Metabolismul glucidic

Introducere (I)

Glucidele compuşi cu largă răspândire în lumea vegetală şi animală

Glucoza Cel mai important glucid Cea mai răspândită moleculă organică în lumea vegetală şi animală Este sursa majoră de energie pentru ţesutul nervos În anaerobioză reprezintă unica sursă de energie pentru muşchiul

scheletic şi eritrocit În ţesutul adipos este sursă de glicerol pentru sinteza triacilglicerolilor

Funcţiile glucidelor: Surse de energie pentru toate celulele organismelor vii Depozite de energie sub formă de glicogen hepatic şi muscular Rol structural şi de susţinere intră în structura ţesuturilor conective ale

matricei osoase Rol funcţional: MPZ – în structura substanţelor de grup sanguin Rol hormonal

Introducere (II)

Aportul glucidic: La adult 250 – 300 g/zi : amidon 50%, zaharoză 40%,

lactoză 5-10% şi alte zaharide în cantităţi minore.

Glucidele alimentare Glucoza apare ca atare în cantitate mică (mai ales ca

produs de degradare culinară) Fructoza (5 – 10 g) fructe Zaharoza (30 g) zahăr rafinat Lactoza (10 g) lapte Amidon, glicogen, celuloză (200 – 250 g)

!celuloza (20 – 25 g) îndeplineşte rolul de agent mecanic de stimulare a peristalticii

Digestia glucidelor

Asigură descompunerea glucidelor până la monozaharide Constă din hidroliza di- şi polizaharidelor Se realizează la diferite nivele ale tubului digestiv (bucal şi

intestinal) Se realizează cu participarea unor enzime hidrolitice-

hidrolaze- prevăzute cu o înaltă specificitate de substrat (glucozidaze, galactozidaze) sau de tip legătură glicozidică (α-glucozidază)

Digestia bucală Digestia amidonului şi a glicogenului sub acţiunea amilazei

salivare ptialinei (enzimă produsă de glandele submaxilare) Are loc liza legăturilor α-glicozidice 1-4 cu eliberare de

dextrine, (maltoza, maltotrioza) PH = 7-8; la pH acid, în stomac, enzima este inhibată

Digestia intestinală cuprinde: Un proces hidrolitic la nivelul lumenului intestinal se

realizează pe seama amilazei pancreatice cu eliberarea de resturi dizaharidice, prin liza legaturilor 1-4 glicozidice şi pe seama unei oligo 1-6 glicozidaze care determină hidroliza legăturilor de ramificare cu formare de dizaharide

Un proces parietal la nivelul vilozităţilor intestinale, unde enzimele intestinale hidrolizează restul legăturilor glicozidice din dextrine (alfa-1,6 glucozidaza, maltaza),

din zaharoză (zaharaza) şi respectiv lactoză (beta-galactozidază sau lactaza) obţinându-se

principalele monozaharide de digestie: glucoza, fructoza şi galactoza. Limitarea activităţii beta–galactozidazei poate

duce la o situaţie patologică, intoleranţa la lapte.

Absorbţia glucidelor Necesită ATP celular pentru acoperirea cheltuielilor de

energie

Monozaharidele, fiind compuşi hidrofili, nu pot traversa membranele celulare hidrofobe, necesitând sisteme specifice de transport. În cazul glucozei, principalul monozaharid din organism, avem mai multe situaţii ce necesită transport transmembranar:

         1. trecerea din lumenul intestinal în enterocit

         2. trecerea din enterocit în circulaţia sanguină

         3.trecerea din circulaţia sanguină în ţesuturi

4.reabsorbţia glucozei din urina primară în celulele tubulare proximale

Pentru realizarea acestor procese există Pentru realizarea acestor procese există două tipuridouă tipuri de de transportori de glucoză:transportori de glucoză:

a)Transportor sinport sodiu–glucoză (SGLa)Transportor sinport sodiu–glucoză (SGL), ce ), ce transportă glucoza transportă glucoza împotriva gradientuluiîmpotriva gradientului de de concentraţie, transport cuplat cu un cotransport de sodiu concentraţie, transport cuplat cu un cotransport de sodiu Acest sistem este utilizat în absorbţia intestinală şi Acest sistem este utilizat în absorbţia intestinală şi reabsorbţia renală a glucozei.reabsorbţia renală a glucozei.

b)b)Transportorul specific de glucoză (GLUT)Transportorul specific de glucoză (GLUT) ce ce transportă glucoza transportă glucoza în sensul gradientuluiîn sensul gradientului de de concentraţie. Există 5 transportori de glucoză ce diferă concentraţie. Există 5 transportori de glucoză ce diferă prin localizare, expresie şi afinitate faţă de glucozăprin localizare, expresie şi afinitate faţă de glucoză

a)SGLTa)SGLTb)b)GLUTGLUT

Se diferenţiază astfel 2 tipuriSe diferenţiază astfel 2 tipuri de baza de baza de GLUT: de GLUT:

GLUT 4 (muşchi)GLUT 4 (muşchi) cu afinitate cu afinitate mare mare pentru glucoză pentru glucoză (K(KMM = 2) = 2)

GLUT 2 (ficat, intestin, rinichi)GLUT 2 (ficat, intestin, rinichi) cu afinitate cu afinitate micămică pentru glucoză (K pentru glucoză (KMM=40). =40).

Aceste diferenţe au importante repercursiuni fiziologice. Aceste diferenţe au importante repercursiuni fiziologice. CConcentraţia oncentraţia normală a glucozei normală a glucozei (5 mM/L)(5 mM/L) este este::

--de 2,5 ori mai mare decât Kde 2,5 ori mai mare decât KMM pentru GLUT 4 şi pentru GLUT 4 şi

--de 8 ori mai mică decât Kde 8 ori mai mică decât KMM pentru GLUT 2. pentru GLUT 2. Ca urmare, Ca urmare, în celulele cu GLUT în celulele cu GLUT 4, transportul se va desfăşura la capacitate maximă, depinzând doar de numărul 4, transportul se va desfăşura la capacitate maximă, depinzând doar de numărul de molecule de transportori şi fiind independent de glicemie.de molecule de transportori şi fiind independent de glicemie. În schimb, în celulele În schimb, în celulele cu GLUT 2, intrarea glucozei va depinde de valoarea glicemiei, fiiind cu atât mai cu GLUT 2, intrarea glucozei va depinde de valoarea glicemiei, fiiind cu atât mai importantă cu cât glicemia este mai mare.importantă cu cât glicemia este mai mare.

  

Posibilităţile prelucrării metabolice a glucozei

Activarea celulară a glucozei şi formarea esterului glucozo-6-fosfat (fosforilarea glucozei) (I)

Pentru a fi metabolizată glucoza trebuie să pătrundă intracelular

Mecanisme: difuziunea facilitată, saturabilă, stereoselectivă şi bidirecţională şi transportul activ.

În majoritatea celulelor pătrunderea glucozei este insulino-dependentă. În hepatocit şi eritrocit transportul este insulino-independent.

Activarea glucozei are loc în citosol: Glucoză + ATP glucozo-6-fosfat + ADP

ΔG0’ = -4Kcal, reacţie exergonică, ireversibilă, cu

eliberare de Q şi consum ATP

Activarea celulară a glucozei şi formarea esterului glucozo-6-fosfat (II)

Enzime ce catalizează reacţia: Hexokinaza (I, II, III)

acţionează în majoritatea celulelor,pot fosforila si alte glucide,ca manoza, glucozamina

Se regleaza prin feedback -, de la niv. prod de rc, G-6-P asigură producerea reacţiei la cantităţi mici de glucoză (Km = 0,05

mmol/l) Se asociaza cu GLUT 4, se fosforileaza TOATA gluc ce intra in

celule Glucokinaza (hexokinaza IV)

acţionează în hepatocite, la concentraţii mari de glucoză, aşa cum sunt cele postprandiale (Km = 10 mmol/l).

Acţiunea ei este independentă de concentraţia produsului de reacţie. Concentraţia sa celulară este dependentă de starea nutriţional-

metabolică (scăzută/nulă în DZ şi inaniţie) Se asociaza cu GLUT 2, se fosforileaza DOAR O PARTE din gluc ce

intra in hepatocit sau in cel β pancreatice, ramane deci si gluc libera.

Postprandial, prin Postprandial, prin vena portă, ajunge în ficat o cantitate , ajunge în ficat o cantitate mare de glucoză, glicemia ajungând la mare de glucoză, glicemia ajungând la 300-400 mg%.

Aceste concentraţii depăşesc KAceste concentraţii depăşesc KMM a a glucokinazei glucokinazei din ficat, din ficat, care va începe fosforilarea glucozei până când care va începe fosforilarea glucozei până când concentraţia acesteia se reduce sub valoarea Kconcentraţia acesteia se reduce sub valoarea KMM a a glucokinazei. glucokinazei.

Ficatul reprezintă astfel Ficatul reprezintă astfel un filtru al glucozei de aport un filtru al glucozei de aport alimentaralimentar

glucokinazaglucokinaza nu este înhibată de produsul final, glucozo- nu este înhibată de produsul final, glucozo-6-fosfat,6-fosfat,G-6-P,G-6-P, ea va acţiona asupra glucozei până la scăderea concentraţiei acesteia.

  

Catabolizarea glucozei

Catabolizarea glicolitică a glucozei a fost studiată iniţial pe drojdii care fermentează, ulterior pe muşchiul care se contractă, demonstrându-se prezenţa acestui proces în toate ţesuturile vii.

