REGULACIÓN DEL METABOLISMO

PARTE II: REGULACIÓN HORMONAL DEL

METABOLISMO DE LA GLUCOSA

Mayo, 2011

HORMONAS

Compuestos capaces de modificar la actividad celular de tejidos y órganos.

Cualquier célula puede ser el blanco de estos compuestos siempre y cuando exista el RECEPTOR ESPECÍFICO para este en la célula.

HORMONAS

Lipófilas

Hidrófilas

La transmisión de las señales hormonales a la célula difiere según el tipo de hormona

FUNDAMENTO DE LA ACCIÓN HORMONAL

Como insulina

RECEPTORES Y SEÑALES DE TRANSDUCCIÓN

Material soluble en agua, iones, pequeñas moléculas inorgánicas, polipéptidos y proteínas no pueden entrar a la célula y para influenciarla, deben reaccionar con una proteína en la membrana plasmática.

A estas moléculas hidrofílícas se les llama ligantes o ligandos y a la molécula en la membrana plasmática receptor.

LIGANTES PRIMER MENSAJERO

Segundos mensajeros

Transmiten la información desde el complejo receptor-ligando.

Consituyen el siguiente paso en el circuito molecular de la información.

AMPc, GMPcíclico, el ión calcio, el inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) y el diacilglicerol (DAG).

TODOS SON amplificadores de la señal (YA QUE SE PRODUCEN MUCHAS MOLÉCULAS Y SE UNEN A MUCHOS BLANCOS)

Transducción de señales

Al proceso que se lleva a cabo desde el momento de la activación del receptor hasta la formación del segundo mensajero se le llama transducción, porque es la transformación de un tipo de señal en otra; es decir, de señal extracelular a señal intracelular

** la fosforilación de proteínas, es la forma habitual de transferir información.

El hígado desempeña un papel fundamental en la homeostasis de la glucosa en el organismo

INSULINA

GLUCAGÓNADRENALINA

GLUCOGENO: forma de almacenamiento de glucosa

GlucogenosintasaGlucogenofosforilasa

INSULINA

Estructura de la insulina

Hormona peptídicaDon dos cadenas unidas por puentes disulfuroLa cadena α: puente disulfuro.

αβ

Receptor de insulina Formado por dos cadenas

c/u con una subunidad α y una β

Subunidad α se encuentra en el exterior de la célula

Subunidad β en el interior de la célula

Las dos subunidades α se unen para formar el sitio de unión para una molécula de insulina

Cada subunidad beta: domino proteína quinasa, tirosinaquinasa

AUTOFOSFORILACIÓNAUTOFOSFORILACIÓN

Efecto de la insulina sobre el metabolismo energético Efecto

Enzima diana Entrada de glucosa (músculo) Transportador de

glucosa Entrada de glucosa (hígado)

Glucoquinasa Síntesis de Glucógeno Glucógeno

sintasa

(hígado, músculo) Glucolisis hasta AcetilCoA PFK-1 y

PyrDH

(hígado, músculo) Síntesis de Acidos Grasos (hígado)

AcetilCoACarboxilasa Sintesis de TAG (tejido adiposo) Lipoproteín

lipasa Degradación de Glucógeno Glucógeno

fosforilasa

(hígado, músculo)

Señalización de la insulina. Muy compleja

Diferentes efectos de insulina en la célula

1. Modificación en la transcripción de genes2. Fosforilación de proteínas para la Inducción de procesos anabólicos y de la glucólisis3. Fosforilación de proteínas para la movilización de transportadores de glucosa. AUMENTA LA TOMA DE GLUCOSA

La toma de glucosa se modifica pero no en todos los tejidos Hay tejidos sensibles a insulina (solo los

que tienen sus receptores para insulina) Hay tejidos que tienen a la proteína

transportadora ya en membranas intracelulares (pedazos de membrana conteniendo transportador)

Hay transportadores específicos que así se guardan en la célula (Sólo los GLUT4)

Distribución Km (mmol/L) Tamaño (aa) Otros

GLUT1 EritrocitosFetoPlacentaCerebro

5-7 492

GLUT2 HígadoRiñónIntestino

7-20 524

GLUT3 Cerebro 1.6 496

GLUT4 Músculo Tejido Adiposo

5 509 Inducible por insulina

Diferentes transportadores de glucosa en el mismo organismo (isoformas)

Todos son transportadores difusionales y no están en todos los tejidos

Reclutamiento de transportador de glucosa en la membrana plasmática

ADP

PI3K, cinasa muy importante para la movilización de vesículas de membrana con transportador Glut4

Wormanina

Inhibidor de la fosfatidilinositol-3-kinasa (PI3K)

Se une de manera específica al sitio de unión de ATP de la enzima

REACTIVOS para el experimento

Estudien para que se usan c/u

Solución Krebs-Ringer-Glucosa-Herpes (130 mM NaCl, 5mM kCl, 1.2 mM KH2PO4 , 2mM MgSO4 . 7 H2O, 10 mM glucosa, 1 mM CaCl2 . 2H20 ,

0.2% BSA y 20 mM HERPES pH 7) 0.9% NaCl Solución de insulina 2000 μU/ml. 4 μM de wormanina

Del protocolo experimental

ESTUDIEN: Qué hicimos? cómo lo hicimos? Y para que lo hicimos?

bibliografía

Bioquímica, Jeremy Mark Berg, pp 392-394

Bioquímica médica, John W. Baynes, pp 279-281

Bioquímica: texto y atlas, Jan Koolman, pp120-122

Fundamentos de Bioquimica, Donald Voet, pp 744-745, 756-757