PBC Basics: Glykogen-, Lactose-, Fructose- und Galactose-Stoffwechsel

0:41 So, vom Prinzip her, genauso. Die Glucose einfach.

1:09 Freunde der Sonne. Wir sind zurück bei Sideos und während unseres der Fucking-Podcasts. Stoffwechselfolge Nummer 2. Es geht weiter mit unserem Glucöschen. Hatten wir nicht auch mal einen Namen für Glucose? Undula oder Gustav? Oder war das was anderes?

1:23 Aber eigentlich schadet nicht.

1:25 Ja, okay. Wie auch immer. Es geht weiter mit der Reise unserer Glucose. Heute mitten hier sind wieder Jü und mir. Und meine Wenigkeit ist, ich bin Leo. Halla.

1:38 Hallo.

1:39 Totengalk. Ja, also, okay, wir haben uns letzte Woche damit beschäftigt, wie wir.

1:44 Oder vor zwei Wochen.

1:45 Oder vor zwei Wochen, je nachdem, wann ihr die Folge hört, wir haben uns richtig einen. Wir werden richtig einen Rannst voll gefressen bei so einem All-Y Can Eat-Ding und haben richtig viel Glucose reingezimmert mit unserem Lava Cake und Moose Schokolade. Weiß es noch. Und jetzt ist die Frage, wenn man sich das jetzt danach mal so schön aufs Sofa fletzt, dann brauche ich jetzt ja keine 8000 Kilokalorien, die ich mir jetzt gerade schön reingezimmert habe.

2:11 Deswegen ist die Frage, was kann man mit dem Zucker noch anstellen, wenn man ihn nicht gerade abbaut. Ganz kurze Werbung.

2:21 Gerade beim Faktenlernen habe ich immer wieder mal so richtig Motivationsprobleme. Und meine Methode to go ist es deswegen, abwechselnd verschiedene Kanäle anzusteuern. Den Fallcleaning-Podcasts gibt es also auf die Ohren und Meditrix bietet den perfekten visuellen Input aus Merkbildern und Erklärvideos.

2:37 Und das löst jetzt nicht nur meine Motivationsprobleme, sondern verknüpft auch noch diese Lerninhalte und führt deswegen nachhaltig zum Erfolg. Und vor allem in Kombi mit dem 30 bzw. 50 Tage Physikumslernplan bietet Meditrix eigentlich den perfekten Mitarleiter durch die Vorklinik.

2:52 Wenn ihr Lust bekommen habt, Meditrix mal auszuprobieren, dann klickt euch jetzt mit dem exklusiven Code SIDUSIN versus15. 15% Rabatt auf euer nächstes Meditrix-Abo. Sidosin versus 15. Jetzt sichern. Das war's schon.

3:11 Genau, also es gibt ja Zeiten, in denen wir sehr viel Zucker im Blut haben. Das nennt man dann eben die postprandiale Phase. Und Zeiten, in denen sich wenig Glucose im Blut befindet. Das wäre dann irgendwie zum Beispiel direkt nach dem Aufwachen, wenn man geschlafen hat, nennt man Hungerphase. Und in diesen Hungerphasen benötigen ja die Zellen immer noch Energie, um diese wichtigen Stoffwechselwege, die wir jetzt Stück für Stück besprechen werden, aufrechtzuerhalten.

3:36 Da können wir uns jetzt so ein Bild vorstellen von einer, ja, einer Zelle ist im Prinzip vergleichbar mit so einem Bär im Winterschlaf. Der Bär im Winterschlaf, der kann sich auch fett fressen, wie sonst was, um dann im Winterschlaf, also in der Hungerphase, einen gewissen Vorrat zu haben, auf den man dann zurückgreifen kann.

3:53 So, die Glucose, die wird jetzt nicht in freier Form einfach so gespeichert, sondern hat so eine stabilere Speicherform, und zwar das Glykogen. Und das findet man dann vor allem oder das liegt vor allem in den Hepatozyten, also den Zellen der Leber und in den Muskelzellen der Skelettmuskulatur vor. Die Leber ist jetzt zuständig für viele aufwendige, also energieintensive Stoffwechselwege, unter anderem eben auch das Konstanthalten dieses Blutzuckerspiegels.

4:20 Da kommen wir in einer späteren Folge nochmal genau drauf zurück. Was wir uns jetzt hier an der Stelle merken, ist, in der Leber wird etwa 150 Gramm Glykogen gespeichert. Also das sind so etwa 10 Gramm pro 100 Gramm Gewebe. Und in der Skelettmuskulatur, da wird eben viel Energie benötigt, natürlich zur Muskelkontraktion.

4:37 Habt ihr ja eine Muskelphysiefolge hoffentlich schon gehört? Und genau, im Muskel wird mehr Glykogen gespeichert, liegt natürlich auch daran, dass das Muskelgewebe insgesamt einfach mehr vorliegt. Also wir haben 250 Gramm Glykogenspeicher verteilt auf die Skelettmuskulatur. Aber wie gesagt, dadurch, dass wir so viele verschiedene Skelettmuskel oder so viele, so viel Muskulatur haben, pro 100 Gramm Gewebe ist jetzt nur noch ein Gramm.

5:05 Genau, die Glykogensynthese und der Glykogenabbau. Was bedeutet das jetzt eigentlich? Der Glykogenstoffwechsel unterliegt nämlich, wie den meisten Stoffwechsel wegen ähnlich ist, auch in einer gewissen Dynamik, also Synthese und Abbau, halten sich hier gegebenenfalls die Waage. Wir wollen uns aber erstmal die Synthese anschauen.

5:31 Wann läuft die Glykogensynthese denn überhaupt ab? Logischerweise hat die Sumir ja gerade mit dem Bär im Winterschlaf ausgeführt, wie wollen wir Glykogen aufbauen, wenn wir ein hohes Kohlenhydratangebot haben. Also wenn genug Zucker vorliegt, unser Körper, unsere Zellen sagen, okay, ich brauche diesen Zucker gerade akut nicht, dann lage ich ihn lieber in Form von Vorräten ein.

