Wat als je lactate dehydrogenase uitschakelt?

Moderator: ArcherBarry

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 967

Wat als je lactate dehydrogenase uitschakelt?

Het begin van glucose metabolisme begint bij de glycolyse en daarbij worden NAD+ moleculen verbruikt. Aangezien de [NAD+] in de cel gelimiteerd is, zal de cel NAD+ moleculen moeten genereren om de glycolyse draaiende te houden. Dit kan bijvoorbeeld via de fermentatie van pyruvaat in lactaat en ethanol, respectievelijk gekatalyseerd door de enzymen lactate en alcohol dehydrogenase. Bij deze reacties wordt ook NAD+ gevormd. Stel nou (hypothetisch) dat men een knock-out maakt van het gen dat voor lactate dehydrogenase codeert. Dan zou pyruvaat nog wel omgezet kunnen worden in lactaat, maar vele malen minder dan de omzetting naar ethanol.
 
Aangenomen dat na de knock-out vrijwel alle pyruvaat wordt omgezet via de ethanol fermentatie, zou de betreffende persoon daar dan dronken van kunnen worden tijdens het sporten?
 
En aangenomen dat lactaat voor het vermoeiende gevoel in je spieren zorgt en die reactie bijna niet meer wordt uitgevoerd, zou de betreffende persoon dan veel langer door kunnen gaan voordat er vermoeidheid optreedt?
"In biotech moet je soms dingen doen waarvan anderen zeggen dat het onmogelijk is."

Henri A. Termeer (1946-2017)

Berichten: 8

Re: Wat als je lactate dehydrogenase uitschakelt?

Ik betwijfel of de mens pyruvaat decarboxylase in de spiercellen/ of andere weefsels  heeft zitten en dus aan alcohol fermentatie doet. Vind er weinig over terug.
 
Een knockout voor LDH is in ieder geval lethaal voor muizen...

Gebruikersavatar
Berichten: 967

Re: Wat als je lactate dehydrogenase uitschakelt?

thanh2468 schreef: Ik betwijfel of de mens pyruvaat decarboxylase in de spiercellen/ of andere weefsels  heeft zitten en dus aan alcohol fermentatie doet. Vind er weinig over terug.
 
Goed punt, had ik nog niet aan gedacht. Alcohol fermentatie vindt niet normaal gesproken niet plaats in menselijke cellen. Althans, menselijke cellen zelf kunnen dit proces niet uitvoeren, maar bepaalde micro-organismen kunnen dit wel en kunnen de vervolgens de geproduceerde alcohol ook afgeven aan het bloed. 
 
One case of the human brewery occurred in a 61-year old in Texas. The man had recently had a foot surgery, and he was instructed to take antibiotics. Saccharomyces cerevisiae was the species of yeast that was found to be prevalent in the mans system. When he stumbled into the emergency room, his blood alcohol level was found to be 0.40 percent, 5 times the legal driving limit. For about a year, people around him believed he was a severe alcohol abuser, as he was almost constantly drunk. 
 
 
Bovenstaande vond ik hier. Geen idee of het verhaal echt gebeurd is, maar ik kan me wel voorstellen dat zoiets kan optreden als je de correcte (als in: voor de alcohol fermentatie) micro-organismen in je lichaam hebt. 
 
 
thanh2468 schreef: Een knockout voor LDH is in ieder geval lethaal voor muizen...
 
Hm, dat zal voor een mens niet veel beter zijn denk ik (naar verwachting).
 
Gevolg van knock-out leidt dus vermoedelijk tot de dood van het betreffende organisme. Maar het hebben van bepaalde micro-organismen die ethanol kunnen fermenteren zouden volgens bovenstaand verhaal dus wel degelijk kunnen leiden tot het dronken worden van een individu.
"In biotech moet je soms dingen doen waarvan anderen zeggen dat het onmogelijk is."

Henri A. Termeer (1946-2017)


Berichten: 12.262

Re: Wat als je lactate dehydrogenase uitschakelt?

Lijkt me bijzonder, het is gewoon 'standaard' gist die je levend binnen kunt krijgen (pakweg in witbier oid) zonder nadelige gevolgen. Geen idee waar in het lichaam deze gist kan gedijen, maar ik heb mn twijfels over of het maagzuur zal overleven. 
Victory through technology

Gebruikersavatar
Berichten: 967

Re: Wat als je lactate dehydrogenase uitschakelt?

Ja, ik denk dat dat het juiste syndroom is.
 
