sÍntesis y degradaciÓn de glucÓgeno - inicio · 2017-02-12 · luego de captar glucosa (glut-4),...
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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS, FASE I,
UNIDAD DIDÁCTICA: BIOQUÍMICA MÉDICA
2º AÑO CICLO ACADÉMICO 2,013
SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN
DE GLUCÓGENO DR. MYNOR A. LEIVA ENRÍQUEZ
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
ABUNDANCIA
ESCASEZ
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DEL
G L U C Ó G E N O
GLUCOGÉNESIS (ABUNDANCIA)
Glucogénesis en el músculo
Luego de digerir y absorber los carbohidratos, se eleva la glicemia. Luego de captar glucosa (GLUT-4), el músculo forma glucógeno cuando se satisface su demanda de energía y queda glucosa disponible.
La mayor avidez de la enzima hexocinasa por su sustrato, determina que se inicie la glucogénesis muscular antes que la glucogénesis hepática.
Es estimulada por la INSULINA.
• Glucogénesis en el hígado
• El hígado capta glucosa (GLUT-2) a
demanda, y forma glucógeno tardíamente,
ante estados de mayor hiperglicemia.
• La menor avidez de la enzima
glucocinasa por su sustrato, retrasa la
glucogénesis hepática en comparación
con la glucogénesis muscular.
• Es estimulada por la INSULINA.
GLUCOGÉNESIS (ABUNDANCIA)
Hexocinasa
Glucocinasa
Glucosa en sangre (mmol/L)
V max A
cti
vid
ad
0 5 10 15 20 25
100
50
0
SÍNTESIS DE GLUCÓGENO. REACCIÓN 1
SÍNTESIS DE GLUCÓGENO. REACCIÓN 2
SÍNTESIS DE GLUCÓGENO. REACCIÓN 3
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
SÍNTESIS DE GLUCÓGENO. REACCIÓN 4
Estructura del
Glucógeno
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
Estructura del
Glucógeno
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
SÍNTESIS DE GLUCÓGENO. REACCIÓN 5
Síntesis de Glucógeno. Resumen
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
Fuente: BIOQUIMICA DE MATHEWS.C 3ª Ed.
GLUCOGENESIS
RESUMEN
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
1. GLUCOCINASA
2. FOSFOGLUCOMUTASA
3. UDP-GLUCOSA
PIROFOSFORILASA
4. GLUCÓGENO SINTASA
5. ENZIMA RAMIFICANTE
1
2 3
4
5
GLUCOGENESIS
RESUMEN
La síntesis de glucógeno es un
proceso más veloz y completo
en las células musculares, que
en volumen contienen más
glucógeno que el hígado.
La glucogénesis hepática llega
a producir un volumen total de
glucógeno menor que la
muscular, sin embargo puede
ser capaz de sostener la
glicemia por varias horas,
abasteciendo glucosa a
eritrocitos y otros tejidos
dependientes.
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
FUENTES DE GLUCOSA SANGUÍNEA
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
Almacenes de GLUCOSA y GLUCÓGENO en el cuerpo
(adulto de 70Kg)
Tejido Tipo Cantidad %de masa
tisular Calorías
Hígado Glucógeno 75 g 3 a 5% 300
Músculo Glucógeno 250 g 0.5 – 1.0% 1000
Sangre y
líquido
extracelular
Glucosa 10 g 40
GLUCOGENÓLISIS (ESCASEZ)
Glucogenólisis en el músculo
El músculo aprovecha su reserva ante la menor falta de energía. Su producto final es la glucosa-6-P para consumo “interno”.
Carece de la enzima
Glucosa-6-fosfatasa. Estimulada por la Adrenalina ante estados de stress.
Inhibida por la Insulina.
GLUCOGENÓLISIS (ESCASEZ)
Glucogenólisis en el hígado
El hígado responde ante la hipoglicemia. Su producto final es la glucosa libre (por acción de la enzima glucosa-6-fosfatasa), tanto para consumo interno como para “exportarla” a la sangre.