5:57 Und wenn wir uns jetzt unser Biochemielehrbuch nehmen und aufschlagen, dann können wir uns ein Schema der Glykogenstruktur anschauen. Und wenn ihr das jetzt macht und euer Lehrbuch neben euch habt, dann seht ihr, dass Glykogen an sich ein ziemlich langes Polysaccharid ist aus vielen, vielen Glucose-Einheiten.

6:16 Es erinnert so ein bisschen an eine Perlenkette. Und in dieser Perlenkette selbst sind aber noch mehrere Verzweigungen drin. Die Synthese von Glykogen, das ja aus vielen Glucose-Molekülen besteht, läuft jetzt nicht so einfach ab, dass ich einfach mein Glucose-Molekül nehmen und an die Kette klatschen kann.

6:37 Also dieses ledigliche Aufwedeln reicht nicht. Da beneftigen ich verschiedene Zwischenschritte. And ausgehen von einem Glucosemolekül wollen wir das jetzt schritt for shit durchgehen. Das glucosemolekül, that sich in der Zelle befindet, muss aktiviert werden für die Glycogensynthese. Wie geht das jetzt?

6:57 The glucose is zunächst einmal phosphoryliert. Also wir haben hier den ersten Schritt der Glykolyse. Denn tatsächlich wird diese Phosphorylierung auch von demselben Enzym durchgeführt, das wir schon aus der Glykolyse kennen, nämlich die Hexogenase. Es entsteht final Glucose-1-Phosphat. Tatsächlich entsteht nämlich erst Glucose-6-Phosphat, wie gesagt, das ist derselbe Schritt wie der erste der Glykolyse.

7:26 Und über eine Phosphoklykomutase wird die Glucose 6-Phosphat, ja das Glucose-6-Phosphat dann überführt in Glucose-1-Phosphat. Glucose-1-Phosphat reagiert dann weiter mit UTP, das sogenannte Uridintriphosphat. Das UTP ist ein Nukleotid und ist analog zu ATP. Das können wir uns einfach auch an der Struktur herleiten.

9:01 Glucose-1-Phosphat reagiert jetzt, wie gesagt, mit UTP und es entsteht UDP-Glucose. Diese UDP-Glucose ist gleichzusetzen mit aktivierter Glucose. Ausgeschrieben wäre das dann natürlich Uridin-Diphosphatlucose. Und nebenbei entsteht auch Pyrophosphat.

9:21 Das eine Phosphat kommt von dem UTP und das andere Phosphat ist das Phosphat, was vorher an der Glucose hängt. Genau. Das habe ich am Anfang auch nicht gedacht, wo jetzt ja auch in die zwei herkommen soll.

9:29 Deswegen entsteht auch Pyrophosphat und nicht jetzt irgendwie nur ein Phosphat.

9:33 Genau, und mit dem Zwischenschritt über die Glucose 6-Phosphat erinnern wir uns auch nochmal an die letzte Folge, dass eben dieser Schlüsselentzym der Glykolyse nicht das erste ist, sondern an der dritten Stelle, weil eben es für die anderen Stoffwechselwege gebraucht wird. So wie jetzt hier I-Glykogensynthese.

9:48 Diese aktivierte Glucose, also die UDP-Glucose, kann jetzt auf ein Starter-Glykogen übertragen werden. Dieses Starter-Glykogen ist jetzt ein bereits vorliegendes Glykogenmolekül, was verlängert werden soll. Also soll eine Kettenverlängerung stattfinden. Und das funktioniert jetzt folgendermaßen. ODP-Glucose wird da dran gehängt, mit Hilfe der Glykogensyntase.

10:10 Und es entsteht einmal Glykogen, also die Kette wird um eine Glucoseeinheit verlängert und ODP wird wieder frei. Und diese glycosidische Verbindung zwischen dem C1 der aktivierten Glucose und dem C4 der terminalen Glucoseeinheit, die ist jetzt diese Bindung, die da entsteht. Und das ist innerhalb des Glykogenmoleküls, nennt man das jetzt Alpha-1-4-glycosidische Bindung.

10:38 Genau, Sumir, du hast ja jetzt die Kettenverlängerung, also ja dieses eher lineare besprochen. Wenn wir uns aber an das Schema zurückerinnern, haben wir ja nicht nur ein lineares Molekül, sondern eben, wie gesagt, diese Verzweigungen, diese Arme, die von der Hauptkette in Anführungszeichen ausgehen. Und das Besondere an diesen Armen, diesen Verzweigungen, ist jetzt, dass die nicht über eine Alpha-1-4-glykosidische Bindung an die Hauptkette angeknüpft sind, sondern über eine Alpha-1-6-glykosidische Bindung.

11:11 Das heißt, die Bindung ist jetzt nicht mehr am C4-Atom, sondern am C6-Atom.

11:16 Und die haben ja meistens auch noch eins am C4, das ist ja der Punkt. Genau, ja. Weil das C4 ist ja quasi schon verbraucht.

11:21 Also ich muss mir als Neues aussuchen. Und die Bindung nennt sich aber eben an dieser Verzweigungsstelle Alpha-16-glycosidische Bindung, in Kontrast eben zu der Alpha-1-4, die Sumia besprochen hat. Und wie kommt das Ganze jetzt zustande? Da braucht es jetzt nochmal ein spezielles Enzym, das sogenannte Pranching-Enzyme.

11:41 Auf Deutsch wäre das die Amylo 14 zu 1,6 Transglucosylase, aber wir sagen jetzt einfach mal Branching Enzyme. Und das geht jetzt auch nicht ganz einfach vonstatten. Wir können nicht einfach so einen Arm an die Hauptkette kleben, sondern wir müssen von der Hauptkette erstmal einen Rest abspalten. Und dieser Rest besteht aus 6 oder mehr Glucose-Einheiten.