Procesul de degradare a glucozei se poate desfăşura în prezenţa oxigenului (aerobioză) sau în absenţa lui (anaerobioză), mecanismul general fiind identic. glicoliza anaerobă = glucoză acid lactic calea Embden – Meyerhof = glucoză acid piruvic

Glicoliza anaerobă

Deşi oxidarea aerobă a glucozei este mecanismul major de oxidare al Deşi oxidarea aerobă a glucozei este mecanismul major de oxidare al glucozei, în o serie de ţesuturi oxidarea are loc în condiţii anaerobe. glucozei, în o serie de ţesuturi oxidarea are loc în condiţii anaerobe.

Glicoliza anaerobă poate fi:Glicoliza anaerobă poate fi: --                    mecanism unicmecanism unic de oxidare a glucozei în eritrocite (lipsite de mitocondrii) de oxidare a glucozei în eritrocite (lipsite de mitocondrii)

sau în ţesuturi cu oxigenare redusă ca celulele din retină, cornee, cutanate, sau în ţesuturi cu oxigenare redusă ca celulele din retină, cornee, cutanate, medulara internă a rinichiului, celule nervoase, fibre musculare albe.medulara internă a rinichiului, celule nervoase, fibre musculare albe.

--                    mecanism parţialmecanism parţial în ţesuturi cu creştere rapidă, cum ar fi ţesutul în ţesuturi cu creştere rapidă, cum ar fi ţesutul embrionar şi ţesutul canceros (50% din metabolismul glucozei este anaerob)embrionar şi ţesutul canceros (50% din metabolismul glucozei este anaerob)

--                    mecanism temporarmecanism temporar în condiţiile unui deficit temporar al alimentării cu în condiţiile unui deficit temporar al alimentării cu oxigen, cum ar fi muşchii scheletici în efort intens şi prelungitoxigen, cum ar fi muşchii scheletici în efort intens şi prelungit

În absenţa oxigenului, coenzimele ce preiau hidrogenul în cursul reacţiilor de În absenţa oxigenului, coenzimele ce preiau hidrogenul în cursul reacţiilor de oxidare nu pot fi reoxidate (regenerate) prin cedarea hidrogenului către oxidare nu pot fi reoxidate (regenerate) prin cedarea hidrogenului către oxigen. În aceste condiţii oxidarea glucozei se opreşte la acid piruvic, care oxigen. În aceste condiţii oxidarea glucozei se opreşte la acid piruvic, care devine acceptorul de hidrogen de la coenzima NADH,Hdevine acceptorul de hidrogen de la coenzima NADH,H++ transformându-se în transformându-se în

acid lacticacid lactic, produsul final al catabolismului anaerob al glucozei – glicoliza , produsul final al catabolismului anaerob al glucozei – glicoliza anaerobăanaerobă..

În condiţii anaerobe doar o mică parte din potenţialul energetic al glucozei este eliberat, 47 kcal/mol dintr-un total de 686 kcal/mol. Si randamentul procesului de inmagazinare al energiei este mic, doar două molecule de ATP rezultă din oxidarea anaerobă a unui mol de glucoză. (considerată un mecanism primitiv de obţinere a energiei, doar în anumite condiţii fiziologice).Deoarece acidul lactic conţine încă o mare cantitate de energie, organismul o recuperează în ficat (organ mai bine oxigenat ca muşchiul) printr-o cale metabolică specifică numită ciclul Cori.

Reglarea glicolizei anaerobe Reglarea glicolizei anaerobe Glicoliza anaerobă, având aceleaşi reacţii ca şi calea

E-M, este reglată de aceeaşi factori ca şi aceasta, cu excepţia oxigenului !!!!!!!!!!.

În cazul acestuia se respectă efectul Pasteur “oxidaţia (prezenţa oxigenului) inhibă fermentaţia (glicoliza anaerobă)“. De exemplu, în muşchi, insuficienta oxigenare în efort, obligă muşchiul să utilizeze glicoliza anaerobă pentru a obţine energia necesară funcţionării.

În ţesutul canceros efectul Pasteur nu funcţionează, ţesutul utilizând glicoliza anaerobă indiferent de gradul de oxigenare.!!!!!!!!!!

  

Patologia glicolizei anaerobePatologia glicolizei anaerobe 1.      Acidoza lactică este cea mai comună formă de acidoză

metabolică. Se datoreşte fie creşterii sintezei, fie scăderii utilizării acidului lactic, cea mai des întâlnită cauză fiind blocarea oxidării aerobe a glucozei. Alte condiţii ce produc acidoza lactică: altitudinile înalte, exerciţiul fizic, boli pulmonare, anemie severă, intoxicaţii cu CO sau CN- (se blochează catena respiratorie şi hemoglobina), intoxicaţii cu alcool, cancer .

2.      Deficitul genetic al enzimelor glicolizei. Deficitul total este fatal, deoarece eritrocitele şi neuronii obţin energie numai din glicoliză. Deficitul parţial de piruvat kinază , incidenţă 1 : 10000, face ca enzima să funcţioneze în eritrocite la doar 5-25 % din capacitate, generând anemii hemolitice.

 

Desfăşurarea procesului

Procesul de glicoliză anaerobă se realizează în mai multe trepte care pot fi grupate în două serii:

Seria de reacţii în cursul cărora se produce creşterea reactivităţii substratului

Seria de reacţii de oxidarea anaerobă a substratului oxidat

Reacţiile individuale ale seriei de activare (I)

1. Reacţia de activare a glucozei prin trecerea ei în ester glucozo-6 fosfat Activarea are loc în citosol.Glucoză + ATP glucozo-6-fosfat + ADP

2. Izomerizarea glucozo-6-fosfatului în fructozo-6-fosfat

Glucozo-6-P fructozo-6-P

ΔG0’ = + 0,4 kcal, reacţie reversibilă, practic izergonică, catalizată de enzima fosfohexoizomeraza

Reacţiile individuale ale seriei de activare (II)

3. Reacţia celei de-a doua fosforilări a fructozeiFructozo-6-P ADP + fructozo-1,6-P2

(frucozo-1,6-bisfosfat)

reacţia se desfăşoară sub acţiunea fosfofructokinazei-1 (are structură tetrameră şi este o enzimă alosterică),

reacţia este exergonică şi, în condiţii fiziologice ireversibilă

Reacţia prezintă importanţă crescută, fiind o reacţie limitativă, ea determinând viteza întregului proces

glicolitic

Reacţiile individuale ale seriei de activare (III)

4. Reacţia de scindare a esterului bisfosforic al fructozei în doi esteri triozo-fosfat

fructozo-1,6-bisfosfat dihidroxiaceton fosfat + gliceraldehid-3-fosfat

reacţie reversibilă în condiţii naturale, catalizată

de bisfosfofrucoaldolaza

Reacţiile individuale ale seriei de activare (IV)

5. Transformarea reciprocă a celor doi esteri triozo-fosfatici

dihidroxiaceton fosfat gliceraldehid-3-fosfat

reacţie catalizată de triozo-fosfatizomeraza, reacţia are

loc până la atingerea unei stări de echilibru, caracterizată printr-o concentraţie mai mare de

dihidroxiaceton-fosfat şi una mai mică de gliceraldehid-3-fosfat

Cu toate acestea, doar gliceraldehid-3-fosfatul se consumă în cursul etapelor următoare ale glicolizei.

Reacţiile individuale ale seriei de degradare oxidativ-anaerobă (I)

(prelucrează pentru o moleculă de glucoză 2 molecule de triozo-fosfat)

6. Reacţia de oxidare (prin dehidrogenare) a gliceraldehid-3-fosfatului la acid-3-fosfogliceric

Se realizează în cinci reacţii parţiale, patru asigurând dehidrogenarea substratului şi formarea de acid 1,3-bisfosfogliceric, iar cea de-a cincea asigură formarea acidului 3-fosfogliceric, cu generarea unei molecule de ATP.

Gliceraldehid-3-fosfat + H3PO4 + NAD+ acid 1,3-bisfosfogliceric

reacţie catalizată de gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenază

Acid 1,3-bisfosfogliceric + ADP acid 3-fosfogliceric + ATP

reacţie catalizată de fosfoglicerat kinază

Reacţia globală:Gliceraldehid-3-P + Pa + ADP + NAD+ acid 3-P-gliceric + ATP + NADH+H+

Reacţie reversibilă pe seama ATP-ului generat. Se generează energie biologic

utilă sub formă de ATP

Reacţiile individuale ale seriei de degradare oxidativ-anaerobă (II)

7. Reacţia de izomerizare a acidului 3-fosfogliceric în acid 2-fosfogliceric

acid 3-fosfogliceric acid 2-fosfogliceric

reacţie catalizată de fosfoglicerat mutaza

Reacţiile individuale ale seriei de degradare oxidativ-anaerobă (III)

8. Reacţia de trecere a acidului 2-fosfogliceric în acid piruvicAcid 2-fosfogliceric acid 2-fosfoenolpiruvic + H2O

reacţie catalizată de enolază (este blocată prin fluorură – fapt de importanţă

practică în determinarea glucozei sanguine)

Acid 2-fosfoenolpiruvic + ADP acid enolpiruvic acid piruvic

reacţie catalizată de piruvatkinază (enzimă oligomeră, stimulată de insulină),

puternic exergonică, cu eliberare de ATP şi cînsoţită de o marcată pierdere de energie liberă sub formă de Q

Reacţia globală:Acid 2-fosfogliceric + ADP acid piruvic + ATP + H2O

Reacţiile individuale ale seriei de degradare oxidativ-anaerobă (IV)

9. În condiţii de anaerobioză, în organismul animal, acidul piruvic este redus la acid lactic

Acid piruvic + NADH + H+ acid lactic + NAD+

reacţie catalizată de LDH

Se observă că glicoliza anaerobă se realizează într-adevăr în absenţa oxigenului NADH + H+ rezultat în proces poate fi readus la forma oxidată fără intervenţia oxigenului atmosferic

Fermentaţia alcoolică şi lactică

În celulele de drojdie are loc următoarea reacţie:

Acid piruvic aldehidă acetică alcool etilic,

prima reacţie fiind catalizată de piruvat decarboxilază, iar cea de-a doua de către alcool dehidrogenază.

