Egészségügy | Dietetika, táplálkozástudomány » Az intermedier anyagcsere

Az intermedier anyagcsere biztosítja a szevezet sejtjei, szövetei számára a mindenkor megfelelő energia/tápanyag ellátást Energiaforrás: szénhidrát zsírok aminosavak Alapvető feladatok, kihívások Az energiahordozók (tápanyagok) felvétele szakaszos Az energiaigény, felhasználás folyamatos (de nem egyenletes) Megoldandó feladatok A sejtek számára közvetlenül a transzport-tápanyagok érhetők el. Ezek (vér)-plazmakoncentrációja azonban viszonylag alacsony, összmennyisége kicsi csak igen rövid, korlátozott időre biztosítja a szervezet energiaigényét Nem is lehet jelentősen növelni, mert: a kis molekulatömeg miatt nagy az ozmotikus aktivitásuk IC dehidráció filtrálódnak elvesznek, ozmotikus diurézist okoznak lipidek rosszul oldódnak egyéb problémák: glukóz  fehérjék glikálódását okozza lipidek  elősegíti az atherosclerosis kialakulását Transzporttápanyagként csak minimális tartalék, másképp kell

tárolni: raktározni kell Megoldandó feladatok Szakaszos felvétel folyamatos igény Nemcsak a “kevés”, a “sok” is káros A sejtek egy része igen “válogatós”: agy, vvt, szemlencse, cornea, here kizárólag, vagy elsősorban glukózt vvt, szemlencse, cornea: csak glukózt (csak glikolízis) agy: glukóz mellett ketontestet de csak akkor, ha annak koncentrációja magas, és akkor is csak az igény egy részét fedezheti) Az egyes energiaforrások nem alakíthatók át egymásba szabadon: Glukóz x x x x zsír (FFA) A raktározás módja: döntően intracelluláris szénhidrát glikogén aminosav fehérje zsír triglicerid (IC lipid csepp formában) Glikogén: kevés, máj 50g 1-2 órára elég izom 200g döntően “saját felhasználásra” Fehérje: sokkal több, minden szövetben jelentős mennyiség van az izomban de szükséges a funkcióhoz) Zsír : legnagyobb mennyiség, elsősorban zsírszövet; ideális lenne, vízmentesen, nagy

fajlagos energia, de glukóz csak igen korlátozottan képződhet belőle (a glicerin komponensből) szénhidrát -------- mindenkinek megfelel rosszul raktározható zsír --------- jól raktározható csak oxidatív lebontás nem minden szövet használja fel aminosav ---------- lehet glikogenetikus, de “értékes” a tárolás mellett egyéb funkciói miatt, + lebontáskor NH3 vagy urea képződik Az intermedier anyagcsere főszereplői “effektorai” máj zsírszövet vázizom agy Szabályozását különböző endokrin mirigyek által termelt hormonok végzik A máj intermedier anyagcseréje (egy része) glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén fehérje fruktóz6P fruktóz1-6diP foszfoenol piruvát oxálacetát piruvát a m i n o s a v β-OH vajsav acetecetsav HMG-CoA laktát acetoacetil-CoA acetil-CoA citrát kör malonil-CoA FFA P-glicerát glicerin triglicerid A máj intermedier anyagcseréje (egy része) glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén

fehérje fruktóz6P fruktóz1-6diP foszfoenol piruvát oxálacetát piruvát a m i n o s a v β-OH vajsav acetecetsav HMG-CoA laktát acetoacetil-CoA acetil-CoA citrát kör malonil-CoA FFA P-glicerát glicerin triglicerid A szükségletnek megfelelően anabolikus/katabolikus folyamatok játszódnak le Anabolikus PROTEIN SZINTÉZIS Aminosav Protein LIPOGENEZIS ac-CoA FFA FFA + P-glicerát TG GLIKOGENEZIS glukózP glikogén GLUKONEOGENEZIS Asav Laktát Glicerin glukózP Katabolikus PROTEOLIZIS Protein Aminosav LIPOLIZIS TG FFA FFA + glicerin CO2 + H2O GLIKOGENOLIZIS glikogén glukózP GLIKOLIZIS glukózP ac-CoA piruvát laktát A transzporttápanyagok eliminálása, a raktárakból való mobilizálás Anabolikus PROTEIN SZINTÉZIS Aminosav Protein LIPOGENEZIS ac-CoA FFA FFA + P-glicerát TG GLIKOGENEZIS glukózP glikogén GLUKONEOGENEZIS Asav Laktát Glicerin glukózP Katabolikus PROTEOLIZIS Protein Aminosav LIPOLIZIS TG FFA FFA + glicerin

