Stofwisseling & Water- en Zout Huishouding I · 2020. 5. 1. · Stofwisseling & Water- en...

Stofwisseling & Water- en Zouthuishouding I Loes Koenen - April 2012

1

Stofwisseling & Water- en Zout Huishouding I I Morfologie Tractus Digestivus

II Leverfuncties en Lipidenmetabolisme

III Secretie en Absorptie

IV Eiwit- en Aminozuurmetabolisme

V De Nier: Morfologie en Hemodynamica

VI Osmo- en Volumeregulatie


2

I Morfologie Tractus Digestivus

Algemene bouw tractus digestivus

Specifieke bouw tractus digestivus

Oesophagus

meerlagig onverhoornend plaveiselepitheel + glandulae propriae in submucosa. Cardiaklieren nabij de maag; productie HCL.

Maag

Fovelae; afvoergang. Eenlagig epitheel met slijmnapcellen (apicaal granula). Maagkliertje (onder isthmus)

- Stamcellen (halsgebied: regeneratie beide zijden) - Halscellen - Wandcellen (HCl + intrisic factor; opname VB-12; ∆ cel, intracellulair caniculi) - Hoofdcellen (pepsinogeen, lipase) - Entero-endocriene cellen (basaal granula, zwarte korrels).

Dunne darm

Plicae, villi + crypten en microvilli. Zowel enterocyten als slijmbekercellen in epitheel. - Entero-endocriene cellen (serotonine, stimulatie darmperistatiek) - Paneth cellen (met apicaal lysozym: bacteriën verwijderen) - Stamcellen (onderin crypte): regeneratie een kant op.

Klieren van Brünner in duodenum submucosa (neutraliseren pH)

Dikke darm

alleen crypten, hogere verhouding slijmbekercellen:enterocyten(1:3)

Galblaas: eenlagig cilindrisch epitheel met laterale digitaties voor water resorptie. Geen muscularis

mucosae. Geen slijmbekercellen.

G-cellen: gastrineproductie; zet corpusklieren aan tot secretie. In maag + duodenum.

Bouw hepar

Fat storing cell: in ruimte van Disse: productie reticuline, opslag vitamine A in vetdruppels.

Cell van Von Kupffer: in lumen sinusoïde, vast aan endotheel, uitsteeksels ‘voelen’ aan erytrocyten,

macrofaag van de lever, controle binnenstromende portale bloed.

Pitcel: wand sinusoïd, met lymfocyten met granula, geactiveerde Natural Killer cel.


3

II Leverfuncties en Lipidenmetabolisme

Vetzuren

Linolzuur (omega 6) en Linoleenzuur (omega 3) dubbele binding na Delta C-10, dus essentieel; productie

eicosanoïden (prostaglandines, thromboxanen, leukotrienen)

Proces

Lipogenese

Lipolyse

Wanneer

Koolhydraat opname groter dan nodig, teveel omzetten in vetzuren

Afbreken van vetzuren

Proces

Reductieproces: opnemen van elektronen

Oxidatieproces: afstaan van elektronen

Energievoorziening*

NADPH NADP+ + H

+ + 2e

-

NAD+ + H

+ + 2e

- NADH

Plaats

Cytoplasma

Mitochondriën

*met P = anabool, p voor productie. Zonder p is metabool.

Beta-oxidatie: afbreken vetzuren tot acetyl-CoA: steeds 2 C-atomen afgeknipt, dus palmitinezuur (C16) kan 7x

worden geknipt waarbij 7 NADH (x2,5 ATP) en 7 FADH2 (x1,5 ATP) vrij komen (totaal 28 APT). Er ontstaan totaal

8 Acetyl-CoA (x10 ATP) die de CZC in gaan. (80 ATP + 28 ATP = 108 ATP)

Glucose: C6: 2x knippen, dus 2NADH, 2 FADH2, 3 Acetyl-CoA: 38 ATP. Meer glucose = meer Acetyl-CoA:

carboxylatie door ACC (acetyl-CoA carboxylase) en daardoor ontstaat een palmitine (vetzuur).

Tijdens langdurig vasten: Vetzuurafbraak voor energie, gaat CZC in voor gluconeogenese. OAA raakt op als

aminozuurtoevoer uit spieren minder wordt, waardoor Acetyl-CoA niet meer de CZC in kan en er een ophoping

ontstaat. Moet worden omgezet in ketonlichamen voor energie: hersenen gebruiken dit als brandstof.

