Modul 5 - Metabolism I

Kurs: Basvetenskap 2

Modulen behandlar kolhydratmetabolismens huvudvägar (glykolys, glukoneogenes, glykogenmetabolism, fruktos-/galaktosomsättning, HMP-shunten), mitokondriens energiomvandling (citronsyracykeln, elektrontransportkedjan, oxidativ fosforylering) samt den hormonella regleringen av blodsocker och intermediärmetabolism (insulin, glukagon, adrenalin, kortisol) inklusive deras intracellulära signalvägar.

Glykolys och Glukoneogenes

• Glykolys – bryter ner glukos till pyruvat, ger netto 2 ATP och 2 NADH per glukos
• Hexokinas – fosforylerar glukos i de flesta vävnader
• Glukokinas – leverns/betacellernas glukossensor-variant av hexokinas
• PFK-1 – glykolysens hastighetsbestämmande nyckelenzym
• Pyruvatkinas – katalyserar glykolysens sista, irreversibla steg
• 2,3-BPG – biprodukt i erytrocyter som minskar hemoglobins syreaffinitet
• Glukoneogenes – nybildar glukos från laktat, aminosyror och glycerol
• Cori-cykeln – återvinner laktat från muskel till glukos i levern
• Glukos-alanin-cykeln – transporterar kväve och kolskelett från muskel till lever

Mitokondrier, Citronsyracykeln och Oxidativ Fosforylering

• Mitokondrier – cellens kraftverk, struktur och substrattransport
• Pyruvatdehydrogenaskomplexet – länkar glykolys till citronsyracykeln
• Citronsyracykeln – fullständig oxidation av acetyl-CoA
• Elektrontransportkedjan – genererar merparten av cellens ATP
• Malat-aspartat-skytteln – transporterar cytosoliskt NADH med fullt energiutbyte
• Glycerol-3-fosfat-skytteln – alternativ NADH-transport med lägre energiutbyte
• Uncoupling-proteiner – kopplar loss protongradienten och ger värme istället för ATP
• Wernicke-Korsakoffsyndrom – tiaminbrist stör PDH och citronsyracykeln

Glykogenmetabolism, Fruktos-/Galaktosomsättning och HMP-shunten

• Glykogenes – uppbyggnad av glykogen
• Glykogenolys – nedbrytning av glykogen
• Hereditär fruktosintolerans – aldolas B-brist ger fosfatfälla och hypoglykemi
• Galaktosemi – enzymbrist i galaktosomsättningen
• HMP-shunten – producerar NADPH och ribos-5-fosfat
• G6PD-brist – nedsatt oxidativt skydd i erytrocyter, hemolytisk anemi

Reglering och Kofaktorer i Metabolism

• Insulin – sänker blodsocker, stimulerar anabola processer
• Glukagon – höjer blodsocker via glykogenolys och glukoneogenes
• Adrenalin – snabb blodsockerhöjning vid stress
• Kortisol – långsiktig blodsockerhöjning, motverkar insulin
• GLUT-transportörer – vävnadsspecifika glukostransportörer, inkl. SGLT1/SGLT2
• Insulinreceptorn – receptor-tyrosinkinas, PI3K-Akt-signalering
• IRS-proteiner – adaptorproteiner nedströms insulinreceptorn
• PTEN, SHIP2, PTP1b – fosfataser som dämpar insulinsignalering
• C-peptid – klinisk markör för endogen insulinproduktion

Kliniska Kopplingar

• Warburg-effekten – tumörcellers aeroba laktatproduktion
• Laktatacidos – ansamling av laktat vid nedsatt omsättning