The Role of Cyclic AMP in the Control of Carbohydrate Metabolism

Abstract

Cyclisch AMP speelt een belangrijke rol in de regulatie van het metabolisme in het algemeen. In dit overzicht ligt de nadruk op het koolhydraatmetabolisme, maar ook het lipidenmetabolisme komt in zekere mate aan bod. De voornaamste rol van cyclisch AMP in verschillende weefsels lijkt te bestaan in het vergemakkelijken of bevorderen van de mobilisatie van glucose- en vetzuurreserves. In de lever veroorzaken glucagon en de catecholamines een verhoging van het intracellulaire niveau van cyclisch AMP door stimulering van adenyl cyclase. Deze stijging van het cyclisch AMP-niveau leidt tot een netto stijging van de leverglucoseproductie door ten minste drie mechanismen: stimulering van fosforylase-activering, onderdrukking van glycogeensynthetase-activiteit, en stimulering van gluconeogenese. De catecholamines stimuleren ook adenylcyclase in spier- en vetweefsel. De belangrijkste effecten van cyclisch AMP in deze weefsels zijn glycogenolyse in de spieren en lipolyse in het vetweefsel.

Een andere rol van cyclisch AMP is het versterken of bevorderen van de afgifte van insuline door de pancreatische betacellen. Insuline gaat dan naar de lever en het vetweefsel om de accumulatie van cyclisch AMP te onderdrukken, en kan ook de werking van cyclisch AMP in de spieren tegengaan. Men ziet dus dat cyclisch AMP de werking van verschillende katabole hormonen bemiddelt en de afgifte van een anabool hormoon bevordert, dat gedeeltelijk de werking van cyclisch AMP tegenwerkt.

Omdat cyclisch AMP betrokken is bij zowel de afgifte als verschillende werkingen van insuline, is de mogelijke rol van cyclisch AMP bij diabetes besproken. Diabetes mellitus bij de mens wordt gezien als het resultaat van een fundamenteel genetisch defect, waarvan de aard nog niet is vastgesteld. Een van de aanwijzingen wijst op een verdikking van het basaalmembraan als een vroege factor in het ontstaan van diabetes. Verdere studie van de vorming en afbraak van de keldermembraan kan daarom leiden tot een beter begrip van het genetisch defect. Of cyclisch AMP een regulerende rol speelt bij de synthese van het keldermembraan is momenteel onbekend.

Een ander defect dat herkenbaar is bij prediabetici is een gebrekkige afgifte van insuline als reactie op glucose-infusie. Dit zou secundair kunnen zijn aan de verdikking van de keldermembraan, maar er zijn ook aanwijzingen dat het cyclische AMP-mechanisme defect kan zijn. Op een ander niveau is de rol van cyclisch AMP duidelijker: insulinetekort laat de werking van hormonen die de productie van cyclisch AMP stimuleren ongemoeid, en draagt zo bij tot de glucoseovervloed en ketose die zo vaak in de latere stadia van de ziekte worden gezien.