Estimulada por el Glucagón ante estados de ayuno y por la Adrenalina en momentos de Stress.
Inhibida por la Insulina.
GLUCOGENÓLISIS. REACCIÓN 1
Esta enzima contiene una molécula de
Fosfato de Piridoxal unida covalentemente,
necesaria como coenzima.
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
GLUCOGENÓLISIS. REACCIÓN 2
GLUCOGENÓLISIS. REACCIÓN 3
GLUCOGENÓLISIS. REACCIÓN 4
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
GLUCOGENÓLISIS
El glucógeno hepático se
degrada para APORTAR
GLUCOSA a los eritrocitos y
otros tejidos que la requieran
como fuente de energía. La
reserva de glucógeno
hepático “exportable” puede
durar entre 12 a 18 horas.
Luego de su agotamiento, el
hígado inicia la formación de
glucosa a partir de la
GLUCONEOGÉNESIS.
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
GLUCOGENÓLISIS
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
La degradación de
glucógeno muscular
ocurre cuando el ejercicio
requiere energía y es
insuficiente el aporte de
la glucosa plasmática.
El glucógeno muscular
NO PUEDE SER
COMPARTIDO A OTROS
TEJIDOS.
REGULACIÓN DEL METABOLISMO
DE GLUCÓGENO
EN EL STRESS:
EFECTO DE ADRENALINA
EN LA ESCASEZ:
EFECTO DE GLUCAGÓN
EN LA ABUNDANCIA:
EFECTO DE INSULINA
Efecto de Adrenalina. 1- Unión de la hormona con su receptor
de membrana: activación de adenilciclasa
El stress provoca liberación suprarrenal de
Adrenalina, afectando a las células con receptor
Se forma AMP’c en enormes cantidades
Este segundo mensajero provoca activación de
proteincinasa dependiente de AMP’c.
USAC Bioquímica ML
EFECTO DE ADRENALINA.
2-ACTIVACIÓN DE PROTEINCINASA POR EFECTO DE AMP’C.
R2C2 + AMP’c = 2C (enz.activa) + 2(R-AMP’c-2)
Provoca fosforilación de 3 pasos determinantes.
En el hígado se estimulan receptores a-1 con movilización de calcio y activación de una fosforilasa-cinasa sensible a Ca-Calmodulina.
USAC Bioquímica ML
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
Ca++
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
AMP Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
Adrenalina
Receptor
Proteína G
Adenil-ciclasa
ATPAMPc
AMPc + RR
proteíncinasa activa C
Fosforilasa quinasa activa
Fosforilasa activa
Glucosa-1-P
Energía…
Fuente: BIOQUIMICA DE MATHEWS.C 3ª.Ed.
Sistema de
amplificación en
cascada
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
ACTIVACIÓN DE LA GLUCOGENÓLISIS
POR LA ADRENALINA
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
Activación de
la
glucogenólisis
y la glucolisis
en el músculo
durante el
ejercicio
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
Activación de la
glucogenólisis y la
glucolisis en el
músculo durante el
ejercicio
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
EFECTO DE GLUCAGÓN: POR
AYUNO
La hipoglicemia provoca
liberación pancreática de Glucagón.
El hígado responde
activando adenilciclasa,
generando AMP´c,
activando proteincinasa,
activando fosforilasa-cinasa,
activando glucógeno-fosforilasa,
activando al Inhibidor-1-P y
desactivando glucógeno-sintetasa.
Se produce y exporta glucosa libre.
MECANISMOS DE LA FINALIZACIÓN
DE LA RESPUESTA HORMONAL
AL GLUCAGÓN
Hidrólisis del GTP en la subunidad Ga
Hidrólisis del AMPc por la
fosfodiesterasa
Actividad proteína fosfatasa
… usualmente promovidos por
liberación de insulina luego de comer.