CO2 + H2O GLIKOGENOLIZIS glikogén glukózP GLIKOLIZIS glukózP ac-CoA piruvát laktát A szabályozás filozófiája 1. a plazma [glukóz]-ját normál szinten tartani ha , raktározni felhasználni (energiaforrás a glukóz és nem egyéb) ha ↓, az elfogyasztott mennyiséget pótolni glikogén glukoneogenezeis a nem obligát felhasználást korlátozni más energiaforrást használni (ezt biztosítani) 2. a szabályozás döntő tényezője az inzulin van/nincs 3. a többi hormon a [glukóz]-t , egyéb tekintetben egymástól eltérő hatással rendelkezik Szabályozás: döntően endokrin rendszer bőség hiány raktározás mobilizálás anabolikus katabolikus transzporttápanyag ↓ inzulin transzporttápanyag * vércukor  glukagon katekolaminok GH (növekedési hormon)* glukokortikoiok Központi szerepük van a pancreas endokrin sejtjeinek 1870 Langerhans szigetek 1890 Pancreas eltávolítás diabetes 1921 inzulin (Banting és Best)

1922 diabeteszes kóma kezelés 1923 Nobel díj Langerhans sziget inzulin 106 sziget (50-200 sejt/sziget) β-sejtek glukagon α-sejtek somatostatin -sejtek Az egyes sejtek között parakrin hatások Az inzulin szintézise sejtmag mRNS riboszómák prepro-inzulin ER Golgi Golgi β-granulum pro-inzulin inzulin Az inzulin tárolása szekréciós granulumban történik Inzulin + C peptid equimoláris mennyiségben Inzulin Zn2+-nal komplex formában 10 U/nap leadás (éhező) 30-40 U/nap leadás (vegyes táplálkozás) pancreas inzulin tartalma: 180 U A szekréció szabályozása Exocitózis: fokozza 1./ [Ca2+]IC 2./ cAMP 3./ ? Serkentő tényezők GLUKÓZ aminosav (lizin, arginin, leucin) glukagon GLP GIP β-adrenerg vagus (M1-es receptor) Gátló tényezők hypoglikémia szomatosztatin leptin α2-adrenerg A glukóz hatása az inzulin-elválasztásra normalizált inzulinszekréció glukóz koncentráció a 15 pancreas artériában 10 mM 5 (mM)

óra Glukóz hatása a béta-sejt membránpotenciáljára [glukóz] mM 7.5 5 0 Hogyan vezet a glukóz depolarizációhoz? 1 A glukóznak be kell jutnia a sejtbe Glut 2 glukóz transzporter magas Km=17mM glut 1,3,4 Vmax glut 2 V1/2 4 5 17 mM Hogyan vezet a glukóz depolarizációhoz? 1 A glukóznak metabolizálódnia kell Glukokináz magas KmKm=7-8 mM glukóz-6P hexokináz Vmax glukokináz V1/2 ATP 4 5 8 mM A befelé rektifikáló ATP-vel szabályozott K+ csatornát (KATP) az ATP gátolja α-alegység=Kir β-alegység=SUR ABC transzporter család Hasonló felépítésű befelé rektifikáló csatornák szív vaszkuláris simaizom Befelé rektifikáló KATP csatorna a szívben (ingerképzés) ischemia bradycardia később aktiválódnak Na+ Ca2+ K+ Ischemia ischemia ATP SUR2a IF -- Tcsatáram --Lcsatáram hyperpolarizáció az ingerképző és ingerületvezető rendszerben Befelé rektifikáló KATP csatorna a szívben munkaizom

ischemia csökkent szív munka csökkent O2 igény kontrakció Ca2+ csatorna Ca2+ K+ Ischemia ischemia ATP SUR2a rövidebb ideig marad nyitva hyperpolarizáció és gyorsabb repolarizáció Befelé rektifikáló KATP csatorna a vaszkuláris simaizomban ischemia vazodilatció fokozott perfúzió simaizom tónus Ca2+ csatorna Ca2+ K+ Ischemia ischemia ATP SUR2b hyperpolarizáció Befelé rektifikáló KATP csatorna a β sejtben [glukóz] ↑ inzulin szekréció ↑ inzulin szekréció FF Ca2+ csatorna Ca2+ + K+ Ischemia [glukóz] ↑ ATP ATP SUR1 depolarizáció A β sejt befelé rektifikáló KATP csatornájának farmakológiás szabályozása szulfanilurea inzulin szekréció ↑ inzulin szekréció Ca2+ csatorna Ca2+ + K+ Ischemia Ischemia ATP SUR1 depolarizáció szulfanilurea (zárja a csatornát) Diazoxid még magas [ATP] esetén is nyitja a KATP csatornát csökkenti az inzulin szekréciót inzulin szekréció Ca2+ csatorna

