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Metabolismo de carbohidratos 5 (Glucogenogénesis y glucogenólisis) Marijose Artolozaga Sustacha, MSc METABOLISMO DEL GLUCÓGENO • Glucógeno se almacena: – En hígado: aprox. 10% del peso del hígado es glucógeno – En músculo: aprox. un 1-2% Concentración en el citosol del hígado: – Si fuera toda la glucosa disuelta: 0,4M – En forma de glucógeno: 0,01mM ósmosis! • Grasa almacena energía pero no es glucogénica... el cerebro necesita glucosa • Glucógeno se almacena: Glucógeno de la dieta… Glucosa En el citosol En forma de gránulos de glucógeno con: – Glucógeno – Las enzimas que lo sintetizan y que lo degradan – Reguladores de las enzimas • Glucógeno se agota: – El del músculo: <1h de ejercicio intenso – El del hígado: 12-24h de ayuno GLUCOGENÓLISIS Glucogenólisis • • • • • • Degradación de glucógeno a glucosa En el citoplasma Contraria a la glucógenogénesis PERO Diferentes enzimas Regulada por hormonas Cuando glucosa sanguínea baja Glucogenólisis Enzimas: • Glucógeno fosforilasa Glucógeno (a 1-4) glucosa-1-P • Enzima desramificante Transfiere 3 glucosas a otra rama Hidroliza el enlace (a 1-6) • Fosfoglucomutasa G-1-P G-6-P • Glucosa-6-Fosfatasa G-6-P Glucosa Glucogenólisis Glucógeno fosforilasa Enzima desramificante Fosfoglucomutasa Glucosa-6-Fosfatasa Glucogenólisis Reacción de la glucógeno fosforilasa Glucogenólisis Reacción de la glucógeno fosforilasa Glucogenólisis Reacción de la glucógeno fosforilasa • Parte de la energía del enlace glucosídico se conserva en el éster-fosfato • Coenzima: piridoxal-P • Sustrato: • enlaces (a1-4) • extremos no-reductores del glucógeno… …hasta 4 glucosas antes del enlace (a1-6) Glucogenólisis Acción de la enzima desramificante = oligo (a1-6) a (a1-4) glucantransferasa 2 reacciones consecutivas: •Transfiere 3 glucosas •Hidroliza enlace (a1-6) Producto de la Glucogenólisis A partir de glucosa-1-P: •En músculo = glucosa-6-P •En hígado = glucosa Producto de la Glucogenólisis: Se forma Glucosa-1-P Fosfoglucomutasa (reversible) Glucosa-6-P En músculo Glicólisis Energía En hígado: G-6-Fosfatasa Glucosa Sale a la sangre: Glicemia Última reacción de la Glucogenólisis La Glucosa-6-fosfatasa está: • Sólo en hígado • En el retículo endoplasmático Se separa esta reacción de las de la glicólisis (La fosfatasa abortaría la glicólisis) Músculo no tiene la enzima: No puede exportar glucosa Glucosa sale a la sangre GLUCOGENOGÉNESIS Glucogenogénesis • • • • • • Síntesis de glucógeno a partir de glucosa En el citoplasma Contraria a la glucogenólisis PERO Diferentes enzimas Más en el hígado (y el músculo) Se activa con excesos de glucosa: después de comer • Regulada por hormonas Glucogenogénesis • Glucosa • Glucosa-6-P • Glucosa-1-P UTP -- UDPG pirofosforilasa -- • UDP-glucosa = UDP-G glucógeno sintasa PPi enlaces (a 1-4) UDP-glucosa + glucógenon glucógenon+1 + UDP Energía • Se une al extremo no reductor de las ramas de glucógeno • Además: enzimas ramificantes: enlaces (a 1-6) Glucogenogénesis Alargamiento de las cadenas(a 1-4) UDPG pirofosforilasa = Además: enzimas ramificantes: enlaces (a 1-6) Glucogenogénesis: Alargamiento de las cadenas(a 1-4) Además: enzimas ramificantes: enlaces (a 1-6) Glucogenogénesis Reacción de la UDPG-Pirofosforilasa Glucogenogénesis Reacción de la glucógeno sintasa Glucogenogénesis Reacción de la glucógeno sintasa Glucogenogénesis Reacción de la enzima ramificante Glucogenogénesis Glucogenogénesis Acción de la enzima ramificante Inicio de la Glucogenogénesis Acción de la glucogenina: • La Glucógeno sintasa no puede iniciar una cadena nueva: necesita un cebador donde ir uniendo glucosas Proteína glucogenina: • Actividad glucosiltransferasa • Aá Tirosina-OH glucosa UDPG • Alargamiento hasta 6-7 glucosas… …luego la Glucógeno Sintasa y la ramificante La glucogenina: queda encerrada dentro de la molécula de glucógeno, unida al único extremo reductor Regulación de vías del glucógeno Se regula la actividad de • la glucógeno fosforilasa = glucogenólisis • la glucógeno sintasa = glucogenogénesis • Alostérica • Hormonal: – Por fosforilación y defosforilación Regulación alostérica de vías del glucógeno En estado de absorción: Glucosa-6-P: activa la sintasa Síntesis de glucógeno inhibe la fosforilasa Degradación ATP inhibe la fosforilasa Glucosa inhibe la fosforilasa en hígado En contracción muscular: Ca++ fosforilasa quinasa ( activa la fosforilasa) Degradación de glucógeno AMP activa la fosforilasa Síntesis Regulación hormonal de vías del glucógeno por fosforilación y defosforilación Reguladas por Proteín quinasa A … (AMPc, glucagón) Misma señal: efecto contrario Regulación de vías del glucógeno Regulación de enzimas: • Glucógeno sintasa – es activa defosforilada – es inactiva fosforilada • Glucógeno fosforilasa – es inactiva defosforilada – es activa fosforilada -Misma señal -efecto contrario Regulación de vías del glucógeno Glucagón AMPc activa la PKA fosforila estas quinasas se activan: En ayuno en hígado • Quinasas fosforilan: • la glucógeno fosforilasa activa • la glucógeno sintasa inactiva Glucagón activa la degradación e inhibe la síntesis de glucógeno Glucosa en sangre fosforila la Fosfofructoquinasa2 actividad fosfatasa F 2,6-diP activa la Fructosa 1,6-diFosfatasa Glucagón activa la gluconeogénesis Regulación de vías del glucógeno Defosforilada = activa Inactivación hormonal Fosforilada = inactiva Activación alostérica Fosforilada PERO activa Regulación de vías del glucógeno Función de las reservas de glucógeno en músculo e hígado •Glucógeno= principal fuente de energía para la contracción del músculo •En el hígado se obtiene la mayor parte de la energía de la oxidación de los ác. grasos glucógeno = fuente de glucosa sanguínea para el catabolismo en otros tejidos •Hígado funciona como “glucostato”: regulación de la glucógeno sintasa y la fosforilasa. Vmax de las dos vías es similar. •En músculo la Vmax de glucogenólisis es 300x mayor que la de glucogenogénesis. Enfermedades de almacenamiento del glucógeno La acumulación de glucógeno anormal se debe generalmente a un fallo en su degradación. • Déficit en diferentes enzimas • Algunos casos provocan muerte por insuficiencia hepática Enfermedades de almacenamiento del glucógeno Enfermedades de almacenamiento del glucógeno Enfermedades de almacenamiento del glucógeno
