Hormonelle Regulation des Stoffwechsels. Fasten, Stress, Generalisiertes Anpassungssyndrom. Langfristige Regelung des Körpergewichts. Obesität.
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- Marie Engel
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1 Hormonelle Regulation des Stoffwechsels. Fasten, Stress, Generalisiertes Anpassungssyndrom Langfristige Regelung des Körpergewichts. Obesität. Lz. 76. P. Sántha, Katecholamine Adrenalin (Nebennirenmark) - Noradreanlin (Sympathische Varikositaten) Aktivierung des sympathoadreanalen Systems - Mobilisierung der Energiespeichern Stimuli: Hypoglykämie, körperliche Arbeit, Verletzung, Infektion, usw. Wirkungen: Leber: Glykolyse: α 1 -Rezeptor- Ca 2+ - Calmodulin - Phosphorilase Kinase Fettegwebe: Lypolyse: β3-rezeptoren (hormonsensible Lipase) Muskel: supportive Wirkung auf Glykolyse (direkte Wirkung: Motoneurone) 1
2 Stoffwechselwirkungen der Glukokortikoiden: Glukokortikoiden ausüben anabolische Wirkungen in der Leber und katabolische Wirkungen im Muskel- und Fettgewebe Erhöhen der enzymatische Kapazität der Glykogenese und Glukoneogenese in der Leber Erhöhte Glykogensynthese Downregulation der GLUT-4 Expression in den Muskel- und Fettgewebe erhöhte Lipolyse und Proteolyse - unterschiedliche Wirkungen auf der Fettgewebe der Gliedern und den Rumpf permissive Wirkung an der Glukagonsynthese und Adrenergrezeptoren Wachstumshormon Übermaß verursacht sekundäre Diabetes mellitus GH Sekretion ist beeinflusst durch Metabolite: -Hypoglykämie, Aminosäure stimulieren die GH Freisetzung -Fettsäuren hemmen die GH Freisetzung Wirkungen auf der Energiestoffwechsel: GH (hohe Konzentration) erniedrigt der Insulinempfindlichkeit der Zellen erhöht die Lypolyse - Ketogenese Glukoneogenese - aber Proteinkonservierung erniedrigt den Glukoseumsatz 2
3 Major effects of metabolic hormones controlling the overall flow of fuels Liver Muscle Adipose tiss. Cortisol - glycogenolysis - amino acid uptake + lipolysis + gluconeogenesis + proteolysis - insulin action - insulin action Growth hormone + gluconeogenesis + amino acid uptake + lipolysis + IGFs/IGFBP - glucose uptake - glucose uptake Epinephrine + glycogenolysis + glycogenolysis + lipolysis + gluconeogenesis - insulin action - insulin action + ketogenesis Thyroid hormones + gluconeogenesis + proteolysis + lipolysis + stimulates - inhibits Taylor & Francis: Endocrinology, 2001 (Patho)physiologie von Hunger und Fasten Frühphase (12-48 h): niedrige Insulin/hohe Glukagon Spiegeln Glykogen Abbau (komplett 1-1,5 Tage) + Glukoneogenese II. Phase (za. 3-4 Tage) Dominanz von Glukoneogenese Prioritäten: Glukose Spiegel ist notwendig Proteine erhalten III. Phase (mehrere Wochen, max. bis 3 Monaten) Fett Mobilisierung (FFA ) Muskel, Leber beta-oxydierung Ketogenese (+Ketoazidose) ab 3. Tage Neurone und Herzmuskelzellen benutzen Ketonkörpern Protein Abbau erniedrigt (sparen) Energieumsatz Rate erniedrigt (Immobilität, Einschrenkung der körperliche Aktivitäten) Überleben hängt von der Größe der Fettspeichern ab (1-3 Monaten) Terminal Phase: Fett - Eiweiß - Funktionsstörungen 3
4 Phasen der Hunger bzw. Fasten Gehirn+ Myokard 4
5 Körperliche Verteilung von energielieferanten Substraten während khronisches Fasten Die numerische Angaben zeigen die Transportrate der Substraten (g/h) Greger and Winndhorst: Comprehensive human physiology,
6 Beurteilung des Körpergewichtes Idealgewicht: Quételet Index (BMI= Body Mass Index) Körpergewicht(kg)/(Körperhöhe in Meter) 2 (19-25) Zusammensetzung des Organismus: Extrazelluläre Wassergehalt: 15% Fettgehalt 20% Muskelmasse 40% 6
7 (mindenstens 3 aus der Kriterien): > Taille/Schuss als 102/88 cm Erhöhte Triglyzerid Spiegel Erniedrigte HDL Cholesterin Erhöhte Blutdruck Blutglucose erhöht Gentisches Tiermodell der Obesität: Obese mice ob/ob mutant (Leptind defizient) db/db Leptin Rezeptor defizient wild type 7
8 Funktionelle Regelkreise der Nahrungsaufnahme Langfristige Regelung: Endokrine Funktionen des Fettgewebes: Adipokine Leptin (leptos dünn) es wird freigestzt von Adipozyten ob/ob Mouse: Leptin defizient Maus; obese mice (Fettsucht, Hyperphagie, Hypoaktivität) Wirkung des Leptins: Anorexigen (n. Arcuatus: NPY Spiegel sinkt, CART Spiegel erhöht) Erhöhung der Energie Umsatzrate Leptin Plasmakonzentration ist direkt proportionell mit dem Fettgehalt des Körpers Adiponektin: direkte Wirkungen auf dem Stoffwechsel Plasmakonzentration ist umgekehrt proportionell mit Fettmasse Beim DM verbessert den glykaemischen Kontrolle durch erhöhte Insulinempfindlichkeit Leptin-bediengte Funktionelle Rückkoppelung zwischen dem Fettgewebe, Nahrungsaufnahme und Umsatzrate 8
9 Funktionelles Model von Adipokin Disregulation, low-grade Entzündung, Insulin Resistenz und T2DM Resistin (strukturell ähnlichkeit mit Adiponectin) Adypozyten + Gewebemakrophage Erniedrigt der Insulinempfindlichkeit 9
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