12:05 Und das Enzym überträgt jetzt diesen Glucoserest wiederum aus der Hauptkette auf entweder dieselbe Hauptkette oder auf ein anderes Glucosemolekül. Genau. Wir merken uns einfach, dass dieser Rest eben aus sechs oder mehr Glucoseeinheiten bestehen muss.

12:21 Ja, also kann ich nicht quasi einfach eine schöne neue Glucose da dran finden an das Sechse, sondern ich muss einen bestehenden Ast absägen, um quasi den außen dran zu bauen. Wie so einfach, wenn es auch kompliziert geht.

12:33 Genau, und weiter geht es eben mit dem Glykogenin. Was hat es damit auf sich? Das Glykogenin brauchen wir, um überhaupt diese De Novo-Synthese von Glykogenmolekülen zu ermöglichen. Also wenn kein Starter Glykogen vorhanden ist, irgendwo muss man ja diesen Prozess starten. Das Glykogenin ist jetzt ein Prozess aus zwei Untereinheiten, die eine Glykosyltransferase-Aktivität haben.

12:55 Das bedeutet ein Protein aus zwei Unterinheiten.

12:58 Was habe ich gesagt?

12:59 Ein Prozess.

13:00 Auch nicht schlecht. Kann aber nicht mehr lesen. Ein Protein aus zwei Untereinheiten mit einer Glykosyltransferase-Aktivität heißt, ein Glykosylrest kann übertragen werden. Und dieses Glykogenin glykosyliert sich jetzt selbst mit Hilfe der UDP-Glucose, also was wir gerade dieses aktivierte Glucosemolekül, an einem Tyrosinrest.

13:23 Sobald jetzt acht von diesen Glukose-Unteinheiten am Glykogenin angehängt wurden, dann kann eben das normale Enzym kommen. Ja, genau. Dann kann dieser normale Prozess, den wir gerade besprochen haben, der kann daneben starten.

13:39 Kann man sich vielleicht so vorstellen, dass das Enzym so groß ist, dass es an einzelne Glukos nicht binden kann, sondern dass man braucht quasi ein bisschen Vorlauf, damit es anfangen kann. Ich weiß nicht, ob es groß ist oder nicht, aber ich habe es mir so vorgestellt. Und so kann man es eigentlich ganz gut merken.

13:52 Ja, geil, jetzt können wir quasi aus dem Nichts Glykogen herzaubern und wir können Glucogen sogar noch verlängern. Aber okay, jetzt stellen wir uns mal vor, wir haben genug geflatst und jetzt kickt das schlechte Gewissen, weil wir uns vorhin acht Teller Olikanid reingezimmert haben, jetzt gehen wir doch laufen.

14:09 Bedeutet, jetzt muss die Energie wieder herkommen.

14:20 Genau, also wir brauchen jetzt für diesen Glykogenabbau, für die Glykogenolyse. Da gibt es jetzt wieder im Prinzip zwei, kann man im Prinzip untergliedern in zwei Prozesse. Also es gibt ja zwei Bindungen, die auch unterschiedlich abgebaut werden müssen. Einmal die Alpha-1-4-glycosidische Bindung und die 1-6-Bindung.

14:38 So, fangen wir an mit der 1,4. Hier brauchen wir die Glykogenphosphorylase, die katalysiert jetzt eine phosphorolytische Spaltung. Also spaltet von dem Glykogenmolekül eine Glucoseeinheit ab, braucht dafür aber einen anorganischen Phosphatrest. Also das Spaltprodukt ist jetzt am Ende dann eben nicht Glucose, was wegkommt.

15:00 Also wir können nicht einfach nur Glucose abhacken und zack, fertig, damit wäre es ja irgendwie zu einfach, sondern es entsteht Glucose 1-Phosphat.

15:07 Ist ja aber auch geil, weil ansonsten hätte ich ja ansonsten hätte ich ja nochmal ein ATP gebraucht, um die Glucose wieder zu aktivieren. Also es ist schon nett. Also ich kriege die schon voraktivierte Vorstufe daraus rausgefrickelt und kann mir quasi einen Aktivierungsstep für die Glykolyse sparen, was ja schon gar nicht schlecht ist.

15:23 Genau, weil das kann ja dann wieder umgewandelt werden, Glucose-6-Phosphat, oder? Und dann in die Glykolyse eingespeist werden. So, dann gibt es eben noch das Enzym Phosphoglykomutase.

15:36 Macht ja genau das.

15:37 Genau. Und das ist eben leicht reversibel, macht genau das, also diese Überführung von Glucose-1-Phosphat in Glucose-6-Phosphat, die ihn dann eben dem Aufrechterhalten des Blutzuckerspiegels.

15:48 Was jetzt halt noch wichtig ist, man kann halt Glucose, das hatten wir letzte Folge schon gesagt, Glucose-6-Phosphat hat leider nicht abgeben ins Blut, weil es ja durch das Phosphat so negativ geladen ist. Und da gibt es halt noch so ein Enzym, was dieses Phosphat abspalten kann. Das ist MER drin, also ich muss die Glucose erst ins ER rein schaffen und kann dann das Phosphat auch einfach nur abschneiden.

16:07 Also ich kann das Phosphat leider nicht mehr irgendwie gewinnen. Das ist halt ein bisschen kacke. Es geht halt, wenn ich es ausschiffen will, verloren. Das ist halt doof. Die freie Glucose kann ich dann schön rausschieben aus der Leber. Aber es ist halt das Problem, das kann man halt dann nicht nutzen.

16:20 Aber irgendein Tod muss man halt sterben und lieber halt ein Phosphat verloren und dafür mein schönes Gewebe mit Glucose versorgt, als irgend dann hat es tatsächlich draufgegangen. Und ja, das ist halt schade, aber so kann man halt den Blutzucker wieder hochprügeln.

