METABOLISMO INTEGRATIVO Parte 2 Concentración - U
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16/05/2015 Universidad de Chile Facultad Ciencias Químicas y Farmacéuticas Química Fisiológica y Patología Integrada I 2015 METABOLISMO INTEGRATIVO Parte 2 PRINCIPALES REGULADORES DEL METABOLISMO ENERGETICO GLUCAGON : señal de hambre (poca glucosa en la sangre) INSULINA : señal de abundancia (alta glucosa en la sangre) ADRENALINA: señal de alarma (movilización urgente de energía) Sergio Lavandero, PhD Sergio Lavandero- UCHILE 2015 PANCREAS ENDOCRINO Islotes de Langerhans Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Concentración circulante de glucosa (glicemia) se regula por acción coordinada de insulina y glucagón Célula β - insulina 3,9 - 8,3 mM Célula α - glucagón Célula PP– Polipéptido pancreático Célula δ - somatostatina Sergio Lavandero- UCHILE 2015 1 16/05/2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Secreción pancreática de glucagón • Se secreta por fusión de la membrana vesicular de los gránulos con la membrana plasmática y por la vena porta llega hasta el hígado. • Vida media: 10 min • Se inactiva por proteólisis en un 30-40% en el hígado. Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 2 16/05/2015 Glucagón • Niveles circulantes de glucosa son el principal regulador de la secreción del glucagón • Hipoglicemia estimula liberación de glucagón mientras que hiperglicemia la inhibe • Glucagón estimula procesos catabólicos e inhibe los anabólicos. Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Glucagón: En hígado • • • Estimula glicógenolisis (desdoblamiento de glicógeno) Estimula gluconeogénesis (glucosa a partir de aminoácidos) Inhibe síntesis de glucógeno: inhibición glicógeno sintetasa En tejido adiposo Sergio Lavandero- UCHILE 2015 • • • • Estimula lipólisis: triglicéridos = ácidos grasos + glicerol por activación de lipasa sensible al glucagón NO afecta proteínas musculares 3 16/05/2015 Concentración circulante de glucosa (glicemia) se regula por acción coordinada de insulina y glucagón INSULINA: HORMONA SINTETIZADA EN EL PANCREAS PROINSULINA Peptidasas células beta INSULINA Péptido C Sergio Lavandero- UCHILE 2015 GLUCOSA ESTIMULA SECRECION DE INSULINA Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Islotes de Langerhans Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Mecanismo de secreción insulina en célula β-pancreáticas Sergio Lavandero- UCHILE 2015 4 16/05/2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 5 16/05/2015 Autofosforilación del receptor de insulina Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 6 16/05/2015 Transportadores de glucosa (GLUT) Nombre Tejido Km GLUT-1 Eritrocitos, cerebro 5-7 mM GLUT-2 Hígado, riñón, Célula b-páncreas 7-20 mM GLUT-3 Cerebro 1.6 mM GLUT-4 Musculo, (sensible insulina) tejido adiposo 5 mM GLUT-5 5 mM (fructosa) Duodeno Acciones de Insulina 1. Estimula captación glucosa por músculo (GLUT-4) 2. Activa glicógeno sintetasa e inactiva a la glicógeno fosforilasa (hígado y músculo) 3. Estimula almacenamiento del exceso de combustible como grasa Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Tejidos involucrados en la regulación de la glucosa Procesos metabólicos controlados por hormonas claves del metabolismo energético GLUT 4 TEJIDO ADIPOSO ESQUELETICO GLUT 4 GLUCOSA GLUT 2 MUSCULO PANCREAS GLUT 2 Insulina Glucagón Estimula Estimula Epinefrina HIGADO Estimula Captación glucosa Producción cAMP Producción cAMP Glicólisis Glicogenolisis Degradación triglicéridos Síntesis glicógeno Gluconeogénesis Glicogenolisis Síntesis triglicéridos Degradación triglicéridos Síntesis proteina, DNA, RNA INSULINA Sergio Lavandero- UCHILE 2015 Sergio Lavandero- UCHILE 2015 7 16/05/2015 COMPARACION DE LOS EFECTOS DE GLUCAGON, ADRENALINA E INSULINA EN EL METABOLISMO DE LOS GLUCIDOS Procesos metabólicos controlados por hormonas claves del metabolismo energético Glucagón Adrenalina Insulina Páncreas (cél. α) Médula adrenal Páncreas (cél. β) Hígado Músculo (>hígado), tejido adiposo Músculo, hígado, tejido adiposo AMP cíclico ↑ ↑ ↓ F2,6BP ↓ ↑ ↑ Gluconeogénesis ↑ ↑ ↓ Glicolisis ↓ ↑ ↑ Fuente Insulina Glucagón Epinefrina Blancos principales Inhibe Inhibe Inhibe Degradación proteinas Gluconeogénesis Lipolisis Síntesis glicógeno Glicolisis Síntesis glicógeno Efectos en: Sergio Lavandero- UCHILE 2015 AUMENTO DEL GLUCAGON EN PLASMA CONTROL DEL METABOLISMO INTERMEDIARIO ¿CUALES SON SUS EFECTOS EN EL METABOLISMO DE GLUCIDOS? MODULACION DE ENZIMAS CLAVES HIGADO MUSCULO ESQUELETICO • Actividad enzimática covalente (modificación • Masa de enzimas (síntesis-degradación) • Compartamentalización alostérica o Vía glicolítica Vía pentosas Vía glucosa-6 fosfatasa Síntesis glicógeno Degradación glicógeno Sergio Lavandero- UCHILE 2015 8 16/05/2015 ¿CUALES SON LOS EFECTOS DEL GLUCAGON EN EL METABOLISMO DE GLUCIDOS? HIGADO EFECTO DEL GLUCAGON EN EL METABOLISMO DE GLUCIDOS EN HIGADO Y MUSCULO MUSCULO Vía glicolítica cerrada Vía glicolítica abierta Vía pentosas cerrada Vía pentosas cerrada Vía Glu6 fosfatasa abierta Vía Glu6-fosfatasa: no hay Síntesis glicógeno: cerrada Síntesis glicógeno: cerrada Degrad. glicógeno: abierta Degrad. glicógeno: abierta Hígado: Músculo esquelético: exporta glucosa consume glucosa Sergio Lavandero- UCHILE 2015 En la glicolisis hay 3 puntos clave de control: - Hexokinasa (HX) - Fosfosfructo kinasa -1 (PFK-1) - Pirivato kinasa (PK) Por qué? 9