Aceasta este reacţia de fermentaţie alcoolică Prin analogie cu acest proces, procesul descris în

celula animală de transformare a glucozei în acid piruvic şi apoi în acid lactic a fost denumit „FERMENTAŢIE LACTICĂ”

Bilanţul şi randamentul energetic al glicolizei anaerobe

Glucoză 2 acid lactic

ΔG0’ = -47 kcal

Procesul este slab energogen în raport cu faza anaerobă.

Are loc formarea a 2 molecule de ATP, pentru care se utilizează 14,6 kcal.

Randamentul de fosforilare este: r = 14,6 * 100 / 47 = 31%.

Rolul glicolizei anaerobe şi reglarea ei (I)

Rolul glicolizei asigurarea sintezei de ATP în condiţii de anaerobioză. Are loc furnizarea a 2 moli ATP pentru 1 mol de glucoză. Este un mecanism energogen de eficacitate redusă.

În eritrocite energogeneza este realizată pe seama glicolizei anaerobe deoarece aceste celule au pierdut organite de bază pentru realizarea glicolizei aerobe (aşa cum sunt mitocondriile)

În ţesuturile cu creştere rapidă (ţesutul embrionar şi cel canceros) glicoliza anaerobă este o caracteristică. În ţesutul canceros se observă producerea de acid lactic chiar şi în condiţii de aerobioză.

Rolul glicolizei anaerobe şi reglarea ei (II)

În muşchiul scheletic glicoliza anaerobă funcţionează ca mecanism energogen temporar în faza contracţiei musculare în care există dezechilibru între nevoia şi aportul de oxigen.

Pentru ca risipa de glucoză să fie cât mai mică, s-au dezvoltat mecanisme de recuperare a acesteia bazate pe intercolaborarea metabolică dintre celula hepatică şi muşchiul scheletic CICLUL CORI

CICLUL CORI

Schema de ansamblu cu modificările chimico-energetice ale glicolizei

Evidenţierea în laborator a glicolizei anaerobe (I)

Datorită producerii permanentă de lactat realizată de unele ţesuturi chiar şi în prezenţa oxigenului (eritrocite, retină, cartilaj) lactatul este prezent în plasmă în mod normal.

Concentraţia de lactat = 9 mg / 100 ml

Concentraţia de piruvat = 0,9 mg / 100 ml

Evidenţierea în laborator a glicolizei anaerobe (II)

Evidenţerea creşterii în exces a concentraţiei lactatului faţă de cea a piruvatului este redată de „indicele excesului de lactat” (Huckabee)

Indice exces lactat = (Lact – Lo)–(Pact – Po) x Lo / Po,

Unde:

Lact, Pact concentraţia de lactat / piruvat normal

Lo, Po concentraţia de lactat / piruvat normal

Catabolismul complet al Catabolismul complet al glucozei (glicoliza aerobă)glucozei (glicoliza aerobă)

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

ΔG0’ = -686 kcal

Se desfăşoară în prezenţa oxigenului şi este mai eficient din punct de vedere energogen decât catabolismul anaerob.

Întregul proces se desfăşoară în patru etape: Calea Embden-Meyerhof (citosol) Decarboxilarea oxidativă a acidului piruvic (mitocondrii) Ciclul acizilor tricarboxilici / ciclul citric (mitocondrii) Lanţul respirator (mitocondrii)

Calea Embden- Meyerhof

Reprezintă catabolizarea glucozei la acid piruvic în condiţii de aerobioză

Este o cale metabolică ce poate fi considerată suma a două procese:

-          A) activarea glucozei la fructozo–1,6–bifosfat

-          B) oxidarea fructozo–1,6–bifosfat la acid piruvic

AA. Activarea glucozei. Activarea glucozei Fosforilarea glucozei la Fosforilarea glucozei la G-6-PG-6-P(exergonic, se (exergonic, se

consuma un ATP)consuma un ATP) Izomerizarea Izomerizarea G-6-PG-6-P la la F-6-PF-6-P(endergonic, sub (endergonic, sub

actiunea fosfo-hexo-izomerazei)actiunea fosfo-hexo-izomerazei) FosforilareaFosforilareaFF–6––6–P la P la F-1,6-biPF-1,6-biP (exergonic, sub (exergonic, sub

actiunea actiunea PFK IPFK I-fosfo-fructo-kinazei I. -fosfo-fructo-kinazei I. Această reacţie este reacţia ce controlează viteza de desfăşurare a căii Embdem–Mayerhof. Asupra . Asupra substratului substratului F-6-PF-6-P acţionează şi enzima acţionează şi enzima fosfofructokinazafosfofructokinaza PFKPFK II II, ce transformă fructozo-6-, ce transformă fructozo-6-fosfat în fosfat în fructozo-2,6-bifosfatfructozo-2,6-bifosfat, substanţă ce , substanţă ce constituie un activator puternic al fosfofructokinazei Iconstituie un activator puternic al fosfofructokinazei I

FosfofructokinazaFosfofructokinaza PFKPFK II II este o enzimă reglată prin este o enzimă reglată prin fosforilare–defosforilare, cu dublă funcţie:fosforilare–defosforilare, cu dublă funcţie:

- defosforilată are acţiune kinazică, fosforilând F-6-P - defosforilată are acţiune kinazică, fosforilând F-6-P F-2,6-P F-2,6-P22 (forma activă pentru glicoliză) (forma activă pentru glicoliză)

- fosforilată are o acţiune fosfatazică, hidrolizînd F-- fosforilată are o acţiune fosfatazică, hidrolizînd F-2,6-P2,6-P22 F-6-P + P F-6-P + Pii

Fosfofructokinaza II este Fosfofructokinaza II este --controlată hormonalcontrolată hormonal, fiind , fiind activată de insulinăactivată de insulină şi şi

inhibată de glucagoninhibată de glucagon şi şi

--reglată alostericreglată alosteric, fiind , fiind activată de ADP, AMP, Kactivată de ADP, AMP, K++, NH, NH44++, ,

glucozo-1,6-bifosfatglucozo-1,6-bifosfat si si inhibată de ATP, citratinhibată de ATP, citrat..

2. Oxidarea fructozo–1,6–2. Oxidarea fructozo–1,6–bifosfat la acid piruvicbifosfat la acid piruvic

1.Scindarea fructozo-1,6-bisfosfat în triozefosfat1.Scindarea fructozo-1,6-bisfosfat în triozefosfat : : Dihidroxiacetonfosfat (DHAP)Dihidroxiacetonfosfat (DHAP) 97% 97% si si Gliceraldehidă–3–fosfat Gliceraldehidă–3–fosfat 33%.%. Cei doi compuşi obţinuti sunt izomeri ce se găsesc Cei doi compuşi obţinuti sunt izomeri ce se găsesc într-o reacţie de echilibruîntr-o reacţie de echilibru, deplasat puternic la stg. Cu toate astea, in continuare , deplasat puternic la stg. Cu toate astea, in continuare se se utilizează doar utilizează doar gliceraldehida-3-fosfatgliceraldehida-3-fosfat.

  Se poate spune că în procesul de oxidare al glucozei Se poate spune că în procesul de oxidare al glucozei din o moleculă de fructozo-1,6- din o moleculă de fructozo-1,6- bisfosfat se formează două molecule de gliceraldehidă-3-fosfatbisfosfat se formează două molecule de gliceraldehidă-3-fosfat ..

2. Oxidarea gliceraldehidei-3-fosfat la acid 3-fosfoglicericacid 3-fosfogliceric.. Reacţia constituie o posibilitate de sinteză a ATP în condiţii anaerobe de oxidare a glucozei şi se desfăşoară în două etape..

3. Izomerizarea acidului 3-fosfogliceric la acid 2-fosfoglicericacid 2-fosfogliceric

4. Transformarea acidului 2 fosfogliceric în acid piruvicacid piruvic, in 2 etape, prima sub actiunea enolazei, (enzima inhibata specific de ionul F-, ceea ce conduce la recoltarea sge pe fluorura pt inhibarea glicolizei si determinarea glicemiei), rezultand PEP, si a 2-a etapa, de tautomerizare a PEP in acid piruvic, sub act piruvat-kinazei.