16:38 Genau, und im Gegensatz zu der Alpha-1-4-glykosidischen Bindung wird die Alpha-1-6-glykosidische Bindung ein bisschen anders gespalten. Wir schauen uns jetzt eben diesen Verzweigungsarm an, wo die Alpha-1-6-glykosidische Bindung dran ist. Und dieser Ast wird mit der Spaltungsmethode, die die Sumir gerade vorgestellt hat, bis auf vier Glucose-Einheiten vor der Verzweigungsstelle abgebaut.

17:07 Und jetzt haben wir eben sozusagen unsere lange Hauptkette mit vier Glucose-Einheiten als Verzweigungsarm dran. Und es müssen nun zwei Enzyme den Abbau durchführen. Wir haben einmal ein bisschen lange Name, die Alpha-14 Alpha 1,4, Glucantransferase. Die überträgt drei der vier restlichen Glucose-Einheiten auf die Hauptkette.

17:27 Und genau, die können jetzt ganz normal nach Sumia abgebaut werden. An der Verzweigung hängt aber jetzt nur noch eine Glucose-Einheit. Und die ist ein bisschen speziell. Da braucht es ein spezielles Enzym, die Amylo 16-Glucosidase oder eben analog zur Glycogensynthese das De-Branching-Enzyme. Wir haben ja schon das Branching-Enzyme kennengelernt und das ist jetzt sozusagen die böse Zwillingsschwester, das De-branching-Enzyme.

17:56 Und dieses einzelne Glucosemolekül wird eben vom De-Branching-Enzyme abgespalten, in dem einfach die Bindung durchtrennt wird. Wir erinnern uns, wir haben gerade eben eine phosphorolytische Spaltung kennengelernt, bei welcher Glucose-1-Phosphat entsteht. Die Spaltung funktioniert aber jetzt hydrolytisch.

18:14 Das heißt, wir brauchen keinen anorganischen Phosphatrest. Das ist der Unterschied zur alpha 1-4-glykositischen Bindung und es entsteht auch nur freie Glucose.

18:24 Ja, also das kann man dann schön direkt rausschiffen. Wenn man es in der Leber selbst abbauen will, ist halt ein bisschen doof, aber meine Güte, was tut man nicht alles? Liebe Freunde der Vorklinik, bevor es losgeht, brauchen wir noch ganz kurz eure Hilfe. Wir sind nominiert beim Deutschen Podcast-Preis in der Kategorie Beste Information.

18:47 Diese Kategorie wird über ein Publikumsvoting entschieden und wir brauchen eure Stimme. Hierbei würdet ihr uns unfassbar helfen, wenn ihr kurz auf den Link in der Folgenbeschreibung klickt und uns eure Stimme gibt. Dauert nur 5 Sekunden. Ihr seid die allerbesten. Viel Spaß bei der Folge. Auch wie die Glykolyse ist auch dieser Stoffwechselweg penibels reguliert, damit man halt eben möglichst keine Energie verschwendet und alles möglichst effizient abläuft.

19:22 Ja, und als Faustregel kann man sich hier einfach merken, dass Synthese und Abbau grundsätzlich gegensätzlich reguliert sind. Das ist ja auch komplett logisch. Wenn das eine abläuft, dann will man ja nicht genau den gegensätzlichen Prozess auch fördern. Das heißt, wir wollen einen effizienten Energiehaushalt, dann, wenn Energie benötigt wird, dann soll Glykogen abgebaut werden und andersrum.

19:46 Und wie bei gefühlt jedem Stoffwechselweg in unserem Körper gibt es auch hier wieder Schlüsselenzyme und eben die werden reguliert. Beim Abbau, also Glykogenolyse, ist das Schlüsselenzym die Glykogen-Phosphorylase und bei der Synthese ist es die Glykogensyntase. Und die beiden Enzyme unterliegen dem sogenannten Backkamp.

20:09 Und das kennen wir ja tatsächlich schon von den Folgen der G-Proteine. Und das Kamp wiederum wirkt sich ja direkt auf die Aktivität der Kamp-abhängigen Proteinkinase A aus.

20:23 Ganz kurz zwischendrin, weil für alle, die es vielleicht so gar nicht kennen, ich nenne es immer C AMP, ich glaube, es ist sicherlich auch nicht falsch, aber nur, dass man mitkommt, wie man mag. Das zyklische AMP ist das Kampf.

20:33 Das zyklische AMP, das KAMP. Genau. Und die Aktivität der Proteinkinase A ist jetzt eben von der intrazellulären Konzentration des Kamp abhängig. Das heißt, wenn viel Kampf in der Zelle ist, ist auch die Aktivität der Proteinkinase A hoch und wenn wenig Kampf da ist, dann ist die Kinase eben nicht so aktiv.

20:53 Genau, was macht die Kinase? Die Kinase liegt ja schon im Namen, die phosphoryliert etwas und eben eine Proteinkinase, die wird dann Proteine bzw. Enzyme phosphorylieren. In unserem Fall eben genau diese Schlüsselenzyme des Glykogenstoffwechsels. Und zwar wird die Glycogenphosphorylasse, also beim Abbau, von der Proteinkinase A phosphoryliert und damit aktiviert.

21:18 Im Gegensatz dazu, wenn die Glykogensyntase phosphoryliert wird, wird sie aber deaktiviert. Das heißt, wie bereits erwähnt, haben wir hier eine gegensätzliche Regulation von Synthese und Abbau. Also wenn viel Kamp da ist, ist die pKA aktiv, die Glykogenphosphorylase wird phosphoryliert und ich habe eine hohe Abburate.

21:41 Ja, ich muss dazu sagen, ich konnte mir das nie merken. Deswegen habe ich quasi oben angefangen, weil wir haben ja auch aus der letzten Folge schon mitbekommen, bei welchen Enzymen KAM hochgeht. Und ich halt überlegt, dass, wenn ich zum Beispiel Glucagon ausschütte, dann geht CAMP hoch, dann geht auch die PKA hoch.