Ca2+ ++ Glukóz [ATP] depolarizáció hyperpolarizáció - diazoxid 1 magas [ATP] esetén is nyitja a KATP csatornát ATP-függő befelé rektifikáló K+ csatorna farmakológia: SULFANYLUREA zárdepolarizál szekréció DIAZOXID nyit (ATP-mellett is) hyperpolarizál szekréció↓ jelenlétében a K+ csatorna diazoxid végig nyitva van ! depolarizáció a [K+] megemelésével 30 mM glukóz Az inzulin szekréció ilyen körülmények között is függ a glukóz koncentrációtól 0,6 mM glukóz 30 mM glukóz A glukóz nemcsak a [Ca2+] emelésével szabályoz 0,6 mM glukóz hyperpolarizált β sejt Wollheim, 2000 Diabetologia 30 mM glukóz 0,6 mM glukóz Glukóz által kiváltott inzulin-szekréció celluláris mechanizmusa nem Ca2+-on keresztül hat, potencíroz Glukóz hatása az inzulin-elválasztásra “priming” normalizált inzulinszekréció 15 pancreas artéria glukóz koncentráció 10 mM (mM) 5 glukóz GLUT-2 oxidáció

depolarizáció szulfanilurea szulfanilurea K+ csatorna ER GLUKÓZ szint növekedése az inzulin szintézist is fokozza Golgi szintézis Ca2+ csatorna szekréció A β-sejt szabályozásának további tényezői SERKENTŐK aminosavak: lizin, arginin, leucin GIP bélhormon cAMP GLP az intracelluláris Langerhans sziget parakrin Glukagon második hírvivő adrenalin β2 PLC IP3Ca2+.PIP2 Ach M1 GÁTLÓK katekolaminok α2 Langerhans sziget parakrinszomatosztatin zsírszövet leptin cAMP ? inzulin válasz (μU-perc) Bélhormonok hatása az inzulin-szekrécióra A perfundáló folyadék glukóz koncentrációja (mM) A plazma [glukóz]↑ potencírozza a β-adrenerg agonista izoproterenol inzulin-szekréciót fokozó hatását 15 plazma [glukóz] 10 mM 5 [inzulin] μU/ml izoproterenol 12 μg Nagy adag katekolamin hatása az inzulin-szekrécióra α2 adrenerg hatás cAMP↓ Szomatoszatin gátolja az inzulin szekréciót 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 perc

Parakrin hatások a Langerhans szigetben 1 β-sejtek + β-sejtek inzulin α-sejtek glukagon α-sejtek -sejtek -sejtek szomatosztatin Az inzulin receptor szerkezete IRS-1 PDK1 egyéb jelátviteli utak (foszfoinozitid dependens kináz) PKB (Akt) (Akt) PKB mitogén szignálok Glut4 glikogén transzkripció kihelyezés szintézis stb. sejt túlélés aminosavak glukóz IRS1 K+ A GLUT 4 glukóz transzporter membránba helyeződése Glukóz transzport a sejtekbe ↑ (mindenhol, ahol van glut-4 transzporter) inzulintól függő glukóz felvétel 4 Vmax V1/2 glut 1,3 glut 4 zsírszövet* izom* pancreas α-sejt kötőszövet limfoid szövet stb. inzulintól független glukóz felvétel pancreas β-sejt máj 2 vese bél agy vvt cornea 3 glut 2 *, a glut-4 mellett glut-1 is van de ez csak sokkal kisebb transzportot tesz lehetővé aminosavak glukóz IRS1 K+ Az inzulin elősegíti az aminavak felvételét anabolikus hatású A(z)

"body builder insulin" kifejezés 1-10. találata az összes, kb. 369 000 találatból (0,35 másodperc) HOME :: Recreation-and-Sports / Bodybuilding Insulin in Body Building By Roger Mitchell Article Word Count: 394 [View Summary] Comments (0) aminosavak glukóz IRS1 enzimaktiválás: glikogén szintetáz foszfodiészteráz stb. K+ A szövetek többségében létrejövő inzulin hatások 1./ Aminosav transzport a sejtekbe ↑ protein szintézis (mechanizmus ismeretlen) 2./ K+ transzport a sejtekbe ↑ ( Na+/K+ ATP-ase kihelyeződik + ismeretlen mechanizmus) 3./ foszfodieszteráz enzim aktiválódik cAMP szint ↓ 4./ növekedést serkentő hatás A máj intermedier anyagcseréje glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén frukóz6P fehérje frukóz-2-6diP frukóz1-6diP foszfoenol piruvát oxálacetát piruvát a m i n o s a v β-OH vajsav acetecetsav HMG-CoA laktát acetoacetil-CoA acetil-CoA citrát kör malonil-CoA FFA P-glicerát glicerin