Rolul căii EM (I) rol energogen în cadrul rolului energogen al procesului

integral de catabolizarea a glucozei sau ca mecanism parţial: pentru 1 mol glucoză 2 moli ATP, 2 moli (NADH + H+) care reprezintă în mod potenţial 6 moli ATP (cu condiţia prelucrării echivalenţilor reducători în cadrul lanţului respirator)

rol în furnizarea unor molecule funcţionale (cu rol particular) acid 2,3-bisfosfogliceric prezent în cantităţi mari în eritrocite (în

concentraţie echimoleculară cu cea a Hb) se leagă de aceasta şi exercită o acţiune alosterică asupra formării oxiHb (reduce afinitatea Hb pentru oxigen) favorizarea oxigenării tisulare

dihidroxiaceton fosfatul, DHAP, asigură relaţia dintre calea EM şi respiraţia celulară prin „navetarea” (introducerea reversibilă) hidrogenului mobilizat de pe substraturi prin membrana mitocondrială (aceasta fiind impermeabilă faţă de NAD+ şi NADP+ oxidat sau redus şi faţă de FAD şi FADH2) „naveta” glicerol fosfatului (unidirecţională) „naveta” malat-aspartat (bidirecţională)

Naveta “glicerol-fosfat” unidirecţională

Naveta “malat-aspartat” bidirecţională

Legendă:

•ASTc – aspartat transaminaza citoplasmatică

•ASTm – aspartat transaminaza mitocondrială

•MDHc – malat dehidrogenaza citoplasmatică

•MDHm – malat dehidrogenaza mitocondrială

Rolul căii EM (II)

rol în sinteze reacţiile reversibile ale căii EM pot fi utilizate în condiţii metabolice

adecvate în procesul de sinteză a glucozei (gluconeogeneză) din precursori ca piruvatul, oxalacetatul sau dihidroxiaceton fosfatul (cu origine în glicerol)

furnizarea unor molecule precursor, utilizate în diverse sinteze (precursorii sunt intermediari ai căii sau derivă din aceştia) acidul piruvic, prin transaminare poate fi utilizat ca precursor al

alaninei acidul 3-fosfogliceric (intermediar al căii), suferin succesiv procese

de dehidrogenare şi de hidroliză şi transaminare poate fi utilizat în sinteza serinei

dihidroxiaceton fosfatul (intermediar al căii) poate fi transformat în glicerol fosfat, forma activă de glicerol necesară sintezei de triacilgliceroli, glicerofosfolipide (! În ţesutul adipos este unica sursă necesară sintezei de trigliceride)

fructozo-6-fosfatul (intermediar al căii) poate fi utilizat ca precursor pentru ribozo-5-fosfat (utilizat în sinteza nucleotidelor purinice şi pirimidinice), hexozamine (necesare pentru constituirea GAG şi glicoproteinelor), fructozo-2,6-bisfosfat (cu rol de factor reglator al căii EM în ficat)

Reglarea căii EM (I)

Viteza de realizare a transformărilor determinată prin reglare enzimatică „enzima de ritm” = fosfofructokinaza (enzimă alosterică) ce recunoaşte drept factori alosterici: negativi concentraţia ATP şi citratului pozitivi concentraţia ADP-AMP

Viteza căii este direct proporţională cu nevoia de energie (sub formă de ATP)

În ficat fosfofructokinaza este stimulată de de către fructozo-2,6-bisfosfat.

În alte celule (muşchi, adipocit, eritrocit) glucozo-1,6-bisfosfatul acţionează ca stimulator al fosfofructokinazei (şi piruvatkinazei) şi inhibitor al hexokinazei.

Reglarea căii EM (II)

Funcţia căii EM în sinteze, precum şi cea de furnizor de molecule active se poate realiza numai dacă sunt satisfăcute nevoile energetice.

Echilibrul realizat în reacţia de izomerizare a triozofosfaţilor favorizează, în condiţii energetice adecvate, utilizarea dihidroxiaceton fosfatului în sinteze, ca moleculă funcţională.

Insulina are rol în desfăşurarea căii prin stimularea fosfofructokinazei, a piruvatkinazei şi, în ficat, în controlul sintezei glucokinazei.

Decarboxilarea oxidativă a acidului piruvic

2piruvat + 2NAD+ + 2CoA-SH 2 acetil-CoA + 2 (NADH + H+) + 2CO2, reacţie catalizată de complexul piruvat DH

Se desfăşoară în mitocondrii. Piruvatul produs in citoplasma pe calea ME străbate membrana mitocondrială printr-un mecansim transport activ, de tip antiport, în care acidul piruvic pătrunde în mitocondrie, în timp ce un ion HO− o părăseşte. În mitocondrie, piruvatul este decarboxilat oxidativ rezultând acetil-CoA, CO2 şi hidrogen( transferat coenzimei NADH,H+).

Bilanţul energetic al reacţiei: se generează: 2 legături tiolmacroergice asigură activarea acidului acetic rezultat 2 (NADH + H+) generează în lanţul respirator 2 x 2,5 ATP=5 ATP

Reacţia globală este caracterizată prin: ΔG0’=-8 kcal/mol, fiind ireversibilă nu se poate sintetiza glucoză din acizi graşi

Transportul prin membrana mitocondrială este condiţionat de un complex multienzimatic numit piruvat dehidrogenază:

3 enzime: piruvat dehidrogenază decarboxilată – E1(TPP) dihidrolipoil transacetilaza – E2(lipoil) dihidrolipoil dehidrogenaza –E3(FAD)

5 coenzime şi grupări prostetice: tiamin pirofosfat legat de piruvatkinază, reacţionează cu substratul

(piruvat) acidul lipoic legat covalent la un rest de lizină din dihidrolipoil

transacetilază, acceptă gruparea hidroxietil de la tiamin pirofosfat şi o oxidează la acetil

coenzima A liberă în soluţie, acceptă gruparea acetil de pe gruparea lipoamidică a transacetilazei

FAD puternic legat de dihidrolipoil dehidrogenază, acceptă echivalenţii reducători de la gruparea redusă a lipoamidei

NAD+ liber în souţie, reprezintă acceptorul terminal al echivalenţilor reducători de la flavoproteina redusă

PDH este activă în stare defosforilată şi inactivă sub formă fosforilată, enzimele ce catalizează aceste transformări fiind de asemenea reglate alosteric şi hormonal

PDH este reglată alosteric, acidul piruvic fiind efector pozitiv, în timp ce acetil CoA şi NADH,H+ sunt efectori negativi.. Insulina stimulează activitatea piruvat dehidrogenazei.

PatologiePatologie Enzima piruvat dehidrogenază necesită şi cofactori derivaţi ai Enzima piruvat dehidrogenază necesită şi cofactori derivaţi ai

vitaminelor: acid pantotenic, niacină, riboflavină, tiamină şi acid vitaminelor: acid pantotenic, niacină, riboflavină, tiamină şi acid lipoic. Orice deficit sever al acestor vitamine va reduce activitatea lipoic. Orice deficit sever al acestor vitamine va reduce activitatea enzimei crescând nivelul piruvatului în sânge, iar acesta, la rândul enzimei crescând nivelul piruvatului în sânge, iar acesta, la rândul său va creşte şi nivelul acidului lactic, producând o acidoză său va creşte şi nivelul acidului lactic, producând o acidoză lactică. lactică.

Deficitul genetic al piruvat dehidrogenazei, în caz că afectează Deficitul genetic al piruvat dehidrogenazei, în caz că afectează peste 60% din activitatea enzimei, produce microencefalită, peste 60% din activitatea enzimei, produce microencefalită, atrofie optică, disfuncţie motorie, retardare mintalăatrofie optică, disfuncţie motorie, retardare mintală. .

Arseniatul este o otravă puternică, ce se leagă de acidul lipoic, Arseniatul este o otravă puternică, ce se leagă de acidul lipoic, blocând activitatea piruvat dehidrogenazei. Aceeaşi reacţie o dă cu blocând activitatea piruvat dehidrogenazei. Aceeaşi reacţie o dă cu grupările sulfidril din cheratina imatură din păr şi unghii, fenomen grupările sulfidril din cheratina imatură din păr şi unghii, fenomen utilizat în medicina legală la identificarea otrăvirilor cu arsen.utilizat în medicina legală la identificarea otrăvirilor cu arsen.

  

Etapele reacţiei de decarboxilare oxidativă a acidului piruvic sunt redate schematic în figura alăturată

Reglarea reacţiei enzimatică. Complexul enzimatic este alcătuit dintr-un număr mare de subunităţi. Există sub două forme: activă (defosforilată) şi inactivă (fosforilată). Transformarea reciprocă a celor două forme este posibilă sub acţiunea unei: Kinaze stimulată de acetil-CoA, NADH şi ATP (favorizând

prevalenţa formei fosforilate inactive) şi piruvat şi ioni de Ca (favorizează prevalenţa formei defosforilate active)

Fosfataze specifice defosforilează piruvat dehidrogenaza; este stimulată de ionii de Ca şi de insulină asigură formarea formei active

Mecanismul controlului este cel al interconversiunii. Controlul hormonal este realizat de către insulină, ca

factor stimulator al complexului piruvat dehidrogenazei.