22:04 Dann habe ich mir immer überlegt, okay, Glucagon heißt für mich, ich habe Hunger, ich habe ein Problem, ich will Blutzucker haben. Und somit habe ich mir dann versucht zu überlegen, welches Enzym muss jetzt durch Phosphorellierung aktiviert und welches muss deaktiviert werden. Weil ich finde, das ist wirklich so unübersichtlich, welches jetzt aktiviert und deaktiviert und was weiß ich, wird sehr, sehr schwierig.

22:22 Deswegen, das nur als persönlicher Hint, so habe ich das immer gemacht und ich finde, damit ist immer ganz gut gefahren. Ich kann mir das bis heute nicht merken. Ja, und so kann man das eigentlich ganz gut machen.

22:33 Genau, wie du gesagt hast, auf der Körperebene wird der Glykogenstoffwechsel tatsächlich auch hormonell reguliert, ganz richtig, über Glucagon, Adrenalin und eben Insulin, indem sich die Hormone ja direkt auf die intrazelluläre Kamm-Konzentration auswirken. Das Glucagon und Adrenalin als Gegenspieler des Insulin bewirken einen Anstieg an Kamm.

22:56 Wenn wir uns an die G-Proteine erinnern, ja, aktiviert die Alpha-Unteinheit des G-Proteins, eben die Adenylar-Zyklase aus ATP wird dann KAMP. Genau, und dann haben wir eben diesen Fall, den ich gerade eben beschrieben habe, dass die Glykogenolyse eben stimuliert wird. Das macht ja auch Sinn, dass ich, wenn ich eben...

23:16 Vom Säbelzahntiger wegrenne, brauchst du ja aus der Asche. Wenn ich eben viel Adrenalin habe und vom Tiger wegrennen will, brauche ich eben viel Energie. Und im Gegensatz dazu eben das Insulin, das ja postprandial ausgeschüttet wird, muss irgendwie jetzt die Glykogensynthese stimulieren. Das macht es, indem es Kampf eben verringert, also die intrazelluläre Konzentration erniedrigt.

23:43 Das macht es, indem die Phosphodiesterase eben stimuliert wird, als kleiner Zwischenfekt und da wird eben die. Genau, da spaltet die Esterase das Kram zur AMP und die Proteinkinase A wird inaktiv.

23:57 Das hatten wir, glaube ich, noch nicht. Der Insulinrezeptor ist ja, für alle, die es schon mal gehört haben, ein Tyrosinkinasen-Rezeptor und der aktiviert genauso wie ein G-Protein ganz, ganz viele andere Enzyme. Unter anderem halt eben die gerade eben genannte Phosphodiesterase. Unter anderem auch noch die Proteinkinase B.

24:19 Genau. Proteinkinase B, phosphorilliert und inaktiviert damit die Glykogensyntase Kinase 3. Jetzt wird es unübersichtlich. Jetzt wird es unübersichtlich. Aber kriegen wir hin, aber kriegen wir hin. Die inaktivierte Glykogensyntase Kinase 3 kann jetzt nicht die Glykogensyntase inaktivieren. Also eine doppelte Verneinung sozusagen im Normalfall würde die Syntasekinase die Syntase selbst inaktivieren, jetzt aber nicht.

24:48 Das heißt, der hemde-Effekt fällt weg und die Glykogensyntase wird stimuliert und die Glykogensynthese damit auch in die Höhe getrieben.

24:58 Genau, dass man da noch einen Ast hat, wo man auch noch aktivieren kann, von Insulin aus. Ja, also es ist relativ komplex, klingt zumindest so, aber ist es eigentlich nicht. Man muss sich nur den Weg einfach einmal aufgemalt haben und dann ist es eigentlich nur noch halb so wild. Also gerade weil man weiß ja schon aus, wie soll ich sagen, auch schon aus Mittelstufen, Bio, wann Insulin und wann Glucagon wichtig ist, das kann man ja meistens schon.

25:20 Und dann bin ich immer den Weg von oben nach unten gegangen.

25:22 Stimmt, auch wenn in der Prüfung mal alle Stricke reißen, einmal tief durchatmen und sich das einfach selber herleiten. Einfach mal aufmalen.

25:31 Eigentlich nur halb so wild. So, jetzt haben wir ganz, ganz, ganz viel über Glucose geredet. Aber Glucose ist nicht the one and only. Es gibt nur noch einige andere Zucker, die wir sogar verstoffwechseln können, manche mehr, manche weniger. Zum Beispiel Laktose, Galactose und Fruktose. Möchten wir jetzt nochmal einmal anschneiden, wie wir damit durchgehen können.

25:58 Wenn ich meine, mit Lactose ist jeder schon mal konfrontiert worden, deswegen würde ich sagen, starten wir mal damit.

26:03 Was ist denn Lactose überhaupt? Vielleicht erinnern sich manche ganz grauso an die Chemie, an die Chemiefolge. Stimmt.

26:14 An die Chemiefolge.

26:15 An die Chemiefolge zu den ganzen verschiedenen Kohlenhydraten. Lactose ist jetzt ein Disaccharid aus Glucose und Galactose. Der Abbau von Laktose erfolgt in der Darmwand mit Hilfe von Lactase. Und das Spannende, und das haben wahrscheinlich die meisten von euch auch schon gehört, ist, dass viele Menschen in Asien, aber auch in Afrika, Südamerika oder eigentlich die absolute Mehrheit unter einer Lactose-Intoleranz, in Anführungsstrichen, leidet.

26:49 Das ist aber jetzt eigentlich ganz spannend, weil eher die Laktosetoleranz hier in den westlichen Ländern oder auf der Nordhalbkugel eher so eine erworbene Fähigkeit ist. Weil ganz ursprünglich war es ja so, man hat es für die Muttermilch, da hat man das gebraucht und da hat man auch die Lactase und irgendwann bildet sich das halt zurück.

