Metabolismo de carbohidratos 5 (Glucogenogénesis y glucogenólisis) Marijose Artolozaga Sustacha, MSc

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1 Metabolismo de carbohidratos 5 (Glucogenogénesis y glucogenólisis) Marijose Artolozaga Sustacha, MSc

2 METABOLISMO DEL GLUCÓGENO

3 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

4 Glucógeno se almacena: 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 Glucógeno de la dieta Glucosa

5 GLUCOGENÓLISIS

6 Glucogenólisis Degradación de glucógeno a glucosa En el citoplasma Contraria a la glucógenogénesis PERO Diferentes enzimas Regulada por hormonas Cuando glucosa sanguínea baja

7 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

8 Glucogenólisis Glucógeno fosforilasa Enzima desramificante Fosfoglucomutasa Glucosa-6-Fosfatasa

9 Glucogenólisis Reacción de la glucógeno fosforilasa

10 Glucogenólisis Reacción de la glucógeno fosforilasa

11 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)

12 Glucogenólisis Acción de la enzima desramificante = oligo (a1-6) a (a1-4) glucantransferasa 2 reacciones consecutivas: Transfiere 3 glucosas Hidroliza enlace (a1-6)

13 Producto de la Glucogenólisis A partir de glucosa-1-p: En músculo = glucosa-6-p En hígado = glucosa

14 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

15 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

16 GLUCOGENOGÉNESIS

17 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

18 Glucogenogénesis Glucosa Glucosa-6-P Glucosa-1-P UTP -- UDPG pirofosforilasa -- UDP-glucosa = UDP-G PPi glucógeno sintasa UDP-glucosa + glucógeno n glucógeno n+1 + UDP Energía enlaces (a 1-4) Se une al extremo no reductor de las ramas de glucógeno Además: enzimas ramificantes: enlaces (a 1-6)

19 Glucogenogénesis Alargamiento de las cadenas(a 1-4) UDPG pirofosforilasa = Además: enzimas ramificantes: enlaces (a 1-6)

20 Glucogenogénesis: Alargamiento de las cadenas(a 1-4) Además: enzimas ramificantes: enlaces (a 1-6)

21 Glucogenogénesis Reacción de la UDPG-Pirofosforilasa

22 Glucogenogénesis Reacción de la glucógeno sintasa

23 Glucogenogénesis Reacción de la glucógeno sintasa

24 Glucogenogénesis Reacción de la enzima ramificante

25 Glucogenogénesis

26 Glucogenogénesis Acción de la enzima ramificante

27 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

28 La glucogenina: queda encerrada dentro de la molécula de glucógeno, unida al único extremo reductor

29 Regulación de vías del glucógeno Se regula la actividad de la glucógeno fosforilasa = glucogenólisis la glucógeno sintasa = glucogenogénesis Alostérica Hormonal: Por fosforilación y defosforilación

30 Regulación alostérica de vías del glucógeno En estado de absorción: Glucosa-6-P: activa la sintasa inhibe la fosforilasa ATP inhibe la fosforilasa Glucosa inhibe la fosforilasa en hígado Síntesis de glucógeno Degradación En contracción muscular: Ca ++ fosforilasa quinasa ( activa la fosforilasa) AMP activa la fosforilasa Degradación de glucógeno Síntesis

31 Regulación hormonal de vías del glucógeno por fosforilación y defosforilación Reguladas por Proteín quinasa A (AMPc, glucagón) Misma señal: efecto contrario

32 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

33 Regulación de vías del glucógeno Glucagón En ayuno en hígado AMPc activa la PKA fosforila estas quinasas se activan: Quinasas fosforilan: la glucógeno fosforilasa activa la glucógeno sintasa inactiva Glucagón activa la degradación e inhibe la síntesis de glucógeno fosforila la Fosfofructoquinasa2 actividad fosfatasa F 2,6-diP activa la Fructosa 1,6-diFosfatasa Glucagón activa la gluconeogénesis Glucosa en sangre

34 Regulación de vías del glucógeno Defosforilada = activa Inactivación hormonal Fosforilada = inactiva Activación alostérica Fosforilada PERO activa

35 Regulación de vías del glucógeno

36 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.

37 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

38 Enfermedades de almacenamiento del glucógeno

39 Enfermedades de almacenamiento del glucógeno

40 Enfermedades de almacenamiento del glucógeno

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