triglicerid Az inzulin hatása a májszövetben glukóz glukóz6P glukóz1P x glikogén fehérje fruktóz6P frukóz-2-6diP fruktóz1-6diP x x x foszfoenol piruvát oxálacetát piruvát laktát x acetil-CoA citrát kör a m i n o s a v β-OH vajsav acetecetsav HMG-CoA acetoacetil-CoA x malonil-CoA FFA P-glicerát glicerin triglicerid A zsírszövet intermedier anyagcseréje glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén fruktóz6P fruktóz1-6diP P-glicerát foszfoenol piruvát piruvát acetil-CoA citrát kör malonil-CoA FFA glicerin triglicerid Az inzulin hatásai a zsírszövetben glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén fruktóz6P fruktóz1-6diP P-glicerát foszfoenol piruvát piruvát X acetil-CoA citrát kör malonil-CoA FFA X triglicerid glicerin X A lipoproteinek és a lipoprotein lipáz inzulin (clearing faktor) X P-glicerát FFA X triglicerid glicerin Vérplazma e n d o t h e l X e n d o t h e l FFA albumin glicerin

lipoprotein lipáz chilomikron triglicerid VLDL Különböző lipoproteinek a vérben triglicerid szállítás bélhámsejt eredetű máj eredetű Az izomszövet intermedier anyagcseréje glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén fehérje fruktóz6P fruktóz1-6diP foszfoenol piruvát piruvát a m i n o s a v laktát ketontest acetil-CoA citrát kör FFA Az inzulin hatásai az izomszövetben glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén fehérje fruktóz6P fruktóz1-6diP foszfoenol piruvát piruvát a m i n o s a v laktát ketontest acetil-CoA citrát kör FFA Anabolikus Katabolikus PROTEIN SZINTÉZIS Asav PROTEOLIZIS Protein Protein LIPOGENEZIS LIPOLIZIS ac-CoA FFA FFA + gliceroP TG GLIKOGENEZIS glukózP TG FFA glukózP FFA + glicerin CO2 + H2O GLIKOGENOLIZIS glikogén glikogén GLUKONEOGENEZIS Asav Laktát Glicerin Asav glukózP GLIKOLIZIS glukózP Inzulin hatásai piruvát ac-CoA laktát inzulin injekció/infúzió adr.

„vészreakció” noradr. hypoglikémia glukagon „stressz” kortizol hypoglikémia növekedési hormon A glukagon szintézise Langerhans sziget α sejt vékonybél A glukagon szekréció szabályozása Serkentő tényezők hypoglikémia aminosavak (arg, lys) szimpatikus IR katekolaminok kortizol (permisszív hatás) GH (növekedési hormon) Gátló tényezők glukóz (glut-4 transzporter) inzulin (glukóz transzport +génátírás↓) szomatosztatin FFA Glukóz hatása a pancreas α-sejt elektromos aktivitása glukóz glukóz A normál „vad típusú” α sejt alacsony glukóz mellett is depolarizált: -(40 -50) mV akciós potenciálok a glukóz tovább depolarizál (-30 mV) akciós potenciálok ↓ SUR-/- (knock out) állaton ez nem következik be Az aminosavak serkentik a glukagon szekréciót, de ez magas [glukóz] esetén kevésbé érvényesül Szimpatikus izgalom, és stressz fokozza a glukagon elválasztást (β-adrenerg hatás) cAMP A

szomatosztatin mind a glukagon-, mind az inzulin szekréciót gátolja Parakrin hatások a Langerhans szigetben 2 β-sejtek + β-sejtek inzulin α-sejtek α-sejtek glukagon + -sejtek szomatosztatin -sejtek A glukagon hatásai A glukagon Gs adenilát cikláz cAMP Receptor főként a májban inzulinnal ellenétes metabolikus hatások (és a β sejtben) A máj intermedier anyagcseréje glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén frukóz6P fehérje frukóz1-6diP foszfoenol piruvát oxálacetát piruvát a m i n o s a v β-OH vajsav acetecetsav HMG-CoA laktát acetoacetil-CoA acetil-CoA citrát kör malonil-CoA FFA P-glicerát glicerin triglicerid A glukagon hatásai a májszövetben glukóz X glukóz1P X glikogén glukóz6P fehérje fruktóz6P X a m i n o s a v fruktóz1-6diP foszfoenol piruvát oxálacetát X piruvát citrát kör β-OH vajsav acetecetsav HMG-CoA laktát X acetil-CoA X acetoacetil-CoA X malonil-CoA FFA