27:08 Und bei uns eben kam das wieder und das finde ich irgendwie ganz spannender Effekt.

27:13 Genau, da sind die Sumia und ich bei der Folgenvorbereitung auch richtig aufgegangen und haben uns richtig da reinrecherchiert. Genau, das ist nämlich so, dass eben diese Lactasepersistenz mit der Einführung der Zuchttiere angefangen hat. Und das Ganze kann man noch anthropologisch aufziehen, wusstet ihr zum Beispiel, dass der Özzi, also diese Mumie, diese Kletschermumie, die wir alle kennen, tatsächlich tatsächlich eben Lactoseintolerant war.

27:42 Also für die nächste Party, ne? Ihr habt doch einen offener, ihr habt den Eisbrecher.

27:45 Ich hätte genau den gleichen Gedanken.

27:47 Geil, ja. Und dann noch Özzi und Eisbrecher und Killer ey. Okay.

27:51 Und genau hier lernen wir was fürs Leben.

27:54 Wenn das nichts wird, dann weiß ich auch nicht.

27:56 Und eben das ist das Spannende daran, dass der Özzi ja 5000 Jahre alt war und dann hat man eine Vergleichsmumie gefunden, die 1500 Jahre alt war und die war jetzt wiederum Lactose-Tolerant. Also das ist eine extrem neue Gegebenheit. Ich lebe die Kuh. Laktasepersistenz.

28:16 Ja, würde ich auch sagen. Es lebe die Kuh, finde ich einen guten Slogan. Weiter geht es jetzt aber mit Lactose-Stoffwechsel, weil wir wollen ja jetzt auch ein bisschen weiterkommen. Die Laktose wird jetzt eben folgendermaßen umgebaut und die soll ja in die Glykolyse eingespeist werden. Wir wollen ja mit dem Zucker auch was anfangen können.

28:31 Das Ziel ist jetzt also, dass die Galaktose ein Intermediat so umgebaut wird, dass wir ein Intermediat für die Glykolyse bekommen. Dafür gibt es jetzt drei wichtige Schritte. Die Enzyme sind einmal die Galaktokinase, die macht folgendes. Galactose wird mit Hilfe von ATP, also wir brauchen jetzt erstmal Energie, zu Galactose 1-Phosphat phosphoryliert.

28:53 Wieder klassisches Verfahren, kennen wir jetzt schon. Im nächsten Schritt gibt es dann die Galactose 1-Phosphat, Uridyltransferase. Klingt jetzt erstmal extrem kompliziert, ist aber ein Konzept, was wir von gerade irgendwie schon kennen, mit der aktivierten Glucose. Wir haben nämlich UDP-Glucose und das wird dann eben reagiert mit der Galactose 1-Phosphat, mit dem Galactose 1-Phosphat zu UDP-Galaktose und Glucose-1-Phosphat.

29:20 Im Prinzip, was da passiert, ist, die haben einfach ihre Anhänge getauscht, ihre Homies getauscht. Oder, keine Ahnung, kann man sich auch so vorstellen, man geht so auf dem Doppeldate und dann merkt man irgendwie, irgendwie verstehe ich mich so mit dem anderen besser und die anderen auch. Mit dem geht man anders auseinander.

29:35 Und deine Ehefrau gefällt mir besser, ne? Wie sieht's aus? So zwei Wochen tauschen, kannst du sie wieder zurückhaben.

29:41 So, vom Prinzip her genauso. Die Glucose 1-Posphat. Bio da. Ich sage das immer fast.

29:50 Die Mann in einem Zwinger klopfen.

29:53 Ja, also das Glucose, heißt es die oder das? Die Glucose 1-Phosphase. Ich glaube, das ist lieber nur Teller. Ich möchte da kein Fass aufmachen, echt nicht. Also ich lasse einfach Artikel weg. Glucose 1-Phosphat kann jetzt in die Glykolyse eingespeist werden. So, und jetzt im letzten Schritt brauchen wir die UDP-Galaktose-Epimerase.

30:10 Und was macht die? Im Prinzip einfach nur den Ausgangszustand wiederherstellen. Wir haben ja jetzt UDP-Galactose und wir wollen wieder UDP-Glucose, damit der Nächste auch wieder zum Zug kommt, so damit der Eintritt zum Zwingerclub frei bleibt. Also UDP-Glucose kann für die Glykogensynthese genutzt werden und dann eben wieder mit Galactose 1-Phosphat reagieren.

30:33 Geil. Genau, und diese ganzen scheinbar komplizierten Stoffwechselwege, die finden tatsächlich auch in der, ja, die finden sich auch wieder in der Klinik. Also nicht verzweifeln, vor allem in der Vorklinik, da waren wir, glaube ich, an dem Punkt, waren wir alle schon mal, dass wir uns denken, mein Gott, warum wollen die mich denn gefühlt 10.000 Enzyme auswendig lernen lassen?

30:56 Aber das hatten wir ja schon letzte Folge besprochen, dass viele Stoffwechselerkrankungen eben mit diesen Enzymen zusammenhängen. Auch bei der Galaktose-Intoleranz oder auch hereditäre Galaktosämie oder beziehungsweise Galactosämien, da gibt es verschiedene Formen genannt. Bei der Intoleranz haben wir einen Mangel oder eben einen Defekt der Galactose 1-Phosphat-Oridyltransferase.

31:20 Was passiert jetzt? Wenn eben der Galaktose-Stoffwechsel nicht vollständig ablaufen kann, kann die Galactose logischerweise nicht verstoffwechselt werden und staut sich an, aber eben auch Galactose 1-Phosphat staut sich an. Und es ist extrem wichtig, diese Galactoseintoleranz bei Säuglingen, bei Neugeborenen zu diagnostizieren, da die Muttermilch ja viel Lactose enthält.

