6. Lever, pankreas och fettväv

Vad är de huvudsakliga innehåll i foder och vad bryts de ned till i digestionen?

Näringsämnen som kan tas upp i tarmen

• Kolhydrater → Glukos

• Fetter → Fettsyror och glycerol

• Proteiner → Aminosyror

Vad sker efter absorptionen?

Många av näringsämnena transporteras vidare, ffa. via portablodet till levern och övriga vävnader.
De används dels som energi, främst som byggstenar.

Vad är metabolismen?

Ett samlingsnamn för de biokemiska processerna där näringsämnen omvandlas till energi och byggmaterial.

Vilka tre organ står i centrum för den fortsatta regleringen av metabolismen? Vad gör de?

• Levern, huvudsakliga organet
  - Omvandlar, lagrar och frisätter näringsämnen

• Pankreas
  - Reglerar metabolismen hormonellt

• Fettväv
  - Lagrar och bidrar med energi mellan måltiderna

Metabolisk faser - Vad gäller hur energiintaget vs energibehovet?

Energiintaget sker i perioder, medan vävnadernas energibehov är kontinuerligt.

De två huvudfaserna - Metaboliska faser samt växlingen mellan dem

• Absorptiv fas - Anabol

• Postabsorptiv fas - Katabol

• Växlingen mellan faserna är tydligast hos karnivorer och omnivorer

• Växtätare, särskilt idisslare, har mindre skarp gräns mellan faserna.

Absorptiv fas
Tidsperiod och metabolt tillstånd

• Ca 4-5h efter födointag

• Anabolt - Uppbyggande tillstånd
  - Näringsämnen från tarmen används för energiomsättning, syntes och lagring

Absorptiv fas
Näringshantering och hormonell reglering

• Näringshantering
  - Glukos huvudsaklig energikälla i vävnader
  - Överskottet lagras:
  - Glukos → Glykogen i lever och skelettmuskulatur
  - Fettsyror → Triglycerider i fettväv
  - Aminosyror används för proteinsyntes i skelettmuskler

• Hormonell reglering domineras av insulin
  - Stimulerar glukosupptag, glykogensyntes, lipogenes och proteinsyntes

Postabsorptiv fas
Tidsperiod och metabolt tillstånd

• Pågår vanligen över en natts fasta
  - Om föda ej intas övergår fasen i svält efter ca 2-3 dagar

• Katabolt - Nedbrytande tillstånd
  - När tillförseln av näringsämnen från tarmen minskar måste lagrade energikällor utnyttjas

Postabsorptiv fas
Energikällor mobiliseras (i ordning av hur de går) och hormonell reglering

• Energikällor mobiliseras
  - Lever bryter ned glykogen och ökar glukoneogenesen
  - Fettväv frisätter fria fettsyror
  - Vid längre fasta kan aminosyror bidra till glukoneogenesen

• Hormonell reglering domineras av Glukagon
  - Adrenalin och kortisol bidrar särskilt vid ökat energibehov och längre fasta.
  - Stimulerar glykogenolys, lipolys och glukoneogenes

Metaboliskt samspel mellan organen - Metabol homeostas bygger på vad?

Metabol homeostas bygger på samspel mellan tillförsel, lagring och mobilisering av energisubstrat

Metaboliskt samspel mellan organen - Organen och vad de gör

• Levern
  - Tar emot och omvandlar absorberande näringsämnen
  - Lagrar glykogen och bidrar till att reglera blodglukos

• Pankreas
  - Reglerar metabolismen hormonellt.
  - Anpassar kroppens ämnesomsättning till näringstillgång och energibehov.

• Fettväv
  - Lagrar energi som triglycerider
  - Fritsätter fettsyror vid energibehov

Hur bidrar levern till att upprätthålla en stabil tillgång på energisubstrat i blodet?

• Levern har central roll i kolhydrat-, protein- och lipidmetabolismen.
  - Tar emot näringsämen från tarmen.
  - Omvadnlar, lagrar och frisätter näringsämnen, beroende på kroppens behov.

• Anpassar metabolismen mellan absorptiv och postabsorptiv fas

Kolhydratmetabolism i levern EFTER absorption - Leverns roll i kolhydratmetabolsimen

• Levern bidrar till att jämna ut variationer i tillförseln av glukos efter måltid

• Tar upp stor del av glukosen från portablodet
  - Glukos kan användas direkt i energiomsättningen.
  - Glukos kan lagras som glykogen.
  - Vid överskott kan glukos omvandlas till fettsyror

Hur tas kolhydrater upp i levern EFTER absorption hos olika djurslag?

