INTEGRACIÓN METABÓLICA

Transcripción

1 INTEGRACIÓN METABÓLICA METABOLISMOS ESTUDIADOS INTERCONEXIONES COMPARTIMIENTOS ESTANCOS CAMINOS COMUNES METABOLISMO INTERMEDIO CON FLUJO DE METABOLITOS REGULADO

2

3 ENCRUCIJADAS GLUCÓLISIS Glc-6-P Glc LIBRE GLUCOGENOGÉNESIS PENTOSAS- PATO Piruvato Acetil-CoA Oxalacetato Gluconeogénesis Lactato Alanina Acetil-coA Krebs Síntesis de AG Síntesis de colesterol Síntesis de Cpos Cetónic Acetilaciones Tirosina Síntesis de proteínas, T3 y T4, catecolaminas (Dopamina, Nadr, Adr), de melanina, de fenoles Oxid.total a CO2, H2O y E Form. de Glc y CCet. Succinil-CoA Alfa-cetoglutarato Glicina Síntesis de proteínas, creatina, glutatión, hemo, purinas. Conjug. c/ács. Biliares Form. Ác. hipúrico, formilo, piruvato Conversión en serina Transaminación

4 Glucosa Glucógeno ATP G6P Glucolisis ATP o esqueletos para biosíntesis Gluconeogénesis Pentosas P NADPH o PP (flexible) Las tres grandes encrucijadas metabólicas OAA G6P Lactato Ala AcetilCoA Ac. Grasos Pyr CO 2 +H 2 O Colesterol HMGCoA A. Grasos C Cetónicos AA cetogénicos o mixtos

5 Las tres grandes encrucijadas metabólicas Glucosa Glucógeno (Glucosa-1 P) ATP G6P Glucolisis ATP o esqueletos para biosíntesis Gluconeogénesis Pentosas P (Fructosa-6 P) (Gluconolactona-6 P) NADPH o PP (flexible)

6 Las tres grandes encrucijadas metabólicas OAA G6P Lactato Ala AcetilCoA

7 Las tres grandes encrucijadas metabólicas Ac. Grasos Pyr CO 2 +H 2 O Colesterol HMGCoA A. Grasos C Cetónicos AA cetogénicos o mixtos

8 SE CONFORMAN REDES METABÓLICAS MECANISMOS DE REGULACIÓN CANTIDADES ADECUADAS DE METABOLITOS FUNCIÓN ARMÓNICA

9 MECANISMOS DE REGULACIÓN 1 [S] y [P] 2 [ENZIMAS] (Todas las de la vía) 3 CONTROL DEL NIVEL DE ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS A. Modulación de Enzs preexistentes B. Aumento o disminución del N de moléculas de la Enz

10 Control a nivel de ENZIMAS A.Modulación de Enzs preexistentes [S] si es igual ó menor a su K M Metabolitos regulatorios (efectores alostéricos + ó -) Modificaciones covalentes (fosforilaciones) B. Aumento o disminución del N de moléculas de la Enz Síntesis de proteínas (transcripción, traducción) Degradación de proteínas (vida media)

11 GENERALIDADES S/MECANISMOS DE REGULACIÓN A. ETAPAS LIMITANTES p/flujo de metabolitos B. 1 ras Etapas, Bifurcaciones, Reaccs. fuertemente desplazadas en 1 sentido C. Retroalimentación ( feedback ) s/enzs Clave D. Existencia de Isoenzimas c/diferentes propiedades catalíticas y localizaciones celulares Experiencias en SISTEMAS COMPLEJOS muestran que el comportamiento global de la vía depende de la contribución de todas las reacciones.

12 EJEMPLOS DE INTERCONEXIONES

13 La mayoría de los mamíferos no pueden transformar lípidos en Glúcidos. Tanto los lípidos como los Glúcidos cuando se oxidan proporcionan Acetil CoA pero los Glúcidos requieren menos energía que los lípidos para oxidarse.

14 Los lípidos se queman en el fuego de los carbohidratos

15 AG de 6 C = -2 ATP +3 Acetil-CoA = 12x3= 36 ATP (9 NADH + 3 FADH2 + 3 ATP) B-ox + 2 NADH = 2x3 = 6 ATP B-ox + 2 FADH2 = 2x2 = 4 ATP Balances:» 46 ATP AG de 6 C = 46-2 (11 NADH + 5 FADH2 + 3 ATP) = 44 ATP Glc de 6 C = 4ATP+10NADH+2FADH 2-2 ATP = ATP

16 3) 3) Opción de Utilización de Substrato Los nutrientes se pueden utilizar para una variedad de necesidades orgánicas

17 Sitios de acción de: 1 1 = Insulina 2= Glucagón 2 3= 3 Adrenalina 4 4= Glucocorticoides 1 5= 5 STH 2 4 1

18 Integración metabólica en estado postabsortivo

19 Integración metabólica en el ayuno La caída del cociente insulina/glucagón dirige el metabolismo celular de órganos y tejidos, y su perfecta interconexión e integración, asegurando el suministro continuo de glucosa al cerebro. En ayuno, sólo pequeña parte del acetilcoa de la b- oxidación entra en el ciclo del ácido cítrico para su completa oxidación. El destino principal es la formación hepática de CCetónicos que se liberan a sangre y se captan en tejidos p/producir energía.