31:43 Und die kleinen Babys kriegen ja in den ersten Wochen, in den ersten Tagen nichts anderes im Idealfall außer die Muttermilch. Und das angestaute Galactose-1-Phosphat kann jetzt über Umwege den Glucosestoffwechsel auch mitstören. Das heißt, es hängt alles extrem zusammen. Wie wirkt sich das jetzt aus?

32:04 Also wie sehe ich, dass mein Baby irgendwie die Galactoseintoleranz hat? Das Ganze kann beim Baby dann zu Erbrechen, Durchfällen oder auch Gewichtsabnahme führen. Die wiederum, also im weiteren Verlauf, führen dann zu Schädigungen in ZNS, Auge, Leber oder Niere. Also das hat extreme Einflüsse auf den weiteren Verlauf des Babys.

32:30 Ich muss sagen, mich haben solche genetischen Erkrankungen immer so ein bisschen, vor allem in der Vorklingung, da hatte ich immer das Gefühl, ach scheiße, es gibt so viele Krankheiten, mein Kind wird bestimmt irgendwann aufgehen. Ja, ist echt so. So zur Einordnung, diese Galaktosämie, die klassische, die hat so eine Häufigkeit von 1 zu 40.000.

32:44 Also das ist schon jetzt. Alles gut. Genau. Ist dramatisch und ist wichtig, dass man es erkennt, wenn es vorliegt, aber es ist jetzt nichts, wovor man akut Angst haben muss.

32:54 Wenn jetzt Grande Finale die Amis rufen, der Fruktosestoffwechsel. Das ist ja so ein Ding, dass die Amis sich damit so ein bisschen die Leber ficken. Ich finde es extrem witzig. Weil die alles mit Fruktose vollpumpen, weil sie sagen, ja, Zucker und Glucose ist ja so böse, deswegen wird das alles ausgetauscht.

33:10 Und man merkt dann, ist doch vielleicht auch gar nicht so gut. Ja, machen immer, ja genau, wenn man denkt, Fruktose wäre irgendwie so ganz gesund, weil es ist ja aus Äpfeln oder so. Das ist so eine Scheiße. Gut, also was passiert mit der Fruktose? Die wird in der Leber abgebaut. Also im Prinzip, genauso wie bei der Galaktose, wird es in den Prozess der Glykolyse eingespeist.

33:30 Da sind jetzt auch wieder drei Enzyme wichtig, fünf aller guten Dinge sind drei. Das ist so ein Schema, was sich hier durchzieht. Das erste ist die Fruktokinase. Und was macht das Fructose? Wieder mit ATP, also wieder mit ein bisschen Energieeinsatz, wird zu Fructose 1-Phosphat. Und dann kommt jetzt die Aldolase B und wir erinnern uns an die letzte Folge.

33:51 Schritt in der Glykolyse, wo wir die Aldolase A gebraucht haben, jetzt hier die B. Und die katalysiert die Reaktion, das Fructose I-Phosphat zu Dihydroxyacetonphosphat und Glycerin-Aldehyd umgewandelt wird. Aber nicht Glycerin-Adehyd-3-Phosphat.

34:12 Wir haben ja vorher auch nur ein Phosphat gehabt.

34:14 Genau.

34:14 Warum auch immer.

34:16 Und jetzt der letzte Schritt ist die Triosekinase, also das Glycerin-Aldehyd, wird wieder nochmal mit ATP dann zu Glycerin-Adehyd-3-Phosphat. Also jetzt kam erst der letzte Schritt. Und jetzt haben wir eben den Metaboliten, den wir in die Glykolyse einschleusen können.

34:34 Auch hier gibt es dann klinisch relevante Erkrankungen, eben die Fructoseintoleranz. Wir haben ja uns schon die Galactoseintoleranz angeschaut, da war die Galactose-1-Phosphat, Oridyltransferase-Defekt eben der zweite Schritt. Auch hier ist der zweite Schritt sozusagen der Knackpunkt. Bei Fructoseintoleranz ist meist die Aldolase B-Defekt oder hat oder liegt zu gering vor.

34:59 Das heißt, eben da staut es sich. Fructose-1-Phosphat steigt in der Konzentration. Das wiederum hemmt die Glykogen-Phosphorylase und wenn die Glycogen-Phosphorylase nicht richtig erarbeiten kann, wird die Glykogenolyse eben gehemmt. Und was passiert dann bei einer gehemmten Glykogenolyse, wenn ich mein Vorrat sozusagen, wenn ich keinen Vorrat, äh, wenn ich keinen Zugriff auf meinen Vorrat habe, das führt dann zu Hypoglykamin und metabolischen Azidosen.

35:30 Und die Symptome, die stellen sich ein, sobald der Säugling sozusagen umgeswitcht wird, wenn die Muttermilch jetzt nicht mehr gegeben wird, sondern zum Beispiel ja Flaschenmilch, die wiederum Saccharose enthält und die ihm wiederum Fructose. Genau, das war sozusagen.

35:48 Man macht ja auch nicht, dass wenn ich Zucker übermäßig anhäufe in der Leber, denkt die sich halt, ja, warum soll ich die Kacke überhaupt noch weiter abbauen? Ja, und deswegen, das ist wohl über krass, dass wenn man so einen Säuglingschalt hat, haben die riesen Leber, weil die sind voll mit Glucose. Die leber anderer denken, Blutzucker ist hochgeil, dann lass mal Glykogen machen.

36:07 Aber ich kann den Zucker halt nicht abbauen. Und das ist so ein bisschen, wie so, gibt es doch auch so eine griechische Sage von so einem Dude, der in so einem See steht und über dem hängen so Trauben und so lauter geiles Essen. Und der steht im See drin, aber jedes Mal, wenn er die Traube so greifen will, dann wächst die weg.

36:21 Und wie heißt das nochmal? Keine Ahnung.

36:23 So ein König, der ist nicht.

36:24 Ich finde es nicht, aber es klingt richtig tragisch.