• Icke-växtätare
  - Kolhydrater absorberas främst genom monosackarider, ffa. glukos.

• Växtätare, särskilt idisslare
  - Flyktiga fettsyror har stor betydelse för energiomsättningen

• Enkelmagade växtätare kan dessutom
  - Absorbera stärkelse och monosackarider på liknande sätt som karnivorer och omnivorer

Proteinomsättning i levern EFTER absorption, hur tas protein upp?

Proteiner från födan absorberas som aminosyror

Proteinomsättning i levern EFTER absorption - Leverns roll i proteinomsättningen

• Levern har central roll i omsättning av aminosyror
  - Samt i syntes av plasmaproteiner och urea

• Leverns roll
  - Tar upp en stor del av aminosyrorna från portablodet.
  - Syntetiserar viktiga plasmaproteiner

• Överskott av aminosyror kan omvandlas till ketosyror
  - Kan användas i energiomsättning eller lipogenes.
  - Aminogrupper avspjälkas, omvandlas till urea i ureacykeln

Vilka viktiga plasmaproteiner syntetiseras av levern från aminosyror?

Albumin, fibrinogen och koagulationsfaktorer

Lipidomsättning i levern EFTER måltid - Vad sker efter en måltid?

Lipidnivåerna i plasma stiger i 4-5h → Ger ibland en synligt mjölkig plasma.

Lipidomsättning i levern EFTER måltid - Leverns roll i lipidomsättningen

• Tar emot lipider från tarmen och cirkulationen

• Syntetiserar och frisätter lipider i formen av lipoproteiner

• Reglerar transporten av triglycerider och kolesterol mellan vävnader

• Tar upp lipoproteinrester och återanvänder eller utsöndrar kolesterol

• Omvandlar kolesterol till gallsalter

Vilka två typer av fetter finns i vår kropp? Vart kommer de ifrån?

• Exogent fett
  - Från födan

• Indogent fett
  - Från produktion i levern

Vad menas med postprandiellt?

Efter måltid

Exogen lipidtransport postprandiellt och från levern / Exogen väg

• Fett spjälkas av lipaser i tarmen

• Gallsalter bildar miceller som underlättar absorptionen

• Lipider tas upp i enterocyter (celler i tarmen)
  - Transporteras vidare som chylomikroner via lymfa och blod

• Efter måltid transporteras triglycerider i blodet
  - Främst i chylomikroner

Endogen lipitransport postpradinellt och från levern / Endogen väg

• Levern syntetiserar och frisätter lipider till blodet
  - I form av lipoproteinen VLDL

• VLDL transporter triglycerider till vävnader

• När triglyceriderna avlägsnas omvandlas VLDL succesivt till LDL

• LDL levererar kolesterol till kroppens celler

Varför behövs lipoproteiner?

• Lipider är hydrofoba → Kan ej transporteras fritt i blodet

• För att kunna transporteras i blodet måste de vara bundna till proteiner
  - Fria fettsyror transporteras huvusakligen bundna till albumin
  - Triglycerider, kolesterol och fosfolipider transporteras i lipoproteiner

Vad är ett lipoprotein?

• Består av triglycerider, kolesterol och fosfolipider

• Består även av apoproteiner
  - Fungerar som strukturella komponenter
  - Fungerar som “adresslappar” till olika vävnader

Lipoproteiner - Huvudtyper och vad det gör / Vart de går

• Chylomikroner - Transporterar kostlipider

• VLDL - Transportera triglycerider från levern

• LDL - Levererar kolesterol till vävnader

• HDL - Transporterar kolesterol från vävnader tillbaka till levern

Lipoproteiner - Hur sker upptaget av de av vävnader?

• Triglycerider hydrolyseras av lipoproteas (LPL)
  - På kapillärväggens insida

• Lipoproteiner och VLDL-remnants kan även tas upp via receptormedierad endocytos

Vad är centralt för lipidhomeostasen?

Balansen mellan leverans av kolesterol till vävnader och återtransport till levern.

Hur transporteras kolesterol i cirkulationen?

• Chylomikronrester och VLDL-remnants innehåller kolesterol
  - Resterna tas upp av levern

• Levern kan återanvända kolesterol, utsöndra det eller omvandla det till gallsalter

Artskillnader i lipidmetabolism
Hund vs. Människa
Vad har vi gemensamt?