P-glicerát glicerin XX triglicerid Az intermed ACS-re ható további hormonok szimpatikus aktivitás fokozódása katekolaminok β receptor cAMP nemcsak a májra, hanem zsírszövetre és az izomra is hatnak máj izomszövet zsírszövet pancreas α sejt glukagon Az adrenalin hatásai a májszövetben (itt megegyezik a glukagonnal) glukóz X glukóz1P X glikogén glukóz6P fehérje fruktóz6P X a m i n o s a v fruktóz1-6diP foszfoenol piruvát oxálacetát X piruvát citrát kör β-OH vajsav acetecetsav HMG-CoA laktát X acetil-CoA X acetoacetil-CoA X malonil-CoA FFA P-glicerát glicerin XX triglicerid Az izomszövet intermedier anyagcseréje glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén fehérje fruktóz6P fruktóz1-6diP foszfoenol piruvát piruvát a m i n o s a v laktát ketontest acetil-CoA citrát kör FFA Az adrenalin hatásai az izomszövetben glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén fehérje fruktóz6P fruktóz1-6diP

foszfoenol piruvát piruvát a m i n o s a v laktát ketontest acetil-CoA citrát kör FFA Adrenalin infúzió hatása az izom és a máj glikogén tartalmára (Cori Kör) máj glikogén plazma glukóz vér laktát izom glikogén A zsírszövet intermedier anyagcseréje glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén fruktóz6P fruktóz1-6diP P-glicerát foszfoenol piruvát piruvát acetil-CoA citrát kör malonil-CoA FFA glicerin triglicerid Az adrenalin hatásai a zsírszövetben glukóz glukóz6P fruktóz6P X fruktóz1-6diP P-glicerát foszfoenol piruvát X piruvát acetil-CoA citrát kör X malonil-CoA FFA X glicerin triglicerid hormonszenzitív lipáz Az intermed ACS-re ható további hormonok központi idegrendszer ACTH glukokortikoidok (kortizol) STRESSZ proteolízis inzulin érzékenység↓ foszfodieszteráz gátlás glukoneogenezis (enzim expresszió) permisszív hatások β-receptor glukagon szekréció A kortizol hatásai az

izomszövetben X glukóz glukóz6P glukóz1P glikogén fehérje fruktóz6P fruktóz1-6diP foszfoenol piruvát piruvát a m i n o s a v X laktát ketontest acetil-CoA citrát kör FFA +csontsz. +nyiroksz. +kötősz. +bőr stb. A kortizol hatásai a zsírszövetben (subcutan) X glukóz glukóz6P fruktóz6P X fruktóz1-6diP P-glicerát foszfoenol piruvát X piruvát acetil-CoA citrát kör X malonil-CoA FFA X triglicerid X glicerin A kortizol hatásai a májszövetben glukóz X glukóz6P glukóz1P glikogén !! X fehérje fruktóz6P X fruktóz1-6diP foszfoenol piruvát oxálacetát X piruvát X acetil-CoA citrát kör a m i n o s a v β-OH vajsav acetecetsav HMG-CoA laktát acetoacetil-CoA malonil-CoA FFA P-glicerát glicerin triglicerid Az intermed ACS-re ható további hormonok hypoglikémia aminosavak . glukóz FFA . inzulin ↓ érzékenység + Növekedési hormon GH Direkt hatás (nem IGF) zsírszövet pancreas α-sejt máj

glukagon szekr.↑ glukóz felvétel ↓ protein szintézis↑ lipolízis↑ plazma [glukóz]↑ FFA IGF1 Növekedési hormon GH IGF1 Indirekt hatás izomszövet csont szív tüdő porc aminosav felvétel ↑ protein szintézis ↑ (inzulinszerű hatás) Az intermedier a.cs hatások erősen függnek az inzulin, ill kortizol jelenlététől magas GH koncentrációk esetén a direkt hatások dominálnak A hypoglikémia ellen védő hormonok nem egyformán érzékenyek a plazma [glukóz] csökkenésre 4.6 mM glukóz 3.8 mM glukóz 3.8 mM glukóz 3.7 mM glukóz 3.2 mM glukóz inzulin szekréció↓ glukagon szekréció↑ adrenalin szekréció↑ GH szekréció↑ kortizol szekréció↑ 3.0 mM glukóznál hipoglikémiás tünetek 2.8 mM glukóznál tudatzavar Az intermed ACS-re ható további hormonok hypoglikémia aminosavak . glukóz FFA . inzulin ↓ érzékenység + Növekedési hormon GH Direkt hatás (nem IGF) zsírszövet pancreas α-sejt máj glukagon

szekr.↑ glukóz felvétel ↓ protein szintézis↑ lipolízis↑ plazma [glukóz]↑ FFA IGF1 Növekedési hormon GH IGF1 Indirekt hatás izomszövet csont szív tüdő porc aminosav felvétel ↑ protein szintézis ↑ (inzulinszerű hatás) Az intermedier a.cs hatások erősen függnek az inzulin, ill kortizol jelenlététől magas GH koncentrációk esetén a direkt hatások dominálnak A hypoglikémia ellen védő hormonok nem egyformán érzékenyek a plazma [glukóz] csökkenésre 4.6 mM glukóz 3.8 mM glukóz 3.8 mM glukóz 3.7 mM glukóz 3.2 mM glukóz inzulin szekréció↓ glukagon szekréció↑ adrenalin szekréció↑ GH szekréció↑ kortizol szekréció↑ 3.0 mM glukóznál hipoglikémiás tünetek 2.8 mM glukóznál tudatzavar Az intermedier ACS-re ható további hormonok Pajzsmirigyhormonok (T4; T3) lipolízis↑ glukoneogenezis ↑ glukóz felszívás (bélből) ↑ proteinszintézis +/alapanyagcsere↑ pemisszív hatások: katekolamin (β