36:26 Der ist auch übel tragisch. Aber der war vorher auch ein richtiger Wichser. Also ist schon okay. Der ist so ein böser König, ja. Okay. Weitere Pathologie zur Fruktose. Der Poliolweg.

36:39 Genau, der Poliolweg.

36:41 Grundsätzlich nicht erstmal eine Pathologie, aber kann pathologisch werden. Kann pathologisch werden. War nicht ganz richtig ausgedrückt.

36:47 Der Poliolweg ist nämlich auch ein weiterer extrem wichtiger Stoffwechselweg der Fructose. Und zwar brauchen wir Fructose in unserem Körper in einem ganz bestimmten Gebiet. Und zwar in der Pläcientrüse. Das ist nämlich so, dass die Spermienzellen die Fructose zur Energieversorgung brauchen. Vielleicht essen die Amis deswegen so viel Fructose.

37:12 Weil die so viel Klasse haben, oder was?

37:13 Nur mal so in den Raum geworfen.

37:14 Nee, nee, nee, nee, nee, nee. Energie brauchen. Und der Polyolweg beschreibt sozusagen die Synthese von der Fructose aus der Glucose. Das heißt, ich gehe den Weg umgekehrt. Wenn wir uns jetzt die Strukturformeln von der Glucose und der Fructose nebeneinander legen, dann fällt wahrscheinlich den meisten Leuten ein Merkmal auf.

37:37 Die beiden sind ziemlich identisch, außer eine Carbonylgruppe. Die Glucose hat diese Carbonylgruppe als Aldehyd am C1 und die Fructose als Ketongruppe am C2.

37:48 Könnte einem auch bekannt vorkommen.

37:50 Hatten wir auch alles schon. Hatten wir auch alles schon. Und wie muss ich jetzt diesen Schritt gehen? Also wie bringe ich die Carbonylgruppe vom C1 auf C2? Weil das ist ja wirklich der einzige Unterschied, der die beiden Stoffe voneinander trennt. Die Glucose kann jetzt NADPH plus abhängig von der Aldosereduktase zu einem Alkohol reduziert werden.

38:13 Es entsteht das Sorbitol und statt der Aldehydgruppe am C1 haben wir nun eine Hydroxygruppe. Das Sorbitol wiederum wird von der Sorbitoldehydrogenase NAD plus abhängig wieder am C2 oxidiert und es entsteht eben die gewünschte Carbonylgruppe, also Ketogruppe am C2 und damit Fructose.

38:35 Und wo kommt jetzt die Pathologie davor? Wir nehmen einen Patienten mit einem schlecht eingestellten Blutzucker unter Diabetes mellitus. Deswegen ist doof, weil in der Augenlinse oder in Auge dieser Polyolweg abläuft und ich vermehrt Sorbitol und Fructose bilde. Das Problem ist, das kann in der Augenlinse passieren, kann aber auch in peripheren Nerven passieren.

38:59 Problem ist, damit habe ich eine verbundene, höhere Osmolarität in der Linse wie auch in den peripheren Nerven. Und dadurch am Ende des Tages eine Proteinaggregation und Proteinenaturierung. Also quasi da werden Proteine kaputt gemacht und die sammeln sich dann da an. Und das zerstört halt einmal die Linse und macht die trüb, deswegen halt Katarakt und kann halt eben zur Polyneuropathie führen, weil halt periphere Nerven auch extrem geschädigt werden.

39:25 Und genau da liegt das Problem, dass ich halt quasi einen vermehrt ablaufenden Polyurweg habe, vermehrt Fruktose, dann eine Osmularitätsveränderung und das ist überhaupt nicht gut. Und deswegen sind Diabetiker oft viel, viel früher dran mit Polyneuropathie und auch viel, viel früher dran, eine neue Linse zu brauchen.

39:41 Also es ist alles sehr, sehr spannend. So, dann, Freunde, der lange Weg der Kohlenhydrate. Wir fassen nochmal zusammen. Glykogen ist die zelluläre Speicherform von Glucose und die Hauptspeicher sind Leber und Muskel. CAMP ist in der Regulation der Glykolyse, der Glykogenolyse und Glykogen Synthese ein riesen Player und die Hoch- und Runter-Regulation dieses Second Messengers ist quasi extrem wichtig.

40:11 Diese beiden Stoffwechselwege werden, wie wir vorhin hatten, schon gegensätzlich reguliert, was das Einzige ist, was wirklich Sinn macht. Die Laktose und Glukosestoffwechsel sind so ein Ding von uns Europäern größtenteils oder so von der westlichen Welt. Und Özi konnte das noch nicht. Die nächste Party, ganz, ganz wichtig, das Wichtigste von heute.

40:32 Und Fruktose und Laktose und somit auch Galaktose-Stoffwechsel sind mit sehr, sehr vielen Krankheiten vergesellschaftet, die wir leider auch schon in der Vorklinik kreuzen müssen. Deswegen, liebe Freunde, schaut euch das an. Soweit die Tipps von uns. Auf jeden Fall, wenn ihr vielleicht eine Fruktose oder Galaktose-Intoleranz habt, schreibt es mal auf Instagram at der Volkklink-Podcast.

40:56 Wir würden uns freuen, davon zu hören. Auch Kritik, Lob und sonst was. Auch euch bringt es was. Wir haben NC-Fragen und Merksprüche und sonstige Bilder und dann auch so ein paar Etikett von uns von einem Aufnahmen heute. Deswegen kommt auf jeden Fall mal rein, lohnt sich. Das war das mal zum Sonntag.

41:14 Nach dem bis zum nächsten Mal.

41:32 Über die Inhalte in diesem Podcast übernehmen wir keine Gewährung. Der Podcast kann in Besuch von Vorlesern nicht ersetzen. Wir empfehlen das Studium von Einstellungen der Fachliteratur über den Inhalt des Podcasts hinaus.

41:42 Riesigen und Wirkung von Ansieren Apfleger.