• Den exogena vägen hanterar kostlipider via chylomikroner

• Den endogena vägen hanterar lipider som frisätts från levern via VLDL och LDL

Artskillnader i lipidmetabolism
Hund vs. Människa
Dominerande lipoprotein?

• Människa - LDL
  - “Onda kolesterolet”

• Hund - HDL
  - “Goda kolesterolet”

Artskillnader i lipidmetabolism
Hund vs. Människa
CETP-eznym och vad gör det?

• CETP-enzymer byter lipider mellan lipoproteiner

• Människa - Närvarande

• Hund - Saknas

Artskillnader i lipidmetabolism
Hund vs. Människa
HDL-typer

• Människa - 1 form

• Hund - 2 former
  - HDL 1
  - HDL 2

Artskillnader i lipidmetabolism
Hund vs. Människa
Risk för ateroskleros och vad är det?

• Plack i artärer
  - Gradvis ansamling av bl.a fett och kolestrol i artärväggen

• Människa - Högre

• Hund - Mycket låg

Levers huvudfunktioner i glukosregleringen

• Glykogenolys
  - Nedbrytning av lagrat glykogen → Glukos

• Glukoneogenes
  - Nybildning av glukos från icke-kolhydratkällor

Leverns anpassning vid fasta
Metabolt tillstånd, Hormonell omställning och Metabol konsekvens

• Metabolt tillstånd
  - Fasta innebär ett postabsorptivt tillstånd där djuret blir beroende av lagrade energireserver

• Hormonell omställning
  - Minskade nivåer av blodglukos
  → Minskat insulin
  → Ökat glukagon

• Metabol konsekvens
  - Glukos ersätts successivt av fett som viktig energikälla i många vävnader

Leverns anpassning vid fasta - Glykogenolysen

• Leverns glykogenlager räcker endast några timmar

• Skelettmuskulaturen saknar glukos-6-fosfatas
  → Kan inte frisätta glukos till blodet
  → Glykogenförråden genererar pyruvat och laktat istället för glukos

Leverns anpassning vid fasta - Glukoneogenes

• Blodglukos sjunker → Leverns glukoneogenes från icke-kolhydrater ökar, olika substrat:
  - Glycerol från fettväv
  - Pyruvat, laktat, alanin och glutamin
  - Alanin transporterar aminogrupper till levern där urea bildas

Leverns anpassning vid fasta - Fettmetabolism och ketonkroppar

• Lipolys i fettväv ökar och fria fettsyror frisätts till blodet
  - TG → Glycerol + FS

• Levern oxiderar fettsyror → Acetyl-CoA
  - Bildar vid ökad tillgång ketonkroppar som kan användas som alternativ energikälla vid längre fasta/svält, särskilt av hjärnan

Vad är pankreas kort? Vad gör den kort?

• Livsviktig körtel med både endo- och exokrina funktioner

• Central roll i både digestion och metabol reglering

• Pankreas kopplar samman matsmältning och metabol reglering

Pankreas celltyper och vad de frisätter

• Exokrina celler (huvudsakliga typen)
  - Acinära celler (Matsmältningsenzymer)
  - Gångceller (Bikarbonat)

• Endokrina celler - Langerhanska cellöarna, innehåller:
  - B-celler (Insulin)
  - A-celler (Glukagon)
  - D-celler (Somatostatin)

Pankreas exokrina funktioner

• Produktion av matsmältningsenzymer
  - Amylas → Kolhydrater
  - Lipas → Fett
  - Proteaser → Proteiner

• Utsöndring av bikarbonat från gångcellerna bidrar till att neutralisera magsyran i duodenum

Pankreas endokrina funktioner

• Insulin från B-celler
  - Sänker blodglukos
  - Stimulerar lagring av energi

• Glukagon från A-celler
  - Höjer blodglukos
  - Mobiliserar energireserver

• Somatostatin från D-celler
  - Hämmar frisättning av flera hormoner
  - Bidrar till finreglering

Insulin - Vad?

• Kroppens viktigaste anabola hormon

• Bidrar till att styra metabolismen mot upptag, syntes och lagring av näringsämnen

Insulin - Vad stimulerar dess frisättning och när dominerar insulin?