Cholesterol

Opnametransporter apicaal enterocyt, geremd door ezetimibe. (werkt niet cholesterol verlagend, want lichaam

zal dan meer cholesterol produceren.)

Cholesterol-ester: cholesterol + aan de OH-groep een vetzuur, geproduceerd door LCAT (plasma) en ACAT (in

cel), dit kan worden opgenomen door HDL.

Cholesterolsynthese: in lever, darm, bijnierschors, gonaden: acetyl-CoA beginstof, reductieproces (zie

hierboven), HMG-CoA snelheidsbepalende stap, door statines geremd (wel cholesterol verlagend, want minder

intracellulair cholesterol: LDL receptoren actief: minder LDL in plasma)

Galzuren

Galzuursynthese: cholesterol beginstof

1. Carboxylering: 3 C-atomen vervangen door carboxylgroep

2. Hydroxylering door 7α-hydroxylase; snelheidsbepalende stap

3. Conjugatie: COOH vervangen door Glycine (NH-COOH) of Taurine (NH-SO3H)

Cholestyramine: bindt galzuren (remt enterohepatische circulatie), hierdoor verhoogde afgifte via ontlasting.

Normaal secundaire galzuren (omzetting van primair door bacteriën) terug naar lever, kan nu niet. Dus

verhoogde productie galzuren uit cholesterol en verlaagde cholesterol concentratie. Hierdoor verhoogde

expressie LDL receptor.


4

Digestie en opname lipiden

1. De galblaas wordt geleegd door Hepatocrinine en Cholecystokinine.

2. Galzouten + TAG vormen door amfipatisch karakter galzouten mixed micellen: kleiner dan

vetdruppels, belangrijk voor vertering.

3. Lipase zorgen voor afbraak

4. Vetzuren en andere afbraakproducten opgenomen door enterocyten via diffusie

a. < 10C-atomen en glycerol: gebonden aan albumine, diffusie. Meteen naar poortader.

b. > 12C-atomen: vormen TAG’s op RER, reactie vervolg zie hieronder:

- Vormen chylomicronen met fosfolipiden, cholesterol en apolipoproteïne voor vervoer naar lever. Door

thoracic duct (lymfekanaal) naar bloedbaan (dus eerst hele lichaam door)

- LPL (lipoprotein lipase) in capillair zorgt voor afbraak zodat vetzuren opgenomen kunnen worden. Wat

overblijft is de chylomicron remnant die door LDL receptor weer wordt opgenomen door de lever.

- Lever herpakt cholesterol en vetzuren in VLDL

- Door LPL hydrolyse TAG’s waardoor IDL ontstaat

- Door HTGL verdere hydrolyse waardoor LDL ontstaat

LDL en IDL nemen cholesterol op uit HDL in ruil voor TAG’s mbv cholesterol actyltransferase protein. LDL en IDL

worden opgenomen door lever en lysosomale enzymen komt cholesterol weer vrij is cytoplasma. Uitscheiding

via gal of vrij.

ApoCII activeert het LDL, terwijl apoCIII dit enzym juist remt

Familiaire hypercholesterolemie: mutatie in LDL receptor

Familiaire dyslipidemie: mutatie in apoE

Icterus (Bili plasma> 50 µmol/L.)

Normaal geen geconjugeerd bili in urine!

- Preheptisch: Te veel ongeconjugeerd bili wat naar weefsels gaat, niet in urine.

- Posthepatisch:

o UDP-gluconyl transferase werkt niet. Ophoping ongeconjugeerd (kan door BBB): kernicterus

mogelijk.

o Ophoping ongeconjugeerd in plasma door verminderde uptake door lever.

o Verminderde secretie van bili dus verhoogd in plasma.

- Intrahepatisch: cholestase (intrahepatisch; nog wel een deel geconjugeerd bili afgevoerd via

galwegen) of galgangen (helemaal geen transport meer)

Prehepatisch Intrahepatisch Posthepatisch

Urobili in urine Ja (normaal) Ja (normaal) Nee (afwijkend)

Geconjugeerd bili in urine Nee (normaal) Ja (afwijkend) Ja (normaal)

Kleur Urine = Donker Donker

Kleur Feces = = Licht

AST/ALT = Verhoogd =

ALP = = Verhoogd

Heem Biliverdine (water oplosbaar) ongeconjugeerd/ indirect bili (niet water-oplosbaar, gebonden aan

albumine voor transport opname door lever geconjugeerd bili door verestering carboxylgroepen met

ribose, xylose, glucuronzuur door UDP-gluconyl transferase door galgang naar darm door bacteriën

omgezet in kleurloos urobilinogeen/stercobilinogeen. Dit product wordt vervolgens geoxideerd tot

urobiline/stercobiline (kleur) uitscheiding in feces of opname door enterocyten en zo in bloedbaan naar nier

en in urine.