receptor) ↑ inzulinérzékenység ↓ androgének ösztrogének elsősorban fehérje és lipid anyagcsere hatások Az intermedier ACS-re ható, a plazma glukóz koncentrációját emelő hormonok glukagon --- cAMP csak* a májra hat glikogenolízis glukoneogenezis ketontest képzés katekolaminok--- máj : + izomszövet: + zsírszövet : u.a mint glukagon glikogenolízis lipolízis glukokortikoidok– transzkripciós szintű szabályozás protein lebontás különböző szövetekben permisszív hatás glukagon, β-adrenerg, PDE gátlás, inzulin hatás gátlása máj: glukoneogenezis, glikogén szintézis zsírszövet: lipolízis (periférián) GH növekedési hormon ---direkt hatások (anti-inzulin) plazma glukóz ↑ ---indirekt hatások (IGF1, inzulinszerű) plazma glukóz↓ -----------------------------------------------------------------------------------------------------------Pajzsmirgyhormonok (T4, T3)---- lipolízis, glukózfelszívás↑, antiinzulin hatások

Szexuálszteroidok--- fehérje és lipidanyagcsere hatások Az intermed ACS-re ható további zsírszövet eredetű mediátorok (hormonok) adipocytokinek Étkezéssel kapcsolatos hormonális változások fehérje-gazdag szénhidrát-gazdag inzulin/glukagon=3-5 inzulin/glukagon=30-40 étkezés étkezés α-aminosav inzulin glukagon étkezés étkezés étkezés Vegyes táplálkozás Az intermedier anyagcsere változásai éhezés során Feladatok: 1 a raktárakból/tartalékokból biztosítani az obligát glukóz felhasználók (idegsejtek, vvt, stb.) számára a glukózt 2 A többi szövet számára elsősorban más forrásból biztosítani az energiaellátást 3 A tápanyag (minőségi) igény részleges módosulása 4 Az energiaigény/felhasználás csökkentése Szabályozók: Inzulin↓ Főszereplők: glukagon↑ adrenalin↑ GH↑ kortizol (=) de kell! T3 ↓ Máj Zsírszövet Izomszövet Agy egyéb szövetek Az éhezés szakaszai 1./ Éhomi

állapot (0-24 óra) máj glikogén (~75%) izom glikogénlaktát glicerin glukoneogenezis (~25%) (máj) zsírszövet lipolízis FFA Vérplazma [glukóz] nem csökken Inzulin↓ Vvt glukóz agy glukagon↑ kortizol = de kell! izomszövet szívizom stb. Glukóz felhasználás ↓ Az éhezés szakaszai 2./ Rövidtávú éhezés (24-72 óra) máj glikogén 0 proteolízis↑↑ Izom (glikogénlaktát) glikoneogenezis (100%) (máj) Vvt glukóz agy glicerin zsírszövet lipolízis FFA Vérplazma [glukóz] kissé csökken Inzulin↓↓ glukagon↑↑ adrenalin kortizol = de kell! GH izomszövet szívizom stb. Glukóz felhasználás ↓↓ Az éhezés szakaszai 3./ Hosszútávú éhezés (72 óra<) (inaktivitás, alapanyagcsere↓) Izom proteolízis ↑* (glikogén 0) glikoneogenezis (100%) (máj) glicerin zsírszövet lipolízis FFA Vérplazma [glukóz] csökken Inzulin↓↓↓ glukóz (50%) Vvt agy (50%) izomszövet szívizom stb. Glukóz

felhasználás glukagon↑↑↑ adrenalin kortizol = de kell! GH↑↑ T3 ↓ alig g/óra g l u k ó z f o g y a s z t á s A szevezet glukóz fogyasztása tartós éhezés során 40 exogén 30 20 10 glikogén glukoneogenezis 0 órák napok Megterhelésre (stressz) létrejövő katabolikus válasz DE elsődlegesen jönnek létre! Az éhezés kapcsán látottakra részben emlékeztető anyagcsereváltozások katekolaminok↑ glukokortikoid ↑ Lipolízis Proteolízis Glukoneogenezis Glikogenolízis Inzulinszint ↓ és érzékenység Glukagon ↑ !!! Vércukorszint ↑ FFA ↑ Ketontestképzés ↑ Munkavégzés Az előbbihez hasonló folyamatok + a működő izomban glut4 transzporter kihelyeződése A működő izom a csökkent inzulin szint ellenére is elegendő glukózhoz jut Anaerob energiatermelésre is van mód a nem/kevésbé működő izomban csökkent a glukóz felvétel/fogyasztás Intermedier anyagcsere zavar diabetes mellitus