Reglarea prin interconversiune a reacţiei de decarboxilare a acidului piruvic

III.III. Oxidarea acetil – CoA Oxidarea acetil – CoA în ciclul citric în ciclul citric Are loc conform ecuaţiei generale:Are loc conform ecuaţiei generale:    2CH3―C~S―CoA + 2 x 3NAD+ + 2FAD + ║ O 2GDP + 2Pi + 2 x 2H2O conduc la 2 x 2CO2 + 2 x 3NADH,H+ + 2FADH2 + 2GTP +

2 CoA-SH 2 molecule de GTP sunt echivalente cu 2 molecule ATP. În condiţii aerobe, oxidarea echivalenţilor reducători va genera: 2 x 3 moli NADH,H+ 2 x 3 x 2,5 ATP = 15 ATP 2 x 1 moli FADH2 2 x 1,5 ATP = 3 ATP TOTAL ATP= 2 ATP + 15 ATP +3 ATP = 20 ATP  

IV. Oxidarea hidrogenului în lanţul respirator, IV. Oxidarea hidrogenului în lanţul respirator, proces cuplat cu sinteza de ATPproces cuplat cu sinteza de ATP

Această etapă, numită şi Această etapă, numită şi fosforilarea oxidativă fosforilarea oxidativă de lant respiratorde lant respirator, oxidează hidrogenii proveniţi , oxidează hidrogenii proveniţi din toate celelalte trei etape ale catabolismului din toate celelalte trei etape ale catabolismului oxidativ complet al glucozei, conform ecuaţiilor oxidativ complet al glucozei, conform ecuaţiilor generale:generale:

1 mol NADH,H1 mol NADH,H+ genereaza+ genereaza 2,5 ATP 2,5 ATP

1 mol FADH1 mol FADH2 genereaza 2 genereaza 1,5 ATP 1,5 ATP

Bilanţul energetic global al oxidării Bilanţul energetic global al oxidării aerobe complete a glucozeiaerobe complete a glucozei

În catabolismul oxidativ al glucozei energia rezultată în cursul În catabolismul oxidativ al glucozei energia rezultată în cursul reacţiilor de oxidare este înmagazinată în legăturile reacţiilor de oxidare este înmagazinată în legăturile macroergice din molecula de ATP. Acestea se formează fie macroergice din molecula de ATP. Acestea se formează fie prin reacţii de fosforilare de substrat, fie prin reacţii de prin reacţii de fosforilare de substrat, fie prin reacţii de fosforilare de lanţ respirator. Bilanţul energetic la oxidarea unui fosforilare de lanţ respirator. Bilanţul energetic la oxidarea unui mol de glucoză este:mol de glucoză este:

  Etapa I Etapa I activare glucoză la fructozo 1,6 bisfosfat activare glucoză la fructozo 1,6 bisfosfat - 2 ATP- 2 ATP oxidare fructozo 1,6 bisfosfat la acid piruvicoxidare fructozo 1,6 bisfosfat la acid piruvic + 9 ATP+ 9 ATP Etapa IIEtapa II oxidare acid piruvic la acetil CoAoxidare acid piruvic la acetil CoA + 5 ATP+ 5 ATP Etapa IIIEtapa III oxidarea acetil CoA în ciclul citric oxidarea acetil CoA în ciclul citric + 20 ATP+ 20 ATP -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Total Total + 32 ATP+ 32 ATP

Randamentul (η) înmagazinării energiei rezultate în cursul oxidării complete a glucozei în legături macroergice ATP se calculează astfel:

Energia totala eliberată ΔG0’ = - 686 kcal/mol Energia utilizată în formarea legăturilor

macroergice în ATP: 32 x 7,3=233,6 kcal/mol.   η = = 34 %

Ciclul acizilor tricarboxilici (cilul citric, ciclul Krebs)

Reprezintă o cale comună de catabolism pentru acetil-CoA (rezultată din catabolismul particular al glucozei, al acizilor graşi şi al unor AA).

Reprezintă calea finală comună de catabolism a principalelor componente nutritive şi nu are caracterul unei etape specifice a catabolismului glucidic.

Ciclul acizilor tricarboxilici este constituit dintr-un şir de reacţii oxidative şi auxiliare prin care atomii de H ai radicalului acetil sunt preluaţi de coenzime, iar atomii de C sunt eliminaţi sub formă de dioxid de carbon.

Se desfăşoară de-a lungul unui şir de reacţii ce definesc un circuit, cu generarea tranzitorie a unor acizi tricarboxilici (din reacţia dintre acidul oxalactic şi cel acetic, cu generarea de acid oxalaacetic) caracter ciclic

Se desfăşoară în mitocondrii.

Descriere schematică a ciclului citric

Reacţiile individuale ale ciclului citric (I):

1. Formarea acidului citric

acetil-CoA + acid oxalacetic + H2O acid citric + CoA-SH

reacţie ireversibilă, catalizată de citratsintetaza, sursa de energie

pentru realizarea reacţiei fiin hidroliza legăturilor tiolmacroergice.

Reacţia este foarte probabil reacţia de limitare a vitezei întregului ciclu, datoriă unui efect inhibitor exercitat de ATP, de

compuşii de tip acil-CoA şi de succinil-CoA.

Reacţiile individuale ale ciclului citric (II):

2. Izomerizarea acidului citric la acid izocitricacid citric acid izocitric

reacţie reversibilă, realizată în două etape, intermediar fiind acidul

cisaconitic; reacţia este catalizată de aconitază (este inhibată de fluoroacetat)

3. Oxidarea acidului izocitric la acid alfa-cetoglutaric

acid izocitric+NAD+ + (NADH + H+) acid α-cetoglutaric+CO2

reacţie reversibilă, catalizată de izocitrat dehidrogenaza NAD-

dependentă, intermediar obţinându-se acid oxalilsuccinic. Reacţia este controlată, fiind un loc limitativ al ciclului, fapt

realizat prin caracterul alosteric al enzimei (activată de ADP şi AMP şi inactivată de ATP).

Reacţiile individuale ale ciclului citric (III):

4. Decarboxilarea oxidativă a acidului α-cetoglutaric Se desfăşoară în două etape, produsul final fiind reprezentat de

acidul succinic. Este singura reacţie din ciclu,care generează nemijlocit ATP printr-o fosforilare de substrat.

Acid α-cetoglutaric + NAD+ + CoA-SH succinil-CoA + (NADH + H+) + CO2

reacţie catalizată de complexul multienzimatic alfa-cetoglutarat

dehidrogenaza (constituit cu partciparea mai multor coenzime: tiaminpirofosfat, acidul lipoic, CoA-SH, FAD, NAD+). AMP şi ADP realizează controlul stimulator al complexului enzimatic.

Succinil-CoA + ADP (GDP) + Pa acid succinic + ATP (GTP) + CoA-SH

reacţie catalizată de succinat tiokinaza

Reacţiile individuale ale ciclului citric (IV):

5. Oxidarea acidului succinic la acid fumaricacid succinic + FAD acid fumaric + FADH

reacţie catalizată de succinat dehidrogenaza, o dehidrogenază flavinică (activată prin succinat şi fosfat şi inhibată prin oxalat şi

malonat)

6. Hidratarea acidului fumaric la acid malicacid fumaric + H2O acid malic + H2O

reacţie catalizată de fumarază

7. Oxidarea acidului malic la acid oxalaceticacid malic + NAD+ acid oxalacetic + (NADH + H+)

reacţie catalizată de malat dehidrogenaza NAD-dependentă

Rezultatul global al desfăşurării reacţiilor

ciclului citric:

Acetil-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pa + 2H2O 2CO2 + 3(HADH+H+) + FADH2 + GTP +

CoA-SH

În cursul degradării 1 mol acetil-CoA se generează 1 mol GTP (ATP) şi apar potenţialităţi de generare prin fosforilare respiratorie consecutivă: 3 moli (NADH+H+) 3 x 3 moli ATP 1 mol FADH2 1 x 2 moli ATP

Rolul ciclului citric rol energogen pentru 1 mol de de acetil-CoA degradat

1 mol GTP (ATP), cu posibilitatea generării, prin acţiunea conexă a L.R. a încă 11 moli ATP 12 moli ATP

rol anabolic se manifestă fie prin furnizarea unor intermediari (utilizaţi drept precursori în reacţiile biochmice de sinteză), fie prin utilizarea unora din reacţiile ciclului în procese sintetice (succinil-CoA sinteza porfirinelor; acidul α-cetoglutaric acid glutamic; acid oxalacetic acid aspartic)

Reglarea ciclului citric Activitatea ciclului citric condiţionată de disponibilul de

acetil-CoA Viteza de desfăşurarea a procesului este determinată

prin concentraţia şi durata de existenţă a tuturor intermediarilor, concentraţia şi activitatea enzimelor participante

Aerobioza este obligatorie pentru desfăşurarea ciclului asigură reoxidarea coenzimelor reduse prin funcţionarea lanţului respirator.

Ciclul (calea) Ciclul (calea) pentozofosfaţilorpentozofosfaţilor

Sunt ţesuturi în care glucoza poate suferi un proces de oxidare directă. Procesul are loc în citoplasmă. Ţesuturile în care are loc desfăşurarea acestei căi sunt: hepatic, adipos, cortexul suprarenal, glanda mamară în lactaţie, testiculele, glanda tiroidă, eritrocitele.

Dintre enzimele implicate, 2 sunt de importanţă medicală, producând (NADPH +H+): glucozo-6-P-dehidrogenaza 6-fosfogluconat-dehidrogenaza.

Se produc şi decarboxilări cu formare de pentoze activate, necesare în sinteze de nucleozide şi acizi nucleici.

În etapa de utilizare a căii pentozo-fosfaţilor participă 2 enzime: transcetolaza şi transaldolaza care rearanjează atomii de C, rezultând hexoze şi trioze care trec în calea M. E.

Glucidele nu sunt doar substrate energogene, ele participă la sinteze de Glucidele nu sunt doar substrate energogene, ele participă la sinteze de nucleotide, glicolipide şi glicoproteine. nucleotide, glicolipide şi glicoproteine.