5

Stollingsfactoren

Leverproductie: De factoren I (fibrinogen), II (prothrombine), VII (serum prothrombine conversion

accelerator), IX (Christmas factor) en X (Stuart-Prower factor)

γ-Carboxylase is afhankelijk van vitamine K (vetoplosbaar) om glutamaat te carboxyleren waardoor glutamaat

calcium kan binden, hierdoor worden stollingsfactoren actief.

Warfine/aspirine inhibeert activiteit vitamine K; minder bloedstolling.

Acute fase respons: macrofagen produceren pro-inflammatoire cytokines (IL-1, IL-6, TNF), die zetten de

productie van acute fase eiwitten aan door verhoogde eiwitafbraak van de spier

- Opsonines: binden macromoleculen afkomstig van beschadigde weefsels en bevorderen zo de

opname van deze moleculen door macrofagen.

o Bijv. CRP: snelle toename, kleine halfwaardetijd

- Complement factoren: bevorderen de fagocytose van lichaamsvreemde moleculen.

o Alfa 1-antitrypsin: Serpine (serine protease remmer); remt elastase (zorgt voor afbraak,

zonder remming aantasten weefsels) afkomstig van macrofagen

- Protease remmers: remmen proteolitische (eiwitsplitsende) enzymen.

Ceruloplasmine: productie in lever; te weinig ceruloplasmine leidt tot bloedarmoede

- bindt en transporteert koperionen in bloed

- oxideert Fe2+

tot Fe3+

(alleen Fe3+

kan aan transferrine binden en zo getransporteerd worden).

α-Fetoproteine (AFP) wordt bij volwassen aangemaakt tijdens leverregeneratie (kanker). Lijkt op albumine in

foetes; transportfunctie, fysiologisch.

Proteasomen: Afbraak van intracellulaire eiwitten. Eiwitten moeten eerst worden ge-ubiquitineerd aan

lysylgroep, daarna gaat eiwit proteasomen in, ontvouwt en ondergaat hydrolyse.

Atherosclerotische plaque

Beschadiging endotheel: VCAM-1 en MCP-1 komen tot expressie en binden en activeren monocyten die

vervolgens de intima binnendringen en daar transformeren in macrofagen. Deze macrofagen produceren ROS

die vetzuren en fosfolipiden in binnengedrongen LDL oxideren; stimuleren meer macrofagen.

LDL bindt op scavenger receptoren A (Klasse B op lever zorgt voor HDL opname): binden veel verschillende

moleculen, expressie wordt niet gecontroleerd door ligand dat wordt opgenomen: overloading en dus ontstaan

schuimcellen: schuimcellen sterven, opgestapelde lipiden komen vrij en vormen kern plaque. VSMC’s vanuit

media naar intima; productie collageen, elastine dat kap over plaque vormt: afsluiten bloedvat. Ruptuur en

komt in aanraking met bloedplaatjes: bloedstolsel.

Normaalwaarden

Cholesterol: 3,7 – 6,8

Triglyceriden: 0,6 – 3,2

HDL: 1,37

VLDL: 0,41

LDL: 3,18

Casus 1: Hoog cholesterol door LDL: LDL receptor werkt niet of te weinig receptoren.

Casus 2: Hoog cholesterol door hoog triglyceriden gehalte: pancreas enzymen werken niet goed.

Casus 3: Hoog cholesterol door HDL: gezond persoon.


6

III Secretie en Absorptie

Secretie

Koolhydraatvertering: speeksel, pancreas, dunne darm

Eiwitten: maag, dunne darm, pancreas

Vetten: mond, maag, pancreas

Maagsapsecretie: gastrine, histamine, acetylcholine

Direct stimulatie H+

- Gastrine productie (G-cel). Gastrine direct effect op H+.

- Ook acetylcholine door cefalische stimulatie direct effect.