Uit een onderzoek in 2014 blijkt dat een knockout van lactaat dehydrogenase A (LDHA) in cellen van de Chinese dwerghamster in vitro inderdaad lethaal is. Ik neem aan dat dit in mensen niet anders is, aangezien we LDH nodig hebben. Er vindt normaal gesproken dus geen ethanol fermentatie op, maar om de glycolyse (en daarmee de gehele metabolisme pathway) op gang te houden hebben we NAD+ nodig. Zonder LDH kun je die NAD+ niet genereren, en dus ook uiteindelijk geen ATP.
 
Benm schreef: Lijkt me bijzonder, het is gewoon 'standaard' gist die je levend binnen kunt krijgen (pakweg in witbier oid) zonder nadelige gevolgen. Geen idee waar in het lichaam deze gist kan gedijen, maar ik heb mn twijfels over of het maagzuur zal overleven. 
Het is ook zeker niet normaal. Er hoort geen ethanol fermentatie in een menselijk lichaam op te treden, maar in aanwezigheid van die micro-organismen in je tractus digestivus kan dat dus wel. Het is overigens wel zeldzaam dat een gist zich innestelt, maar het schijnt wel mogelijk te zijn.
"In biotech moet je soms dingen doen waarvan anderen zeggen dat het onmogelijk is."

Henri A. Termeer (1946-2017)

Berichten: 8

Re: Wat als je lactate dehydrogenase uitschakelt?

https://academic.oup.com/ecco-jcc/article-lookup/doi/10.1093/ecco-jcc/jjw098
 
Dit artikel gaat wel over candida ipv s. cerevisia.
 
 
 
We hypothesised that the patient’s alcohol intoxication and elevated blood alcohol level were secondary to endogenous ethanol fermentation. The patient’s antibiotic regimen allowed increased growth of yeast in the proximal jejunum. Because the bowel was markedly dilated, it acted like a ‘vat’ and his increased sugar intake acted as the substrate for fermentation. Changing his diet to a low carbohydrate diet and avoiding antibiotics were suficient to prevent a recurrence.

Gebruikersavatar
Berichten: 6.058

Re: Wat als je lactate dehydrogenase uitschakelt?

Nu lopen er wel een aantal zaken door elkaar:
 
LDH deficientie heeft niets van doen met 'human brewery' want die laatste gaat inderdaad via microorganismen in de darmen. Menselijke cellen, waarin LDH voorkomt, zijn niet in staat tot alcohol fermentatie.
 
Bij LDH deficientie zoals in het geval van een knock-out situatie zal gaan lactaat gevormd worden, waardoor er geen ATP te halen valt uit de anaerobe dissimilatie. Men zal in anaerobe situaties zoals forse inspanning flink in de problemen geraken omdat de cellen geen ATP krijgen ter energieleveranciering. Dit zal leiden tot massale dood van spiercellen en rhabdomyolyse met alle gevolgen van dien.
 
Concluderend is het antwoord op de vraag uit de OP: de persoon wordt niet dronken want menselijke cellen zijn niet in staat tot het produceren van alcohol, de persoon gaat zeer waarschijnlijk dood.
That which can be asserted without evidence can be dismissed without evidence.

Berichten: 12.262

Re: Wat als je lactate dehydrogenase uitschakelt?

Als je de enzymen voor de lactaat pathway uitschakelt weet ik eigenlijk niet of mensen nog machinerie over hebben om onder anearobe condities glucose tot alcohol af te breken en zo wat energie te onttrekken.
 
In principe zou dat nog best ergens geconserveerd kunnen zijn, maar het probleem is vooral dat mensen die dergelijk belangrijke enzymen missen gewoon niet levensvatbaar zijn. 
 
Dat iemand in uitzonderlijke omstandigheden dankzij gist een soort waggelende brouwketel wordt kan nog wel, maar dat je menselijke cellen dit voor elkaar krijgen lijkt onmogelijk. Als die gist ergens in de spijsvertering een plaats weet te vinden zou een tijdelijk koolhydraat-vrij dieet voldoende moeten zijn om die gist uit te hongeren - gist kan weinig met alleen vet of eiwit als energiebron, terwijl mensen dat prima enige tijd overleven. 
Victory through technology

Gebruikersavatar
Berichten: 967

Re: Wat als je lactate dehydrogenase uitschakelt?

Benm schreef: 
Nee, menselijke cellen bevatten niet de mogelijkheid om ethanol te fermenteren. Daarnaast is die pathway er niet om energie te produceren, maar juist om NAD+ moleculen te genereren. Die kunnen vervolgens in de glycolyse gebruikt worden, waar wel ATP wordt geproduceerd. Zonder LDH kun je dus geen ATP meer genereren, doordat je geen aanvulling van NAD+ moleculen hebt.
"In biotech moet je soms dingen doen waarvan anderen zeggen dat het onmogelijk is."

Henri A. Termeer (1946-2017)

Reageer