Calea pentozofosfaţilor se desfăşoară în citoplasmă, utilizează ca Calea pentozofosfaţilor se desfăşoară în citoplasmă, utilizează ca precursor glucoza–6–fosfat şi produce : precursor glucoza–6–fosfat şi produce :

riboză–5–fosfatriboză–5–fosfat utilizată în sinteza de utilizată în sinteza de nucleotidenucleotide, iar , iar NADPH,HNADPH,H++ este sursa de hidrogen în reacţiile de sinteză. Sinteza de este sursa de hidrogen în reacţiile de sinteză. Sinteza de acizi acizi

graşi şi colesterolgraşi şi colesterol necesită NADPH,H necesită NADPH,H++ şi din acest motiv ţesuturile în care şi din acest motiv ţesuturile în care se desfăşoară mai intens aceste sinteze, ficat, suprarenale, ţesut adipos, se desfăşoară mai intens aceste sinteze, ficat, suprarenale, ţesut adipos, glande sexuale, glandă mamară în lactaţie, sunt de asemenea sediul căii glande sexuale, glandă mamară în lactaţie, sunt de asemenea sediul căii pentozofosfaţilor. NADPH,Hpentozofosfaţilor. NADPH,H++ este de asemenea implicat în reacţii este de asemenea implicat în reacţii antioxidante şi din acest motiv ţesuturile expuse la concentraţii mari de antioxidante şi din acest motiv ţesuturile expuse la concentraţii mari de oxigen: eritrocite, cornee, utilizează intens calea pentozo fosfaţilor. oxigen: eritrocite, cornee, utilizează intens calea pentozo fosfaţilor.

Calea pentozofosfaţilor cuprinde Calea pentozofosfaţilor cuprinde două etapedouă etape: oxidativă şi neoxidativă (de : oxidativă şi neoxidativă (de recuperare).recuperare).

  

Reacţiile individuale ale căii pentozofosfaţilor (I)

Etapa oxidativă (conversia hexozelor la pentoze) glucozo-6-P 6-P-gluconolactona, reacţie

catalizată de glucono-6-P-dehidrogenaza

6-P-gluconolactona acid 6-P-gluconic, reacţie catalizată de lactonaza

acid 6-P-gluconic ribulozo-5-P, Intervin G-6-P-DH si 6-P-fosfogluconat-DH

Catabolizarea glucozei pe calea pentozo-fosfaţilor

Reacţiile individuale ale căii pentozofosfaţilor (II)

Etapa de utilizare a pentozofosfaţilor se realizează conversia pentozelor la hexoze (în adipocit, glanda mamară, glanda suprarenală). Evenimentele tisulare fac ca sensul de transformare să fie pentoze hexoze, dar există ţesuturi în care transformarea are loc în sens invers, fenomen care prezintă semnificaţie importantă în unele ţesuturi.

Global: Hexozo-6-P + 12 NADP+ + 7H2O 6 CO2 + 12 (NADPH+H+) +Pa

Etapa de utilizare a pentozofosfaţilor

Rolul şi importanţa medicală a căii pentozofosfaţilor

Este o cale neenergogenă, dar are rol în sinteza de molecule importante pentru organism: NADPH + H+ necesar:

În sinteze acizi graşi, colesterol, hormoni sterolici, AA În detoxifieri hidroxilarea unor compuşi străini organismului ca prima etapă

în metabolizarea lor. În eritrocit (în membrana eritrocitară şi în hemoglobină)

Glutation oxidat + (NADPH+H+) glutation redus + NADP+2 Glutation redus + apă oxigenată GS-SG + 2 apă, reacţie importantă, deoarece acumularea de apă oxigenată în eritrocit

reduce durata de viaţă a acestuia. În absenţa glutationului redus, eritrocitul este expus la numeroase agresiuni oxidante cu formare în exces de metHb.

Ribozo-5-P necesar celulei pentru sinteza de nucleotide

Semnificaţia patologică deficitul de glucozo 6-P-dehidrogenază este frecvent în mod special în teritoriile infestate cu malarie. Principala manifestare a defectului este legată de eritrocit (anemie hemolitică), membrana eritrocitară necesitând un disponibil crescut de glutation redus.

GluconeogenezaGluconeogeneza

Definiţie: reprezintă sinteza glucozei „de novo” din substanţe neglucidice (acid lactic, acid piruvic, glicerol, AA)

Calea gluconeogenetică Gluconeogeneza este calea inversă a căii M.E,

excepţie făcând cele trei reacţii ireversibile: glucoză glucozo-6-P fructozo-6-P fructozo-1,6-PP fosfoenolpiruvat acid piruvic

Pentru realizarea acestor trei reacţii, în sens invers, gluconeogeneza uzează de reacţii speciale:

1.Prima reacţie specială este reprezentată de conversia acidului piruvic la fosfoenolpiruvat. Reacţia esta catalizată de: piruvatcarboxikinaza şi fosfoenolpiruvat-carboxikinaza şi are loc în două etape: Acidul piruvic pătrunde uşor în mitocondrie unde se

carboxilează la acid oxalacetic. Membrana mitocondrială este impermeabilă pentru acidul oxalacetic. Pentru a ieşi din mitocondrie, acesta este transformat în acid malic (reacţie catalizată de malat-dehidrogenaza-NADH-dependentă). Malatul trece uşor în citoplasmă, este reconvertit la oxalacetat, printr-o reacţie catalizată de enzima malat-dehidrogenaza citoplasmatică.

Oxalacetatul fosfoenolpiruvat (reacţie catalizată de fosfoenolpiruvat kinaza GTP-dependentă).

Reducerea oxalacetatului la malat în mitocondrie şi reoxidarea sa citoplasmatică la oxalacetat depind de raportul NADH / NAD+ mai crescut în mitocondrie decât în citoplasmă.

Aceste transformări sunt dependente de specie.

2. Cea de-a doua reacţie specială este reprezentată de transformarea fructozo-1,6-bisfosfat fructozo-6-P, catalizată de fructozo-1,6-bisfosfat-fosfataza-1 (prezentă în ficat, rinichi, muşchi scheletic; nu există în miocard şi în muşchiul neted).

3. Cea de-a treia reacţie: glu-6-P glucoză, catalizată de glucozo-6-P-fosfataza. Enzima se găseşte în ficat şi rinichi (singurele ţesuturi unde se poate produce glucoză liberă) şi nu se găseşte în muşchiul scheletic.

Reacţia globală (cu precursor acid piruvic):2ac. piruvic + 6ATP + 2(NADH+H+) + 4HOH glu + 6ADP +

6Pa + 2NAD+

!!! Bilanţul energetic indică nevoi energetice MAXIME când se face gluconeogeneza din piruvat: 6ATP (în rest – 4 ATP sau 2 ATP – gluconeogeneza din AA)

Mecanismul gluconeogenetic având ca substrat acidul lactic, glicerolul şi AA (I)

Gluconeogeneza din acid lactic - Acidul lactic se formează din glucoză prin glicoliză anaerobă în eritrocite şi muşchii scheletici în efort. Conversia în glucoză are loc în ficat prin ciclul Cori.

Acid lactic Ac. Piruvic Ac. Fosfoenolpiruvic Fru-1,6-bisfosfat fru-6-P În ficat şi rinichi glucoză liberă În muşchiul scheletic glu-6-P stocare şi reutilizare

Gluconeogeneza din glicerol - Glicerolul rezultă din liza trigliceridelor tisulare, sub acţiunea enzimelor: glicerolkinazei şi glicerol-3-fosfat dehidrogenaza. Glicerolul din ţesutul adipos nu poate fi metabolizat lipsind enzima: gliceratkinaza. Glicerol glicerol-3-P dihidorxiaceton fosfat. !! Necesită ATP şi NAD+

Mecanismul gluconeogenetic având ca substrat acidul lactic, glicerolul şi AA (II)

AA rezultă din hidroliza proteinelor din muşchi şi ficat. Toţi AA pot fi convetiţi în glucoză, cu excepţia LEUCINEI. Cel mai important AA care se poate converti cu cea mai

mare viteză este ALANINA. (Alţi AA: SERINA, CISTEINA, GLICOCOL – au ca intermediar piruvatul; ASPARTAT, ASPARAGINA – au ca intermediar lactataul).

Sursa importantă de alanină pentru gluconeogeneza hepatică şi renală este muşchiul striat, unde rezultă din catabolismul proteic.

Alanina din muşchiul striat este eliberată în sânge, ajunge la ficat, unde se transaminează pe α-cetoglutarat, formând piruvat şi acid glutamic.

Acidul piruvic este folosit de ficat pentru sinteza de glucoză pe calea gluconeogenetică.

Rolul gluconeogenezei

Furnizor endogen de glucoză important mai ales în ţesuturi care sunt dependente de aportul de glucoză: eritrocitele, celula nervoasă, muşchiul scheletic în anaerobioză.

Glucoza mai este necesară şi pentru asigurarea unor necesităţi calitative: compuşi specifici ca glicerol-fosfatul în ţesutul adipos, galactoza în glanda mamară.

Reglarea gluconeogenezei

Reglare prin disponibilul de piruvat – gluconeogeneza este cuplată cu catabolismul oxidativ al acizilor graşi (sursă de ATP, Acetil-CoA, NADH)

Reglare enzimatică: Acetil-CoA factor alosteric pozitiv al piruvat-carboxilazei,

stimulând calea gluconeogenetică; factor alosteric negativă asupra piruvat dehidrogenazei, reducând consumul de acid piruvic pe calea ciclului citric.

ATP rol pozitiv, deoarece concentraţia crescută de ATP acţionează ca factor alosteric negativ al fosfofructokinazei, reducând viteza reacţiei „de ritm” în calea M.E.

Fructozo-2,6-PP stimulează calea gluconeogenetică Reglare hormonală:

Insulina inhibă gluconeogeneza, prin represia sintezei celor patru enzime active în gluconeogeneză.

Glucocorticoizii, glucagonul şi adrenalina rol pozitiv prin stimularea aceloraşi patru enzime

Semnificaţii patologice

Hiperglicemia din DZ prin dezinhibarea gluconeogenezei

Deficitul genetic de fructozo-1,6-PP-1-fosfatază, manifestat prin hipoglicemie gravă, însoţită de creşterea concentraţiei de lactat, piruvat, precum şi corpi cetonici cu acidoză

Metabolismul glicogenului

Glucoza în exces nu poate fi stocată,e solubilă în apă şi creşte presiunea osmotică.