- Histamine door mestcellen effect op parietaalcel.

Indirect stimulatie H+

- Acetylchonine en gastrine stimuleren ECL cel tot afgifte

histamine die op parietaalcel werkt.

Als reflex ook toename pepsinogeen.

Fysiologisch remmen: somatostatine door D-cellen bij toename H+:

remt G-cel en parietaalcel. Ook prostaglandines + Epidermal

Growth Factor (EGF) remmen.

Remmen mbv medicijnen:

- Omeprazol: remt K/H-pomp, dus werkt helemaal achteraan cyclus.

- Cimetidine: remt histamine receptor, maar dus nog wel H+ in cel door aceth en gastrine.

Pancreassecretie: secretine, cholecytokinine, GIP, GLP

Zuur: in duodenum zorgt voor de productie van secretine: remt zuur secretie in maag en stimuleert

HCO3- uit pancreas, inhibeert legen van de maag, stimuleert pepsine.

Koolhydraten: GIP: gastric inhibitory peptide. En GLP: glucagon like peptide: minder zuur + insuline

Vet: cholecytokinine: galblaascontractie + pancreassecretie stimulatie

Trypsinogeen geactiveert door enteropeptidase tot Trypsine. Dit activeert vele andere

pancreasenzymen in de darm.

CF: CFTR kanaal (Cloride vanuit cel naar lumen) defect. Normaal Cl- in lumen uitgewisseld tegen

HCO3-, dit kan nu minder. Plus geen water aanzuiging, omdat er ook geen natrium naar het lumen

komt omdat er geen negatieve lading is.

Secretoire diarree: CFTR kanaal overactief door toxinen, veel Cl- in lumen dus veel Na+, en dus ook

veel water komt mee


7

Digestie- en absorptie

Apicaal SGLT1 transporter: Na cotransport met glucose of galactose. GLUT5: fructose

GLUT2 basolateraal zowel glucose als fructose.

Lactase deficiëntie: lactase uit borstelzoom enterocyt; epitheelcellen duodenum werkt niet waardoor

lactaat niet kan worden omgezet in glucose en galactose en kan dus niet worden opgenomen.

Opname eiwitten:

- Kleine peptiden via transocytose

- Aminozuren met natrium cotransport (basolateraal passief transport)

- Dipeptiden/tripeptiden met waterstof cotransport (basolateraal passief transport)

Secretagogen: hormonen en peptiden die maag- darm kanaal tot secretie aanzetten.

Motoriek maag- darm kanaal

Interstitiële cellen van Cajal: langzame depolarisatie.

- Ca2+ influx: spikes: zorgt voor calcium influx uit SR; Ca bindt aan calmoduline, activeert

myosin light chain kinase (MLCK): fosfoliseert lichte ketens myosinekoppen en activeert ATP-

ase en zorgt dus voor peristatiek maag-darm kanaal.

- K+ kanalen open: repolarisatie

- Ca2+ kanalen sluiten, K+ kanalen sluiten ook (zijn Ca2+ afhankelijk). Weer langzame

depolarisatie.

Isotoon snelst uit maag, daarna hypotoon en dan pas hypertoon.

Braken + Diarree: hypovolemisch, RAAS activatie, wordt Na+ retentie en K+ secretie: hypokaliëmie

Braken: verlies aan zuur: alkalose. Diarree: verlies aan HCO3-: acidose.


8

IV Eiwit- en

Aminozuurmetabolisme

Digestieproblemen

- PKU: opstapling

phenylalanine door missen

pre-oh-ase; mentale retardatie. Geen

tyrosine gevormd dus ook geen melanine.

Tyrosine ook beginproduct van dopamine

en adrenaline.

- AKU: alkaptonuria: opstapeling

homogentisinezuur door missen

dioxygenase: blauwkleuring

- Thyrosinemia: opstapeling bijproduct

succinyl acetoacetaat, toxisch, acuut

leverfalen. Hoger in pathway remmen mbv

NTBC.

Aminozuren

Autoactivatie van pepsinogeen tot actief pepsine (pH < 5.0), knipt zichzelf

Autocatalyse van pepsinogeen tot actief pepsine door al actief pepsine.

Zure maaginhoud in duodenum stimuleert de afgifte

- I-cellen: cholestystokinine: lediging galblaas + spijsverteringsenzymen acinaire cellen

pancreas

- S-cellen: secretine bicarbonaatrijke vloeistof vanuit de ductulaire cellen

Essentiële aminozuren: phenylalanine, valine, threonine, trytophan, isoleucine, methionine, histidine,

arginine, leucine, lysine.