EFECTO DE INSULINA: ACTIVACIÓN DE
FOSFODIESTERASA
La hiperglicemia provoca liberación de insulina
Se activa función de fosfodiesterasa que convierte AMP’c en 5’AMP, impidiendo la activacion de proteinfosfatasa-dep-AMP’c
USAC Bioquímica ML
Efecto de Insulina (post-absorción)
MECANISMOS
DE ACCIÓN DE
LA INSULINA
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
CONTROL HORMONAL DE LA GLUCOGENÓLISIS
Hormona Fuente Iniciador Efecto sobre la
Glucogenólisis
Glucagón Células a
pancreáticas Hipoglicemia
Activación
rápida
Adrenalina Médula
suprarrenal
Estrés agudo,
hipoglicemia
Activación
rápida
Cortisol Corteza
suprarrenal Estrés crónico
Activación
crónica
Insulina Celulas b
pancreáticas Hiperglicemia inhibición
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
REGULACIÓN DEL METABOLISMO DEL
GLUCÓGENO EN ESTADO DE AYUNO.
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
REGULACIÓN DEL METABOLISMO DEL
GLUCÓGENO EN ESTADO POSTPRANDIAL.
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
REGULACIÓN ALÓSTERICA
de la síntesis y la degradación
del glucógeno.
Se libera calcio2+ del retículo endoplásmico en
respuesta a hormonas o neurotransmisores
unidos a receptores de la superficie celular.
El aumento transitorio de la
concentración de calcio2+ Intracelular
favorece la formación del complejo
Calmodulina-calcio2+.
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
El complejo Calmodulina-Calcio2+
es un componente esencial de
muchas enzimas dependientes de
Calcio2+.
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
Enfermedades del almacenamiento del glucógeno
TIPO NOMBRE DEFICIENCIA
ENZIMÁTICA
CONSECUENCIAS
ESTRUCTURALES O
CLÍNICAS
I VON
GIERKE
Glucosa-6-
fosfatasa
Hipoglicemia
postabsortiva grave,
acidosis láctica,
hiperlipidemia
II POMPÉ a-glucosidasa
lisosomal
Gránulos de
glucógeno en los
lisosomas
III CORI Enzima
desramificante
Estructura alterada del
glucógeno,
hipoglicemia
Enfermedades del almacenamiento del glucógeno
TIPO NOMBRE DEFICIENCIA
ENZIMÁTICA
CONSECUENCIAS
ESTRUCTURALES O
CLÍNICAS
IV Andersen Enz. Ramificante Estructura alterada del
glucógeno
V McArdle Fosforilasa del
músculo
Exceso de depósito de
glucógeno en el
músculo. Calambres y
astenia inducidos por
el ejercicio
VI Hers Fosforilasa del
hígado
Hipoglicemia, no tan
grave como en el tipo I
A V I S O :
AVISO
La discusión del caso clínico de PANCREATITIS será
en las fechas correspondientes a la
segunda rotación.
La presentación del caso será a cargo de los grupos de
la segunda rotación.
Los grupos de la primera rotación asistirán a escuchar
la presentación y aportar elementos que enriquezcan la
discusión.
Todos los grupos deben presentar informe escrito
incluyendo mejoras.
Pueden presentar sus informes preliminares para
revisión al correo electrónico [email protected]
Saludos. Dr. Leiva.
AVISO DE LA
CONGELACIÓN DE NOTAS
La próxima semana se hará la publicación y calendarización
de la forma de hacer el trámite.
Será realizado el proceso de revisión y adjudicación de
NOTAS DE ZONA bajo la responsabilidad del PERSONAL DE
LA OFICINA DE EVALUACIÓN (4° Nivel del Edificio C)
Ni el área de BIOQUÍMICA y ninguno de los miembros de su
personal tendrán participación en los trámites de este
evento: todo correrá bajo programación y supervisión de la
oficina de EVALUACIÓN.
Coordinación de BIOQUÍMICA, Fase I.
Gracias …
PASEN
BUEN DÍA