Este stocată sub forma unui polimer insolubil-glicogenul. Acesta este o macromoleculă cu masa moleculară cuprinsă între 106 -107Da, fiind format din 10-40000 resturi de glucoză, legate alfa (1→4) glicozidic. Molecula are o structură ramificată, la fiecare segment liniar (din 10-12 resturi de alfa glucoza), apare o ramificaţie, dată de o legătură alfa (1→6) glicozidică. Majoritatea capetelor ramurilor sunt nereducătoare, terminându-se cu gruparea -OH în poziţia 4. Majoritatea glicogenului se găseşte în ficat,(10% din masa totală) şi în muşchi.(1% din masa totală).

-ficatul sintetizează şi depozitează glicogen după o masă bogată în glucide, glicogen pe care îl va utiliza în obţinerea de glucoza în perioadele de foame

-muşchii scheletici depozitează glicogen în repaus şi îl utilizează in efort

Schema generală a sintezei şi catabolismului glicogenului

Biosinteza glicogenului (I)

Glicogenogeneza constă în legarea succesivă a unei molecule de glucoză activată de un rest polizaharidic preexistent. În procesul sintezei glicogenului, glucoza se angajează sub

forma sa specifică de bază – glucozo-6-P, care, prin transformări succesive dă naştere la glucozo-1-P.

Glucozo-1-P + UTP UDP-glucoză (moleculă activată), cu eliberarea unui rest pirofosfat, enzima activă fiind UDP-glucozo-pirofosforilaza.

UDP-glucoza reacţionează cu un rest dextrinic sau chiar de tip glicogen (numită moleculă de iniţiere sau primară – „primer”) glicogen, sub acţiunea enzimei glicogen-sintetaza, care leagă glucoza prin legături 1-4 α-glicozidice.

Biosinteza glicogenului (II)

Dacă nu există molecula de iniţiere de tip glicogen, se recurge la o moleculă de tip proteic – glicogenină (are proprietăţi enzimatice şi catalizează autoglicozilarea proprie) = legarea UDP-glucozei la un rest de TIROZINĂ.

Atunci când lanţul cuprinde, printr-o alungire succesivă 6-11 resturi de glucoză, intervine o a doua enzimă, enzima de ramificare – care realizează legături 1-6 α-glicozidice.

Sub acţiunea celor două enzime survine dezvoltarea tip „buchet”, realizându-se molecula complexă de glicogen.

Sinteza glicogenului

Glicogenoliza

Reprezintă degradarea glicogenului la glucoză. Glicogen-fosforilaza hidrolizează legăturile 1,4-glicozidice

şi transferă un rest de glicozil pe molecula de acid fosforic. Clivarea începe de la capătul nereducător al glicogenului. Enzima de deramificare desface legăturile 1,6. Sub acţiunea fosfoglucomutazei, glucozo-1-P este

tansformat în gluozo-6-P În ficat, sub acţiunea glucozo-6-P-fosfatazei, glucozo-6-P

este transformat în glucoză liberă. Aceasta intră în circulaţie pentru nevoi energetice. În muşchi, care este lipsit de enzima glucozo-6-P-fosfataza,

glucozo-6P urmează calea M.E. servind ca sursă de energie pentru muşchi.

Glicogen sintetaza este o enzimă reglată Glicogen sintetaza este o enzimă reglată alosteric, prin procesul de fosforilare - alosteric, prin procesul de fosforilare - defosforilare, forma activă fiind cea defosforilată. defosforilare, forma activă fiind cea defosforilată.

DefosforilareaDefosforilarea (activarea enzimei) (activarea enzimei) este este catalizată de o fosfatază, activată de insulina, în catalizată de o fosfatază, activată de insulina, în timp ce timp ce

FosforilareaFosforilarea (inactivarea) e catalizata (inactivarea) e catalizata de o de o kinază, activată de glucagon, adrenalină şi kinază, activată de glucagon, adrenalină şi cortizol.cortizol.

  

Catabolismul glicogenului

Rolul sintezei şi degradării glicogenului

Sinteza mecanism de tezaurizare a glucozei exogene sau endogene.

Degradarea permite utilizarea materialului glucidic tezaurizat. Glicogenul hepatic este utilizat mai ales în ţesuturile

extrahepatice, glicogenoliza furnizând în ficat glucoză liberă preluată ulterior de sânge.

Glucozo-6-P din glicogenoliza musculară este utilizat în interiorul celulei.

Reglarea sintezei şi degradării glicogenului Reglarea eficientă a metabolismului glicogenului este asigurată prin

existenţa a două căi diferite pentru cele două procese – glicogenogeneza şi glicogenoliza.

În cadrul fiecărei căi intervin o enzimă ce este reglată, prin această reglare fiind reglată însăşi calea.

Calea glicogenogenetică Reglarea enzimatică

Enzima reglată este glicogen-sintetaza, prezentă în ţesutul muscular şi în ficat sub 2 forme:

Forma b dependentă de glu-6-P, în sensul unei stimulări exercitată de concentraţiile foarte mari ale acestuia, inactivă în condiţii obişnuite, caracterizată structural prin prezenţa unei esterificări cu fosfat

Forma a independentă, activă (datorită afinităţii sale pentru UDP-glucoză), având caracteristică structurală absenţa esterificării cu fosfatul

Transformarea reciprocă se realizează prin intermediul a două enzime: O proteinkinază AMPc-dependentă catalizează transformarea formei a în forma b,

printr-o fosforilare dependentă de ATP (inactivarea enzimei) O fosfatază, care eliberează hidrolitic fosfatul din forma b, care se transformă în forma

a (activarea enzimei)

Reglarea hormonală Adrenalina şi glucagonul inhibă gluconeogeneza prin inhibarea glicogen-

sintetazei. Insulina stimulează glicogenogeneza prin stimularea fosfatazei specifice.

Schema de reglare a sintezei glicogenului

Calea glicogenolitică Reglarea enzimatică

Enzima reglată este fosforilaza, prezentă sub două forme: Fosforilaza a forma activă, fosforilată Fosforilaza b forma inactivă, defosforilată, acţionează

doar în prezenţă de AMP Transformarea reciprocă, reversibilă a formelor a şi b se

realizează cu participarea unei fosfataze (a b), respectiv unei kinaze (b a). Şi în acest caz, acţionează enzima proteinkinaza-AMPc-

dependentă.

Reglarea hormonală Adrenalina stimulează glicogenoliza în muşchiul scheletic şi

ficat, iar glucagonul în ficat şi miocard. Stimularea este produsă prin intermediul AMPc la nivelul

proteinkinazei.

Schema de reglare a catabolismului glicogenului

Boli de tezaurizare glicogenică (glicogenoze) (I)

Definiţie – boli congenitale sau erori înnăscute de metabolism prin defect enzimatic. Se manifestă prin acumulare tisulară de glicogen (normal constituit sau cu particularităţi) în muşchi, ficat, ţesut renal, etc.

Tip I – Boala V. Gierke defect enzimatic de glucozo-6-P-fosfataza, afectează rinichii şi ficatul, se caracterizează printr-un defect de eliberare de glucoză din depozitul glicogenic, hipoglicemie şi cetoză.

Tip II – Boala Pompe (glicogenoză generalizată) defect enzimatic de amilo-1,4-glucozidaza, se caracterizează printr-un defect de liză a glicogenului în lizozomi.

Tip III – Boala Forbes Cori (dextrinoză limită) defect al enzimei de deramificare, afectează ficatul, musculatura şi cordul, se caracterizează printr-o structură glicogenică anormală, foarte ramificată.

Boli de tezaurizare glicogenică (glicogenoze) (II)

Tip IV – Boala Anderson (amilopectinoză) defect al enzimei de ramificare, afectează ficatul musculatrua şi cordul, se caracterizează prin prezenţa unui glicogen prea puţin ramificat.

Tip V – Boala McArdle defect al fosforilazei musculare, afectează musculatura, se caracterizează prin efort muscular imposibil şi prin hipoglicemie.

Tip VI – Boala Hers (glicogenoză hepatică) defect al fosforilazei hepatice, afectează ficatul printr-un defect al glciogenolizei hepatice.

Tip VII defect al fosfofructokinazei, afectează musculatura, se caracterizează printr-o glicogenoliză musculară ineficace

Tip VIII defect al fosforilaz-kinazei, afectează ficatul printr-o glicogenoliză hepatică deficitară.

Metabolismul de convertire a glucozei în alte

monozaharide

Metabolismul fructozei (I) Fructoza – este o cetohexoză levogiră, este

introdusă în organsim prin alimentaţie şi, în mod normal nu este prezentă în mediul intern. La făt, fructozemia este 10-20 mg% şi este datorată unei sinteze placentare şi hepatice. La adult, se găseşte în lichidul seminal, fiind un indicator al fertilităţii.

fructoza fructozo-6-P, în eritrocit, sub acţiunea hexokinazei

fructoza fructozo-1-P, în ficat, sub acţiunea fosfofructokinazei.

Fructozo-1-P dihidroxiaceton-P + gliceraldehid-3-P, sub acţiunea aldolazei. Acestea se pot transforma în glicerol şi α-glicerolfosfat sau se degradează prin calea M.E. Ele se mai pot condensa la nivelul ficatului, sub acţiunea aldolazei B, formând glucoza.

Metabolismul fructozei (II)

Metabolizarea fructozei în ficat este superioară glucozei, deoarece în catabolismul fructozei nu intervine etapa limitativă a fosfofructokinazei şi a glucokinazei, enzime controlate de insulină.