• Högt blodglukos

• Aminosyror

• Inkretiner
  - GLP-1 och GIP

• Parasympatisk stimulering

• Insulin dominerar ffa. i absorptiv fas, dvs. efter måltid

Insulin - Huvudfunktioner

• Ökar glukosupptag i perifera vävnader

• Stimulerar syntes och lagring av glykogen, fett och protein

• Hämmar katabola processer
  - Glukoneogenes
  - Lipolys
  - Proteinnedbrytning

Insulin - Effekter på glukosmetabolimen

• Ökar glukosupptaget i muskler och fettväv

• Stimulerar glykogensyntes i levern

• Hämmar glukoneogenes i levern

Insulin - Effekter på fettmetabolismen

• Stimulerar triglyceridsyntes i fettväv

• Hämmar lipolys via hämning av hormonkänsligt lipas (HSL)

Insulin - Effekter på proteinmetabolismen

• Ökar upptaget av aminosyror i muskler

• Stimulerar proteinsyntes

• Hämmar proteinnedbrytning

Glukagon - Vad och vad stimulerar dess utsöndring?

• Insulinets funktionella motsats

• Styr metabolismen mot mobilisering av lagrade energireserver

• Frisättning stimuleras av:
  - Lågt blodglukos
  - Vid postabsorptiv fas, fasta och svält

Glukagon - Huvudfunktioner

• Motverkar insulinets anabola effekter

• Bidrar till att upprätthålla tillgången på energisubstrat mellan måltider

• I levern: Stimulerar glykogenolys och glukoneogenes

• I fettväv: Stimulerar lipolys → Ökade fria fettsyra (FFA) i blodet

Glukagon - Effekter på glukosmetabolismen

Höjer blodglukos genom att stimulera glykogenolys och glukoneogenes i levern.

Glukagon - Effekter på fettmetabolismen

• Stimulerar lipolys i fettväv

• Aktiverar hormonkänsligt lipas (HSL)
  - Ökar frisättningen av fria fettsyror som kan användas som energikälla i andra vävnader

Glukagon - Effekter på proteinmetabolismen

Vid längre faste bidrar aminosyror indirekt till glukoneogenesen

Glukagon - Samspel med andra hormoner

• Kortisol
  - Förstärker glukoneogenes och proteinnedbrytning

• Adrenalin
  - Ökar glykogenolys och lipolys

Fettväv, vad påverkar det?

Energibalans, insulinkänslighet och metabol homeostas

Fettväv, funktioner

• Lagrar energi som triglycerider
  - Kroppens energireserv
  - Bidrar till att upprätthålla energitillgången mellan måltider

• Bidrar till kroppens hormonreglering

• Deltar i lagring och mobilisering av energi
  - Beroende på näringstillgång och energibehov
  - Växlar mellan lagring och mobilsering

• Central roll i samspelet mellan nutrition, hormonreglering och metabolism.

Fettvävens celltyper

• Vita adipocyter

• Bruna adipocyter

• Beige adipocyter

Fettvävens celltyper - Vita adipocyter

• Lagrar energi som triglycerider

• Skyddar inre organ och bidrar till värmeisolering

• Producerar hormoner
  - B.la. Leptin och adiponektin

Fettvävens celltyper - Bruna adipocyter

• Producerar värme via termogenes

• Aktiveras vid kyla

• Särskild betydelse hos nyfödda och djur i kalla klimat

Fettvävens celltyper - Beige adipocyter

• Kan utvecklas från vit fettväv under vissa stimuli
  - Ex. kyla

• Får brun-liknande egenskaper

• Kan bidra till ökad värmeproduktion

Lipogenes i fettväv
Vad är det?

• Lipogenes = Fettlagring

• Stimuleras av insulin

• Glukos och fettsyror → Triglycerider

Lipolys i fettväv
Vad är det?

• Lipolys = Fettmobilisering

• Stimuleras av glukagon och katekolaminer
  - Ex. Adrenalin och kortisol

• Triglycerider → Fria fettsyror (FFA) och glycerol

• Fria fettsyror och glycerol kan användas i energiomsättningen

Fettväv är inte bara lagring, vad är det mer och vad påverkar det?

Endokrint organ, påverkar aptit, insulinkänslighet och inflammation.

Hormoner som utsöndras av fettväv

Leptin, Adiponektin och Proinflammatoriska adipokiner

Hormoner som utsöndras av fettväv
Leptin

• Reglerar aptit och energibalans via hypotalamus

• Höga nivåer vid fetma kopplade till leptinresistans

Hormoner som utsöndras av fettväv
Adiponektin

• Förbättrar insulinkänslighet och glukosupptag

• Låga nivåer ses vid fetma och insulinresistens

Hormoner som utsöndras av fettväv
Proinflammatoriska adipokiner + Exempel

• Exempel: TNA-alfa och IL-6

• Bidrar till kronisk låggradig inflammation

• Kan främja utveckling av metabola sjukdomar