NH2 van glutamine meestal gebruikt voor het omzetten van α-ketozuren in aminozuren.

Afbraak van aminozuren:

- NH2 groep door aminotransferases/transaminases (require pyridoxal phosphate als co-factor,

van vitamine B6) op

o Oxaloacetaat Aspartaat

o α-keto-glutaraat Glutamaat

- Aspartaat en glutamaat gaan ureumcylus in.

Glutamaat kan naast amino-groep donor ook acceptor voor een aminogroep zijn: wordt

glutaminezuur. Brengt aminogroep naar lever; hierdoor blijft de pH constant. Acidose: meer

glutamine door lagere pH, dus minder glutamaat voor ureumproductie. Naast glutamine kan ook

aspartaat (pyruvaat + NH2) aminogroepen vervoeren van periferie naar weefsels.

Leucine en Lysine zijn de enige aminozuren die niet kunnen worden omgezet in glucose (ketogeen)

Maple syrup urine disease (MSUD): defect van het mitochiondriële enzym ‘branched chain keto-acid

decarboxylase’, alfaketozuren kunnen dus niet verder afgebroken worden en hopen op in het bloed.


9

Eiwit en aminozuurmetabolisme

Glut-1 : rode bloedcellen

Glut-2 : lever, darm, nier, hersenen, β-cellen

Glut-3 : overal

Glut-4 : skeletspier, hartspier, vetcellen: Insuline-afhankelijke expressie op plasmamembraan

Glut-5 : darm

Eilandje van Langerhans in pancreas:

- De beta-cel maakt insuline (werkt op: lever, spier en vetweefsel)

- De alfa-cel maakt glucagon (spier heeft geen glucagon receptor)

- De delta-cel maakt somatostatine

Insuline-afhankelijke glucose opname: Glut-4: spieren/vetcellen +Glut-2: lever.

Lever: Acetyl-CoA carboxylase wordt geactiveerd door insuline en zorgt voor omzetting overschot

glucose in vetzuren. Wordt geremd door adrenaline en glucagon. Glucagon stimuleert glycogenese.

Lever maakt glucose uit:

- Lactaat (rode bloedcellen)

- Alanine (spieren)

- Glycerol (vetcellen)

Alcohol verhoogt NADH. Daardoor wordt pyruvaat omgezet in lactaat en krijg je minder

gluconeogenese. Dit kan leiden tot hypoglycemie.

Type I DM: afbraak β-cellen door eigen afweersysteem;

- te weinig insuline (geen glycolyse, glycogeensynthese, lipgenese)

- relatief te veel glucagon (stimulatie lipolyse, glycogenolyse, ketogenese (ph daling),

gluconeogenese)

Dus lever gaat glucose en ketonlichamen aanmaken: glucose in plasma stijgt, ketonlichamen stijgen.


10

V De Nier: Morfologie en Hemodynamica

Glomulaire filtratie

< 2 nm vrije filtratie, Tussen 2 nm en 4

nm beperkt, > 4 nm geen filtratie

Cationen (+) >> anionen (-) (eiwitten)

GFR constant als bloeddruk tussen 90 en 180 mm Hg ligt

1. Myogene reactie (flow~∆P/R)

2. Tubuloglomerulaire feedback

3. Hormonale en neuronale regulatie:

a. Vasodilators: prostaglandine, bradykinine, NO.

b. Vasoconstrictors: Endothelien, sympatic, ANGII

Filtratie fractie = GFR / RPF

Nierfysiologie


11

VI Osmo- en Volumeregulatie

Type a intercalair: tijdens acidose, zuursecretie

Type b intercalair: tijdens alkalose, bicarbonaatsecretie.

ACE: angiotensine converting enzyme: zet ANGI in longen om in ANG II.

Insuline, adosteron en acetylcholine stimuleren de opname van kalium in de cel. Hyperkalemie:

insuline + glucose geven. Metabole acidose: hyperkalemie.

Stofwisseling & Water- en Zout Huishouding I · 2020. 5. 1. · Stofwisseling & Water- en...

Documents

Transcript of Stofwisseling & Water- en Zout Huishouding I · 2020. 5. 1. · Stofwisseling & Water- en...