De aceea, în condiţiile unei stări de urgenţă este de preferat administrarea fructozei.

De asemenea, în diabetul zaharat, utilizarea hepatică a fructozei este posibilă datorită independenţei fructokinazei hepatice faţă de insulină.

Totuşi, utilizarea fructozei şi a sorbitolului în tratamentul dietetic al diabetului zaharat este limitată deoarece fructoza prezintă un ritm de prelucrare de sub 50 g / 24h, iar sorbitolul prezintă o absorbţie intestinală limitată.

Calea glucoză-sorbitol-fructoză slab activă în ficat, poate funcţiona în diabet în ţesuturile insulino-independente: cristalin, nervi periferici, glomeruli renali.

Intoleranţa ereditară la fructoză are la bază defectul genetic determinat de aldolaza B, ceea ce are drept consecinţă acumularea fructozo-1-P, precum şi a fructozei libere, după un prânz bogat în fructoză. Se manifestă prin hipoglicemie gravă, până la comă hipoglicemică.

Fructozuria esenţială este determinată prin defect de fructokinază.

Metabolismul galactozei

Galactoza este forma 4-stereoizomeră a D-glucozei. În natură nu se găseşte sub formă liberă decât în cantităţi foarte mici. Ea se află legată glicozidic în molecule ca lactoza, cerebrozide, gangliozide.

Căi de metabolizare: galactoza galactozo-1-P, reacţie catalizată de galactokinază, ce are

loc cu consum de ATP şi eliberare de ADP. galactozo-1-P + UDP-glucoză glu-1-P + UDP-galactoza, reacţie

catalizată de UDP-galactozo-4-epimeraza UDP-galactoza este utilizată în sinteza de galactolipide,

glicoproteine, lactoză şi MPZ. Anomaliile în metabolismul galactozei sunt date de

deficitul a două enzime: Galactokinaza deficit caracterizat prin galactozemie şi galactozurie.

Galactoza se reduce la polialcool, producând leziuni ale cristalinului (cataracta).

Galactozo-1-P-uridil-transferaza deficit caracterizat prin galactozemie şi galactozurie, cataractă, acumulare intrecelulară hepatică de gal-1-P care produce, după alimentaţie bogată în lactate, hepatomegalie şi icter.

Glicemia şi reglarea ei

Glicemia reprezintă concentraţia glucozei în sânge. Are o valoare de 70-110 mg%. În condiţii postprandiale, după un prânz glucidic, concentraţia glucozei creşte, fără a depăşi 120-130mg% (hiperglicemia fiziologică postprandială).

Mecanismele de control sunt complexe, având loc cu participarea a numeroşi factori metabolici şi hormonali care au ca rol menţinerea glicemiei constante.

Pentru celulele SNC şi eritrocite, glucoza este unica sursă de energie. Organismul suportă mai uşor hiperglicemiile decât hipoglicemiile – la o concentraţie de 40 mg% se instalează coma hipoglicemică, care, necorectată, conduce la exitus.

Mecanismele biochimice de reglare a glicemiei (I):

A. Preluarea şi utilizarea glucozeiA.1. În diferite ţesuturi (muşchiul scheletic)

Concentraţia glucozei în sângele circulaţiei sistemice este de 120-130 mg%

Pătrunderea glucozei prin membrana celulară depinde de insulină

Este utilizată ca material energetic (degradarea oxidativă) sau pentru stocare (glicogenogeneza), ambele procese depinzând de hexokinază, care activează glucoza

A.2. În ţesutul hepatic Pătrunderea glucozei în hepatocit este independentă de

insulină Utilizarea pentru stocare (glicogenogeneza) depinde de

insulină A.3. În ţesutul adipos Pătrundere şi activare similare cu ţesutul hepatic Utilizarea este strâns legată de sinteza de lipide

Mecanismele biochimice de reglare a glicemiei (II):

B. Mecanisme hiperglicemiante

B.1. Eliberarea glucozei în circulaţie Glicogenoliza hepatică şi gluconeogeneza hepatică

B.2. Conservarea glucozei circulante Glicogenoliza şi gluconeogeneza în ţesutul

muscular Lipoliza în ţesutul adipos

Coordonarea hormonală a reglării glicemiei (I)

Insulina este produsul celulelor β pancreatice din insulele

Langerhans şi este principalul hormon hipoglicemiant al organismului, ea acţionând sub acţiunea hiperglicemiei, precum şi sub acţiunea concentraţiei crescute în sânge a AA, acizilor graşi liberi, corpilor cetonici, glucagonului.

acţiunea sa hipoglicemiantă se realizează în primul rând prin creşterea permeabilităţii majorităţii celulelor corpului, excepţie constituind celula hepatică, eritrocitul, celula nervoasă şi celulele insulelor Langerhans, a căroror permeabilitate la glucoză nu este dependentă de insulină.

Coordonarea hormonală a reglării glicemiei (II)

Glucagonul este produsul celulelor α din insulele Langerhans, secretat sub influenţa stimulatoare a hipoglicemiei, determină hiperglicemie prin stimularea formării fosforilazei active hepatice.

Catecolaminele reprezintă produsul de secreţie al medulosuprarenalei şi determină hiperglicemie. Răspunsul catecolaminic este rapid, determinat prin stimulare simpatică. De asemenea, hipoglicemia acţionează tot ca un stimulator simpatic.

Glucocorticoizii stimulează mecanisme hiperglicemiante, datorită stimulării gluconeogenezei.

Explorarea glicemiei (I):

Determinarea glicemiei à jeun evidenţiază devierile faţă de normal şi depăşirea mecanismelor de reglare glicemică; valori crescute = DZ

Determinarea glucozei în urină (glicozuria) evidenţiază indirect nivelul glicemiei, prezenţa ei în urină reflectând depăşirea pragului renal al glucozei, acest fenomen apărând la o concentraţie sanguină a glucozei de 180 mg%; este un test calitativ fiind urmat de cele cantitative; prezenţa glicozuriei = DZ sau D renal

Hemoglobina glicozilată (HbA1c) rezultă din combinarea neenzimatică a moleculelor de glucoză cu grupările amino N-terminale ale lanţurilor β din Hb, viteza de formare fiind proporţională cu glicemia; apreciază echilibrul glicemic din cele 4-8 săptămâni anterioare dozării. Valoarea sa normală este de 7%.

Explorarea glicemiei (II):

Testul de toleranţă la glucoză pe cale orală (TTGO) evidenţiază eficacitatea de reglare glicemică în condiţii de solicitare. Se realizează prin administrarea unei cantităţi de glucoză de 50 mg, după care se urmăresc valorile glicemiei din 30 în 30 de minute timp de 2 ore; în condiţii normale, valoarea maximă a glicemiei

este la 30 minute (până la 140 mg%); revenirea la valori normale a glicemiei se realizează

la 2 ore.

Diabetul zaharat

Este un sindrom caracterizat prin hiperglicemie cronică determinată de scăderea secreţiei de insulină (deficit absolut) şi / sau tulburarea acţiunii acesteia (deficit relativ).

Cuvântul „diabet” provine din limba greacă „diabeiu” = a se scurge printr-un sifon, făcând aluzie la poliuria marcată a unor pacienţi.

Clasificarea etiologică a diabetului zaharat DZ tip 1 distrucţie de celule β, caracterizat prin deficit absolut de

insulină, necesită tratament cu insulină toată viaţa. DZ tip 2 pacienţii prezintă deficit relativ de insulină şi

insulinorezistenţă. Alte tipuri

Deficit genetic al distrucţiei de celule β Defecte genetice ale acţiunii insulinei Boli ale pancreasului exocrin – pancreatită, traumatisme, pancreatectomie,

fibroză chistică Endocrinopatie – acromegale, sindrom Cushing DZ indus de droguri şi substanţe chimice Infecţii: rubeolă congenitală

DZ gestaţional

Diabetul zaharat – clinic şi biologic (I)

Clinic: Poliurie – diureză peste 2000 ml / 24h produsă

prin mecanism osmotic Polidipsia – senzaţia de sete imperioasă,

însoţită de uscăciunea gurii Scăderea ponderală – rezultat al exagerării

metabolismului lipidic şi al deshidratării; poate fi moderată sau foarte marcată (10-20 kg în câteva luni)

Astenia, scăderea forţei fizice şi intelectuale Polifagia Semnele complicaţiilor degenerative şi

infecţioase

Diabetul zaharat – clinic şi biologic (II)

Biologic: Glicemia din plasmă, recoltată întâmplător, mai mare de 200 mg

%, însoţită de simptomele clinice, la două determinări în zile diferite pentru evitarea unor erori de laborator

Glicemia din plasmă recoltată a jeun mai mare de 140 mg%, de asemenea, al două determinări în zile diferite

TTGO – se indică atunci când laboratorul arată valori anterioare ale glicemiei a jeun între 100 şi 140 mg% şi ale postprandiale între 150 şi 200 mg%, la persoane cu risc diabetogen crescut.

Glicozuria – prezentă doar în DZ dezechilibrat, când capacitatea maximă a tubului proximal de resorbţie a glucozei este depăşită

Hemoglobina glicozilată – HbA1c – cu valori normale sub 7%, apreciază echilibrul metabolic din cele 4-8 săptămâni anterioare dozării

Profilul glicemic al zilei – realizat prin dozări repetate ale glicemiei la ora 7, la 1-2 ore după fiecare din cele 5 mese, la ora 24 şi la ora 3, oră la care glicemia atinge, de regulă, valoarea cea mai mică.