20 Integración metabólica en estado de realimentación

21 Metabolismo en músculo esquelético Músculo esquelético en animal alimentado Músculo esquelético durante el ayuno Los números indican vías importantes en metabolismo de grasas o proteínas

22 Metabolismo en tejido adiposo Tejido adiposo en animal alimentado Tejido adiposo durante el ayuno Los números indican vías importantes en metabolismo de grasas o proteínas

23 Metabolismo hepático durante el ayuno. Metabolismo hepático en el animal alimentado

24 Metabolismo del cerebro durante el ayuno Metabolismo del cerebro en animal alimentado

25 Relaciones metabólicas entre tejidos y órganos en el animal alimentado

26 Relaciones metabolicas entre tejidos y órganos en el ayuno

27 Vía Ciclo del Ác. Cítrico o de Krebs Glucólisis Oxidación del Piruvato Principales Enzimas reguladoras Citrato sintasa Fosfofructoquinasa Piruvato-DH Principales reguladores de las vías Activador AMP, Fru-2,6-bisfofato en híg., Fru 1,6- bisfosfato en músculo CoA, NAD, ADP, Piruvato Inhibidor ATP, Acil CoA de cadena larga Citrato (AG, CC), ATP, camp Acetil-CoA, NADH, ATP (AG, CC) ADP Efecto hormonal Glucagón a Insulina a (tej. Adiposo) Observaciones Regul. Spp por las necesids. de ATP y por las neces. de NAD+ Inducida por Insulina Importante en la regul. del ác. cítrico Gluconeogénesis Glucogenogénesis Pir. carboxilasa Acetil-CoA ADP Glucagón (?) PEP carboxilasa camp (?) Fru-1,6-bis fosfatasa Glucógeno sintasa camp Glucogenólisis Fosforilasa camp, Ca2+ (músc) AMP, Fru-2,6bisfosfato en hígado, Fru-1,6 bisfosfato en músculo Fosforilasa (en hígado) camp, Ca2+ (en músculo) Glucagón Insulina a, Glucagón (híg) a, Adr a Insulina a, Glucagón (híg) a, Adr a Induc. X glucocort., glucagón, camp. Reprimida x Insulina Vía de pentosas-p Glc-6-P-DH NADP+ NADPH Inducida por Insulina Lipogénesis Síntesis de colesterol Acetil-CoA carboxilasa HMG-CoA reductasa Citrato Acil-CoA de cad.larga, camp Colesterol, camp, mevalonato, ács. biliares Insulina, Glucagón (híg) a Insulina a, Glucagón (híg) a Inducida por Insulina Inhib.x ciertos fármacos; xej

28

29 HÍGADO: procesa, glúcidos, proteínas de la dieta. Sintetiza y distribuye lípidos, CCets y glucosa p/otros tejidos. Convierte el exceso de N en Urea CEREBRO: Transp. Iones para mantener el potencial de membrana; Sistema de recepción de estímulos de interior y exterior y envía señales a los otros órganos. MÚSCULO ESQUELÉTICO: Usa ATP para realizar trabajo mecánico PANCREAS: secreta insulina y glucagón en respuesta a cambios en la glucemia TEJIDO ADIPOSO: sintetiza, almacena y moviliza TAG INTESTINO DELGADO: absorbe nutrientes de la dieta, los mueve a la sangre o al sistema linfático VENA PORTA: lleva NUTRIENTES desde el intestino al hígado SISTEMA LINFÁTICO : lleva lípidos desde el intestino a la sangre

30 Características Principales y únicas del metabolismo de los órganos más importantes Órgano Función principal Vías principales Sustratos principales Productos principales HÍGADO Serv. de los demás órganos y tejidos Las > parte, incluso gluconeogénesis, B-oxid., cetogén, form. de lipoprots, de urea, ác.úrico, acs. biliares, sínt. de colesterol, lipogénesis ENCÉFALO Coordin. del Sist.Nerv. Glucólisis, Metabol. de AAcs CORAZÓN Bombeo de la sangre Vías aerobias; xej. B- oxid y Krebs TEJ. ADIPOSO MÚSCULO Contr. Rápida Contr. Sostenida RIÑÓN Almacenam. y liberac. de TAG Movim. Rápido Movim. Sostenido Excreción y gluconeogénesis Esterific. de ÁG, Lipogénesis, Lipólisis Glucólisis. Vías aerobias; xej. B- oxid. Y Krebs Gluconeogénesis Fru, Lactato, Glicerol, AGL (NEFA/AGNE), Glc (bien alimentado), AA, Colesterol (Etanol) Glc, AAcs, CCets, (en inanic.). En el neonato AGpoliisaturados AGL, TAG de VLDL y del QM, Lactato, CCets, algo de glucosa Glc., TAG de LP Glc, CCets, TAG de VLDL y QM, AGL (NEFA) AGL (NEFA), Lactato y Glicerol Glc, VLDL (TAG), HDL, CCet., Urea, Ác.Úrico, Proteínas plasmáticas, Ács. Biliares Lactato, CO 2, H 2 O CO 2, H 2 O AGL (NEFA) Lactato Glucosa ERITROCITOS Transporte de O2 Glucólisis, V. de Pentosas-P. Carecen de mitocondrias y, por tanto, no hay B-oxid ni Krebs Glucosa Lactato

31 Tomenselo en serio.

32

33 No, en serio.