Intermedier anyagcsere zavar Diabetes mellitus („méz diabetes”) 1 típusú Inzulin dependens IDDM, 1TDM Juvenilis 2 típusú Nem inzulindependens NIDDM, 2TDM Inzulin dependens diabetes mellitus 1 típusú, IDDM A Langerhans szigetek β sejtjei autoimmun folyamat miatt elpusztulnak A β 60%-ának pusztulását követően exogén hyperglikémia vércukor szint ↑ csak szénhidrát bevitelre (csökkent szénhidrát tolerancia) Később endogén hyperglikémia az éhomi vércukor szint is magasabb; ilyenkor a glukóz forrása a fokozott glukoneogenezis. Kóros anyagcserefolyamatok inzulin dependens diabetes mellitusban α sejteket gátló hatás kiesik β sejt működés károsodik glukagon szekréció ↑ inzulin szekréció ↓ zsírsz. izomsz. glikogén lebontás glikogén lebontás lipolízis glukoneogenezis fehérje lebontás laktát aminosav máj leadás glukóz ketontest képzés glicerin FFA ketontestek trigliceridek Kóros anyagcserefolyamatok

inzulin dependens diabetes mellitusban β sejt működés károsodik α sejtjei gátló hatás kiesik glukagon szekréció ↑ inzulin szekréció ↓ szomatosztatin izomsz. glikogén lebontás zsírsz. glikogén lebontás lipolízis glukoneogenezis fehérje lebontás laktát aminosav máj leadás glukóz ketontest képzés glicerin FFA ketontestek trigliceridek Az anyagcserezavar következményei Hyperglykemia Vesében filtrált glukóz ↑ Nem tud teljesen visszaszívódni (Tm) Ozmotikus diurézis Víz- és elektrolitvesztés (Na+, Cl-) Szomjúság, polydipsia Dehidráció, exsiccosis Csökkent vértérfogat keringési zavar Ketonemia (acetecetsav, β-OH-vajsav) Ketoacidózis (metabolikus acidózis) Légzési kompenzáció (hyperventiláció) Hányás folyadékvesztés DIABETESES KÓMA Elhízottakban azonos vércukorszint biztosításához nagyobb inzulin szekréció szükséges Normál testsúlyú és elhízott emberekben a plazma: glukóz C

peptid inzulin szintek C-peptid glukóz Inzulin napi változásai. A testtömegindex összefüggése az inzulin rezisztenciával és inzulin hiperszekrécióval Gyakoriság (%) 90 80 70 60 50 76 kg 175 cm 86 kg 175 cm 107 kg 175 cm 25 28 35 40 30 20 10 0 35 felett Testtömegindex: testtömeg/testmagaság2 (kg/m2) A nagyobb testtömegindex a nem inzulin dependens diabetes mellitusszal (NIDDM) is + korrelációt mutat férfiak nők NIDDM atherosclerosis hypertensio coronária betegség testtömeg index NIDDM atherosclerosis hypertensio coronária betegség testtömeg index metabolikus szindróma Nem inzulin dependens diabetes mellitus NIDDM A leggyakoribb endokrin betegség: a plazma [glukóz] emelkedett, a magas inzulin koncentráció ellenére relatív inzulinhiány/ inzulin rezisztencia Heterogén etiológia, az esetek többségében a pontos háttere tisztázatlan, többkomponensű: (elhízás, táplálkozási szokások, genetikai tényezők, stb.)

okozhatja: a glukóz koncentrációt emelő hormonok túltermelése/adása (glukokortikoid, GH, T3.) A betegség későbbi stádiumban az inzulin szekréció csökken (β-sejtek kimerülnek) Az inzulin rezisztencia és a NIDDM a testtömeg indexnél is jobban korrelál az elhízás centrális formájával Haskörfogat: ffi< 94 cm, nő< 80 cm A zsírszövet szerepe az energiametabolizmusban 1. Triglicerid tárolás 2. Szabályozó peptid mediátorok, adipocitokinek termelése Az adiocitokinek termelését alapvetően befolyásolja a zsírsejtek triglicerid tartalma, a tápláltsági állapot Leptin leptin leptin-receptor genetikai hiánya: genetikai hiánya: ob/ob egér db/db egér Az ob/ob és a db/db egér egyaránt elhízott és diabeteses !! wt ob/ob Az viscerális zsírszövet által termelt mediátorok (hormonok) adipocytokinek leptin étvágyat csökkent inzulin szekréciót gátol inzulin rezisztenciát okoz rezisztin TNF IL6 inzulin

