INTEGRACIJA METABOLIZMA

Osnovne strategije metabolizma

ATP – univerzalni vir energije v celici (krčenje mišic, aktivni transport, amplifikacija signala, biosinteza)

NADPH – redukcijska moč (biosinteza gradnikov)

Katabolizem – tvorba ATP (iz glukoze, maščob in/ali proteinov)– tvorba NADPH (pentoza fosfatni cikel)

Malo prekurzorjev in veliko končnih produktov biosinteze, metaboliti so udeleženi hkrati v tvorbi celične energije in v biosintezi

Biosintetske (anabolne) in katabolne poti so prostorsko/encimsko ločene

Osnovne strategije uravnavanja metabolizma

- Alosterične interakcije (acetil-CoA karboksilaza/citrat) (ms – s)

- Kovalentne modifikacije (fosforilacija) (s – min)

- Količina encima

- Prostorsko ločevanje

Subcelularna lokalizacija glavnih metabolnih poti

Glavno mesto uravnavanja glikolize

Glavno mesto uravnavanja glukoneogeneze

Vloga fruktoze 2,6-bisfosfata v jetrih

Uravnavanje TCA

Prebitek ATP zmanjšuje aktivnostizocitrat-dehidrogenaze in alfa-ketoglutarat-dehidrogenaze.Tako cikel deluje v skladu s potrebami po ATP.Cikel služi regeneraciji donorjev elektronov.

Uravnavanje oksidativne fosforilacije

Do oksidacije NADH in FADH2 pride samo ob hkratni fosforilaciji ADP v ATP.

Piruvat kot prekurzor v biosintezi / povezava TCA z biosintezo

Glavno mesto uravnavanja pentoza fosfatne poti

Recipročno uravnavanja sinteze in razgradnje glikogena

Glavno mesto uravnavanja sinteze m.k.

Uravnavanje oksidacije m.k.

β-oksidacija lahko poteka le ob hkratni regeneraciji NAD+ in FAD (sklopljeno z oksidativno fosforilacijo).

Možgani

• potrebe po glukozi: 120 g/dan (t.j. ca 60% ob počitku)

• za vzdrževanje membranskih potencialov pri prenosu impulzov

• glukoza vstopa v celice preko transporterja GLU3• pri stradanju lahko porabljajo tudi ketonska

telesca

Mišice

• ¾ vsega glikogena je v mišicah (1%, ko je “napolnjena”)• glikogen se pretvarja v glu-6-P samo za lastne potrebe• zelo aktivne mišice: glikoliza bolj aktivna od cikla

citronske kisline => redukcija piruvata do laktata (delno prehaja v jetra) in transaminacija do Ala

• mirujoča mišica porablja predvsem maščobne kisline• srčna mišica nima glikogena in ne more delati v

anaerobnih pogojih: porablja maščobne kisline, ketonska telesca in laktat

Energetske rezerve po organih

400

Metabolne povezave med jetri in mišicami

Maščobno tkivo

• sinteza maščobnih kislin in triacilglicerola v jetrih• lipoproteinski delci potujejo do adipocitov• lipaza odcepi maščobne kisline, ki vstopijo v celico in

ponovno tvorijo triacilgliceride• ko nastopi potreba, lipaze triacilgliceride razcepijo

(regulacija preko adrenalina in fosforilacije)

Ledvica

• tvorba urina• velike potrebe po energiji za reabsorbiranje snovi =>

velike potrebe po kisiku• med stradanjem glukoneogeneza zagotavlja ½ potreb po

glukozi v krvi

Jetra• zagotavljanje goriv za druge organe• odstranjevanje snovi iz prebavil• pretvorba glukoze v glikogen in nazaj• glu-6-P za acetil-CoA in cikel pentoza-fosfata• glukoneogeneza (laktat & alanin (mišica), glicerol

(adipociti), glukogene a.k. (prehrana))

• sinteza m.k. (VLDL) in• sinteza ketonskih telesc v pogojih stradanja –

regulacija preko karnitin-aciltransferaze• razgradnja aminokislin z odcepom NH2 (α-keto

kisline so primarni energijski vir) in nastankom uree

Izločanje inzulina iz β celic pankreasa

Spremembe koncentracije hraniv v krvi pri stradanju

Nastanek ketonskih telesc (jetra)

Vstop ketonskih telesc v TCA (možgani)

Diabetes melitus (sladkorna bolezen)

- Tip I: nezadostna sekrecija inzulina

- Tip II: celice ne reagirajo ustrezno na inzulin

Telo se obnaša podobno kot pri stradanju.