METABOLISMO INTEGRATIVO Parte 2. Concentración circulante de glucosa (glicemia) se regula por acción coordinada de insulina y glucagón.

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1 Universidad de Chile Facultad Ciencias Químicas y Farmacéuticas Química Fisiológica y Patología Integrada I 2015 METABOLISMO INTEGRATIVO Parte 2 Sergio Lavandero, PhD PRINCIPALES REGULADORES DEL METABOLISMO ENERGETICO GLUCAGON : señal de hambre (poca glucosa en la sangre) INSULINA : señal de abundancia (alta glucosa en la sangre) ADRENALINA: señal de alarma (movilización urgente de energía) PANCREAS ENDOCRINO Islotes de Langerhans Concentración circulante de glucosa (glicemia) se regula por acción coordinada de insulina y glucagón Célula β - insulina 3,9-8,3 mm Célula α - glucagón Célula PP Polipéptido pancreático Célula δ - somatostatina 1

2 Secreción pancreática de glucagón Se secreta por fusión de la membrana vesicular de los gránulos con la membrana plasmática y por la vena porta llega hasta el hígado. Vida media: 10 min Se inactiva por proteólisis en un 30-40% en el hígado. 2

3 Glucagón Niveles circulantes de glucosa son el principal regulador de la secreción del glucagón Hipoglicemia estimula liberación de glucagón mientras que hiperglicemia la inhibe Glucagón estimula procesos catabólicos e inhibe los anabólicos. Glucagón: En hígado Estimula glicógenolisis (desdoblamiento de glicógeno) Estimula gluconeogénesis (glucosa a partir de aminoácidos) Inhibe síntesis de glucógeno: inhibición glicógeno sintetasa En tejido adiposo Estimula lipólisis: triglicéridos = ácidos grasos + glicerol por activación de lipasa sensible al glucagón NO afecta proteínas musculares 3

4 Concentración circulante de glucosa (glicemia) se regula por acción coordinada de insulina y glucagón INSULINA: HORMONA SINTETIZADA EN EL PANCREAS PROINSULINA Peptidasas células beta INSULINA Péptido C Islotes de Langerhans GLUCOSA ESTIMULA SECRECION DE INSULINA Mecanismo de secreción insulina en célula β-pancreáticas 4

5 5

6 Autofosforilación del receptor de insulina 6

7 Transportadores de glucosa (GLUT) Nombre Tejido Km GLUT-1 GLUT-2 Eritrocitos, cerebro Hígado, riñón, Célula b-páncreas 5-7 mm 7-20 mm GLUT-3 Cerebro 1.6 mm GLUT-4 Musculo, (sensible insulina) tejido adiposo 5 mm GLUT-5 Duodeno 5 mm (fructosa) Acciones de Insulina 1. Estimula captación glucosa por músculo (GLUT-4) 2. Activa glicógeno sintetasa e inactiva a la glicógeno fosforilasa (hígado y músculo) 3. Estimula almacenamiento del exceso de combustible como grasa Tejidos involucrados en la regulación de la glucosa TEJIDO ADIPOSO Procesos metabólicos controlados por hormonas claves del metabolismo energético MUSCULO GLUT 4 GLUT 2 ESQUELETICO GLUCOSA GLUT 4 GLUT 2 PANCREAS INSULINA HIGADO Insulina Glucagón Epinefrina Estimula Estimula Estimula Captación glucosa Producción camp Producción camp Glicólisis Glicogenolisis Degradación triglicéridos Síntesis glicógeno Gluconeogénesis Glicogenolisis Síntesis triglicéridos Degradación triglicéridos Síntesis proteina, DNA, RNA 7

8 Procesos metabólicos controlados por hormonas claves del metabolismo energético COMPARACION DE LOS EFECTOS DE GLUCAGON, ADRENALINA E INSULINA EN EL METABOLISMO DE LOS GLUCIDOS Glucagón Adrenalina Insulina Insulina Glucagón Epinefrina Inhibe Inhibe Inhibe Degradación proteinas Síntesis glicógeno Síntesis glicógeno Gluconeogénesis Glicolisis Lipolisis Fuente Páncreas (cél. α) Médula adrenal Páncreas (cél. β) Blancos principales Efectos en: Hígado Músculo (>hígado), tejido adiposo Músculo, hígado, tejido adiposo AMP cíclico F2,6BP Gluconeogénesis Glicolisis CONTROL DEL METABOLISMO INTERMEDIARIO MODULACION DE ENZIMAS CLAVES Actividad enzimática (modificación alostérica o covalente Masa de enzimas (síntesis-degradación) Compartamentalización AUMENTO DEL GLUCAGON EN PLASMA CUALES SON SUS EFECTOS EN EL METABOLISMO DE GLUCIDOS? HIGADO MUSCULO ESQUELETICO Vía glicolítica Vía pentosas Vía glucosa-6 fosfatasa Síntesis glicógeno Degradación glicógeno 8

9 CUALES SON LOS EFECTOS DEL GLUCAGON EN EL METABOLISMO DE GLUCIDOS? EFECTO DEL GLUCAGON EN EL METABOLISMO DE GLUCIDOS EN HIGADO Y MUSCULO HIGADO MUSCULO Vía glicolítica cerrada Vía glicolítica abierta Vía pentosas cerrada Vía pentosas cerrada Vía Glu6 fosfatasa abierta Vía Glu6-fosfatasa: no hay Síntesis glicógeno: cerrada Síntesis glicógeno: cerrada Degrad. glicógeno: abierta Degrad. glicógeno: abierta Hígado: exporta glucosa Músculo esquelético: consume glucosa En la glicolisis hay 3 puntos clave de control: - Hexokinasa (HX) - Fosfosfructo kinasa -1 (PFK-1) - Pirivato kinasa (PK) Por qué? 9

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