rezisztenciát okoznak gyulladásos mediátorok elválasztásuk + korrelációt mutat az abdominális zsírszövet mennyiségével A viscerális zsírszövet által termelt inzulin rezisztenciát okozó és gyulladásos mediátorok: leptin resistin TNFα Interleukin-6 A subcutan és a viscerális zsírszövet is termel inzulin rezisztenciát csökkentő és gyulladást gátló mediátort: adiponectin Egy további fontos, az intermedier ACS-re ható zsírszövet eredetű mediátor: adiponectin leptin étvágyat csökkent inzulin szekréciót gátol inzulin rezisztenciát okoz rezisztin TNF IL6 inzulin rezisztenciát okoznak elválasztásuk + korrelációt mutat az abdominális zsírszövet mennyiségével gyulladásos mediátorok adiponectin elválasztása - korrelációt mutat az zsírszövet mennyiségéve Az ob/ob leptin hiányos egér méginkább elhízik adiponektin fokozott expressziójára ob/ob + a.n ob/ob ob/ob ob/ob + transzgenikus adiponectin expr.

Az ob/ob leptin hiányos egér méginkább elhízik adiponektin fokozott expressziójára ob/ob + a.n ob/ob ob/ob ob/ob + transzgenikus adiponectin expr. Adiponectin csökkenti az ob/ob leptin hiányos egérben a máj (izom és egyéb szövetek) triglicerid tartalmát ezáltal csökkenti az inzulin rezisztenciát A máj triglicerid tartalma adiponectin hatására csökken ob/ob ob/ob + adiponectin transzgenikus egér Adiponectin csökkenti az ob/ob leptin hiányos egérben IL-6 (pg/ml) TNF-α (mRNS) a gyulladásos mediátorok szintjét, ill. expresszióját ob/ob ob/ob + a.n ob/ob ob/ob + a.n Éhomi szérum értékek vad típusú (WT), ob/ob, és ob/ob + adiponectin transzgenikus (ob/ob+Ad) egereknél WT ob/ob ob/ob+Ad) Adiponectin subcutan zsírszövet hiperplázia lipoprotein lipáz aktivitás fokozódik a subcutan zsírszövetben lipid raktározás fokozódik a subcutan zsírszövetben egyéb szövetekben (máj, izom, pancreas szigetek) a szöveti

lipidszint csökken inzulinnal szembeni érzékenység fokozódik gyulladásgátló hatás (fontos az atherosclerosis megelőzésében) A zsírszöveti mediátorok transzkripciós szabályozása gyógyszeresen befolyásolható TZD (tiazolidin dion) + PPARγ peroxisome proliferator activated receptor γ (transzkripciós faktor adipocita differenciálódás) + + rezisztin (inzulin rezisztenciát okoz) adiponectin túltáplálás éhezés A NIDDM állapotának javítására alkalmas lehet: diéta zsírszövet zsírtartalmát↓ adiponectin elválasztását ↑, leptin, rezisztin TNFα, IL6 elválasztását ↓ mozgás izomban glut4 kihelyződés, szulfanylurea KATP gátlás inzulin szekréció↑ TZD (tiazolidin-dion származékok) PPARγ rezisztin termelését gátolja adiponectin termelését serkenti inzulin. Megelőzendő a magas vércukorszint Késői komplikációk jelentős mértékben az emelkedett vércukorszint következményei glikáció, szabad gyökök

érrendszeri elváltozások (szem, szív, perifériás keringés) Hemoglobin glikációs teszt (HbA1C) A diabetes diagnózisa: korábban vércukor terhelési görbe diabetes mellitus diabetes mellitus 1 g/tskg Mai gyakorlat: éhomi vércukor ha ez bizonytalan (IFG) csak akkor terhelés 2 órás érték diabetes mellitus diabetes mellitus 11.1 mM glucose IGT= impared tolerance 7.0 mM 7.8 mM impared fasting IFG= glucose 6.1 mM glukóz (75g) 1 g/tskg A vizsgálatot megelőző hosszabb időtartam (1-2 hónap) vércukorszintjét tükrözi a hemoglobin glikáció mértéke (HbA1c) Célok a szénhidrát anyagcsere rendezésében HbA1C % Éhomi vércukor mmol/L ADA IDF (Európa) 2 A HbA1c 1% csökkenésének hatása Cukorbetegséggel kapcsolatos összhalálozás 21 % <7 1 HbA1c HbA1césésmacrovascularis macovasculáris rizikó csökkenés rizikó csökkenés < 6.7 < 6.5 < 6.0 ADA: Amerikai Diabetes Társaság Diabetes Care 1999; 22(Suppl 1):S32-S41.

IDF: Nemzetközi DiabetesDiabetic Szövetség Medicine 1999; 16: 716-30. 1 2 Myocardiális infarctus 14 % Perifériás érbetegség 43 %