Download SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE GLUCÓGENO

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
SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DEL
GLUCÓGENO
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
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 (ABUNDANCIA)
• 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.
V max
100
Actividad
Hexocinasa
Glucocinasa
50
0
0
5
10
15
20
25
Glucosa en sangre (mmol/L)
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
5
4
2
3
1.
GLUCOCINASA
2.
FOSFOGLUCOMUTASA
3.
UDP-GLUCOSA
PIROFOSFORILASA
4.
GLUCÓGENO SINTASA
5.
ENZIMA RAMIFICANTE
1
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
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)
%de masa
Cantidad
Calorías
tisular
Tejido
Tipo
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
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.
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
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
USAC Bioquímica ML
 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.
EFECTO DE ADRENALINA.
2-ACTIVACIÓN DE PROTEINCINASA POR EFECTO DE AMP’C.
USAC Bioquímica ML
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 fosforilasacinasa sensible a Ca-Calmodulina.
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
Ca++
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
AMP
Adrenalina
Receptor
Proteína G
Adenilciclasa
ATPAMPc
AMPc + RR
proteíncina
sa 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
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
Activación de
la
glucogenólisis
y la glucolisis
en el músculo
durante el
ejercicio
Activación de la
glucogenólisis y la
glucolisis en el
músculo durante el
ejercicio
Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby
La hipoglicemia
provoca
EFECTO
DE GLUCAGÓN:
POR
AYUNOliberación 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
USAC Bioquímica ML
La hiperglicemia provoca liberación de insulina
Se activa función de fosfodiesterasa que convierte AMP’c en
5’AMP, impidiendo la activacion de proteinfosfatasa-depAMP’c
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
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.
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
Se libera calcio2+ del retículo endoplásmico en
respuesta a hormonas o neurotransmisores
unidos a receptores de la superficie celular.
Fuente: Bioquímica, R Harvey – D Ferrier, 5ª. Ed. Wolters Kluwer
El aumento transitorio de la
concentración de calcio2+ Intracelular
favorece la formación del complejo
Calmodulina-calcio2+.
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
DEFICIENCIA
ENZIMÁTICA
CONSECUENCIAS
ESTRUCTURALES O
CLÍNICAS
VON
GIERKE
Glucosa-6fosfatasa
Hipoglicemia
postabsortiva grave,
acidosis láctica,
hiperlipidemia
POMPÉ
a-glucosidasa
lisosomal
Gránulos de
glucógeno en los
lisosomas
Enzima
desramificante
Estructura alterada del
glucógeno,
hipoglicemia
TIPO NOMBRE
I
II
III
CORI
Enfermedades del almacenamiento del glucógeno
CONSECUENCIAS
TIPO NOMBRE
ESTRUCTURALES O
CLÍNICAS
Estructura alterada del
IV Andersen Enz. Ramificante
glucógeno
Exceso de depósito de
glucógeno en el
Fosforilasa del
V
McArdle
músculo. Calambres y
músculo
astenia inducidos por
el ejercicio
Fosforilasa del
Hipoglicemia, no tan
VI
Hers
hígado
grave como en el tipo I
DEFICIENCIA
ENZIMÁTICA
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