIANY ETANOLU PROWADZĄ

DO UZYSKANIA NADMIARU NADH

DO UZYSKANIA NADMIARU NADH

C

C H

H OH +NAD

OH +NAD

+

+

CH

CH CHO + NADH

CHO + NADH

dehydrogenaza
alkoholowa

C

C

2

2

H

H

5

5

OH +NAD

OH +NAD

+

+

CH

CH

3

3

CHO + NADH

CHO + NADH

CH

CH

3

3

CHO +NAD

CHO +NAD

+

+

CH

CH

3

3

COOH + NADH

COOH + NADH

alkoholowa

dehydrogenaza
aldehydowa

DUśE STĘśENIE NADH

DUśE STĘśENIE NADH

••

Hamuje glukoneogenezę

Hamuje glukoneogenezę

••

Prowadzi do gromadzenia się mleczanu

Prowadzi do gromadzenia się mleczanu

••

Hamuje utlenianie kwasów tłuszczowych

Hamuje utlenianie kwasów tłuszczowych

••

Pobudza syntezę kwasów tłuszczowych

Pobudza syntezę kwasów tłuszczowych

••

Pobudza syntezę kwasów tłuszczowych

Pobudza syntezę kwasów tłuszczowych

Konkluzja

Konkluzja

hipoglikemia

hipoglikemia

kwasica mleczanowa

kwasica mleczanowa

stłuszczenie wątroby

stłuszczenie wątroby

Inne metabolity etanolu

Inne metabolity etanolu

aldehyd octowy

aldehyd octowy CH

CH

3

3

CHO

CHO

acetyloCoA

acetyloCoA CH

CH

3

3

CO

CO-

-S

S-

-CoA

CoA

CIAŁA KETONOWE

Aldehyd octowy i acetylo

Aldehyd octowy i acetylo-

-CoA

CoA

nagromadzenie się acetylo

nagromadzenie się acetylo-

-CoA prowadzi do

CoA prowadzi do

produkcji ciał ketonowych, zwiększając

produkcji ciał ketonowych, zwiększając
zakwaszenie, które już zostało wywołane

zakwaszenie, które już zostało wywołane
dużym stężeniem mleczanu: pH krwi spada

dużym stężeniem mleczanu: pH krwi spada

dużym stężeniem mleczanu: pH krwi spada

dużym stężeniem mleczanu: pH krwi spada

aldehyd octowy jest jednym z najbardziej

aldehyd octowy jest jednym z najbardziej
reaktywnych związków

reaktywnych związków -

-reaguje ze

reaguje ze

składnikami komórek, prowadząc do ich

składnikami komórek, prowadząc do ich
uszkodzenia

uszkodzenia

SYNDROM DNIA NASTĘPNEGO

aldehyd octowy

Poziom aldehydu octowego u osób

z prawidłową aktywnością i z niedoborem

dehydrogenazy aldehydowej (ALDH) we krwi

po wypiciu 100 ml 45% etanolu

Osoby z prawidłow

ą

aktywno

ś

ci

ą

ALDH

2,1±1,7

µ

mol/l

aktywno

ś

ci

ą

ALDH

Osoby z deficytem
aktywno

ś

ci ALDH

35,4±12,8

µ

mol/l