Glucose-Aufnahme und Stoffwechsel

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1 Glucose-Aufnahme und Stoffwechsel Biochemie Inhalt Transportvorgänge Glucoseaufnahme Blutglucose, Glucosetransporter und Insulin Diabetes mellitus Glucosestoffwechsel 1

2 Transportvorgänge Passive Transportvorgänge: Mit dem Konzentrationsgefälle - Diffusion und erleichterte Diffusion durch z. B. Poren - Carrier vermittelte Diffusion - Uniport/Antiport/Synport Aktive Transportvorgänge: Gegen das Konzentrationsgefälle - Carrier Transport unter Energieverbrauch - Co-Transport - Uniport/Antiport/Synport Biologische Membranen 2

3 Stofftransport durch Diffusion Stofftransport durch Diffusion 3

4 Aquaporin erleichtern Wassertransport AQP-1 Nierentubuli, Kammerasser Ein Komplex besteht aus 4 Monomeren Energie bei Diffusion vs. Erleichterter Diffusion 4

5 Transportarten Aktiver Transport erfordert Energie (ATP) 5

6 Formen des aktiven Transports Formen aktiven Transports Photosynthese in Pflanzen, Algen und Bakterien 6

7 Aufnahme von Glucose (I) 7

8 Aufnahme von Glucose (II) GluT-1 nicht induzierbarer Glucose Transporter 8

9 GluT 1 - Struktur GluT 1 - Funktion 9

10 Glucose Transport ist sättigbar Glucose Transport in isolierten Fettzellen in Abhängigkeit der Glucosekonzentration Doppelt-reziproke Auftragung Linearisierung der Glucose Aufnahme bei Erythrocyten, K t = K m 10

11 Glucose und andere Blutbestandteile Glucoseblutspiegel 11

12 Glucose/Gehirnaktivität Insulin Wirkung(en) Normwert Blut-Glucose ca. 90 mg/dl entspricht 5 mm 12

13 GluT 4 ein induzierbarer Transporter GluT 4 Verteilung Insulin Wirkung 13

14 Eine Stoffwechselerkrankung: Diabetes Diabetes mellitus Typ 1 insulinabhängiger Diabetes (IDDM) (jugendlicher) zu wenig Insulin, angeborener Stoffwechseldefekt Typ 2 insulinunabhängiger Diabetes (NIDDM) (Altersdiabetes) zu viel Insulin, erworbener Stoffwechseldefekt Nierenschwelle für Glucose ca. 180 mg/dl (10 mm) Der orale Glucose Toleranz Test (OGT) 14

15 Acarbose, ein Wirkstoff bei Typ 2 CH 2 OH HO HO HO HN HO O HO O HO OH O HO O HO OH O HO OH Acarbose (Glucobay, Bayer AG) ist ein α-glucosidase- Inhibitor, der durch Hemmung der intestinalen α-glucosidasen zu einer Verzögerung der intestinalen Stärkeverdauung führt. Glucose Schlüsselmolekül 15

16 Glucosenutzung in höheren Organismen Glykolyse I 1) Hexokinase 3) Phosphofructokinase (v regulierender Schritt) 4) Aldolase 2) Phosphohexoseisomerase 5)Triosephosphatisomerase 16

17 Hexokinase Glykolyse I 1) Hexokinase 3) Phosphofructokinase (v regulierender Schritt) 4) Aldolase 2) Phosphohexoseisomerase 5)Triosephosphatisomerase 17

18 Isomerisierung von Dihydroxyaceton Glykolyse II 6) Phosphoglycerinaldehyddehydrogenase 7) Phosphoglyceratkinase 8) Phosphoglyceratmutase 9) Enolase 10) Pyruvatkinase 18

19 Tautomerisierung von Pyruvat Folgereaktionen Pyruvat 19

20 Anaerober Milchsäureweg 20