SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE GLUCÓGENO

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1 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS FASE I, UNIDAD DIDÁCTICA: BIOQUÍMICA MÉDICA 2º AÑO CICLO ACADÉMICO 2,012 SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE GLUCÓGENO DR. MYNOR A. LEIVA ENRÍQUEZ

2

3 GLUCOGÉNESIS (ABUNDANCIA) Glucogénesis en el músculo Luego de digerir y absorber los carbohidratos, se eleva la glicemia. Luego de captar glucosa, 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.

4 GLUCOGÉNESIS (ABUNDANCIA) Glucogénesis en el hígado El hígado 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.

5 Actividad V max 100 Hexocinasa 50 Glucocinasa Glucosa en sangre (mmol/l)

6 SÍNTESIS DE GLUCÓGENO. REACCIÓN 1

7 SÍNTESIS DE GLUCÓGENO. REACCIÓN 2

8 SÍNTESIS DE GLUCÓGENO. REACCIÓN 3

9 SÍNTESIS DE GLUCÓGENO. REACCIÓN 4

10

11 ESTRUCTURA DEL GLUCÓGENO

12 SÍNTESIS DE GLUCÓGENO. REACCIÓN 5

13 Fuente: BIOQUIMICA DE MATHEWS.C

14 GLUCOGENESIS Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby

15 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 % 1000 Sangre y líquido extracelular Glucosa 10 g 40

16 FUENTES DE GLUCOSA SANGUÍNEA Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby

17 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.

18 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. 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.

19 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.

20 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.

21 GLUCOGENÓLISIS. REACCIÓN 1

22 GLUCOGENÓLISIS. REACCIÓN 2

23

24 Fuente: BIOQUIMICA DE MATHEWS.C

25 GLUCOGENÓLISIS. REACCIÓN 3

26 GLUCOGENÓLISIS. REACCIÓN 4

27 GLUCOGENÓLISIS Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby

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30 REGULACIÓN DEL METABOLISMO DE GLUCÓGENO EN LA ABUNDANCIA: EFECTO DE INSULINA EN LA ESCASEZ: EFECTO DE GLUCAGÓN EN EL STRESS: EFECTO DE ADRENALINA

31

32 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.

33 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.

34 EFECTO DE ADRENALINA: PRIMER EFECTO DE PROTEINCINASA ACTIVADA USAC Bioquímica ML La fosforilasa-cinasa está formada por (abgd) 4 Se fosforilan las subunidades a y b de la fosforilasa-cinasa b convirtiéndola a su forma a. En la subunidad d se enlazan 4 Ca++. En la subunidad g se activa el SITIO CATALÍTICO.

35 EFECTO DE ADRENALINA. SEGUNDO EFECTO DE PROTEINCINASA ACTIVADA USAC Bioquímica ML La actividad de la glucógeno sintasa depende de que sea desfosforilada Al mismo tiempo que se activa la FOSFORILASA se desactiva la SINTASA. Aumenta la producción de energía.

36 EFECTO DE ADRENALINA. TERCER EFECTO DE PROTEINCINASA ACTIVADA USAC Bioquímica ML Cataliza la fosforilación de la proteína Inhibidor-1, activándolo. Esta proteína bloquea la actividad de la enzima Proteinfosfatasa-1, encargada de desfosforilaciones. Garantiza la activación de la glucogenólisis y la inhibición de la glucogénesis.

37 EFECTO DE ADRENALINA. ACTIVACIÓN DE GLUCÓGENO FOSFORILASA USAC Bioquímica ML Cuando la fosforilasa cinasa está activada (por aumento de calcio), se inicia la contracción muscular y la fosforilación de la glucógeno fosforilasa

38 EFECTO DE ADRENALINA. OBTENCIÓN DE GLUCOSA-1-FOSFATO USAC Bioquímica ML La obtención de la glucosa-1-p produce glucosa disponible para obtener energía. Hay un efecto multiplicador que genera miles de moléculas.

39 ACTIVACIÓN DE GLUCÓGENO FOSFORILASA, SIMULTANEO A INACTIVACIÓN DE GLUCÓGENO SINTETASA. USAC Bioquímica ML La función de fosforilación provoca efectos opuestos en la glucógeno sintasa: SE INACTIVA. El inhibidor-1p bloquea los efectos de desfosforilación

40 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

41 ACTIVACIÓN DE LA GLUCOGENÓLISIS POR LA ADRENALINA Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby

42 La hipoglicemia provoca EFECTO DE GLUCAGÓN: POR AYUNO 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.

43 Sistema de amplificación en cascada Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby

44 Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby

45 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

46 Efecto de Insulina (post-absorción)

47 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-dep- AMP c

48 EFECTO DE INSULINA: BLOQUEA ACTIVACIÓN DE PROTEINCINASA Y SUS EFECTOS. USAC Bioquímica ML Se bloquean los efectos de Fosforilación. Desciende la presencia de Inhibidor-1P La función de proteinfosfatasa-1 surge y ejecuta la desfosforilación.

49 EFECTO DE INSULINA: BLOQUEA ACTIVACIÓN DE PROTEINCINASA Y SUS EFECTOS. + USAC Bioquímica ML

50 MECANISMOS DE ACCIÓN DE LA INSULINA Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby

51

52 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

53 Activación de la glucogenólisis y la glucolisis en el músculo durante el ejercicio Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby

54 Activación de la glucogenólisis y la glucolisis en el músculo durante el ejercicio Fuente: Bioquímica Médica. John W. Baynes, 3ª. Ed. Elsevier Mosby

55 Enfermedades del almacenamiento del glucógeno TIPO NOMBRE I II III VON GIERKE POMPÉ CORI DEFICIENCIA ENZIMÁTICA Glucosa-6- fosfatasa a-glucosidasa lisosomal Enzima desramificante CONSECUENCIAS ESTRUCTURALES O CLÍNICAS Hipoglicemia postabsortiva grave, acidosis láctica, hiperlipidemia Gránulos de glucógeno en los lisosomas Estructura alterada del glucógeno, hipoglicemia

56 Enfermedades del almacenamiento del glucógeno TIPO NOMBRE IV V VI DEFICIENCIA ENZIMÁTICA Andersen Enz. Ramificante McArdle Hers Fosforilasa del músculo Fosforilasa del hígado CONSECUENCIAS ESTRUCTURALES O CLÍNICAS Estructura alterada del glucógeno Exceso de depósito de glucógeno en el músculo. Calambres y astenia inducidos por el ejercicio Hipoglicemia, no tan grave como en el tipo I

57 A V I S O :

58 Gracias PASEN BUEN DÍA

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