sunt pentoze, cale uronici, metabolizare fructoză gala
DESCRIPTION
biochimie cursTRANSCRIPT
-
Calea pentozofosfailor
-
GluconeogenezaCalea acidului glucuronicMetabolizarea fructozeiMetabolizarea galactozeiMetabolizare glicogen
-
Gluconeogeneza (GNG)Caracteristicile gluconeogenezei: Presupune sintez de glucoz:-aa -lactat-glicerol-propionat din acizi grai cu numr impar de atomi de carbon Val i Leu
-
are loc n principal n ficat i rinichi
-
ncepe la 4-6 ore de la ultima mas devine maxim la ~ 16 ore,
cnd rezervele (variabile) de glicogen hepatic s-au epuizat
-
este un proces caracteristic fazei catabolice;
raport glucagon/insulin mare.
-
GNG este un proces: -reductiv (necesit NADH + H+)
-consumator de energie provenit din arderea AG furnizai prin lipoliza TAG, din esutul adipos.
-
Pentru sinteza unui mol de glucoz:
-
Sunt trei etape specifice GNGireversibilecatalizate de enzime specifice
Unele enzime din GNG sunt mitocondrialealtele citosolice
-
Piruvat
-
Soarta metabolic a piruvatului
-
Malat
AspartatOxaloacetat Citrat
Piruvat
-
Etapele specifice GNG1.Transformarea piruvatului n fosfoenolpiruvat2.Transformarea fructozo-1,6-bisfosfatului n fructozo-6-fosfat3.Transformarea glucozo-6-fosfatului n glucoz.
-
Transformarea piruvat fosfoenolpiruvat
Necesit 2 enzimepiruvat carboxilaza exclusiv mitocondrialfosfoenolpiruvat carboxikinaza mitocondrial i citosolic
-
Substratele utilizate n GNG2 categorii :de provenien neglucidic: -anumii aa i -AG cu numr impar de atomi de carbon;
de provenien glicolitic dintr-un esut extrahepatic: -lactat-alanin-glicerol
-
circuite de substrate ntre:
ficat i esuturile periferice
-
ciclul lactatului (ciclul Cori)
-
ciclul alaninei (ciclul Felig)
-
Gluconeogeneza din lactat
Lactatul din eritrocitmuchi n contracie sau alte esuturi, trece n snge de unde este captat de miocard, ficat, rinichi.
n miocard: lactat CO2 + H2O + ATP
ficat i rinichi: lactat glucoz
-
Gluconeogeneza din aa
Aminoacizii
Glucoformatori
Gluco i cetoformatori
ceto-formatori (prin degradare se pot obine corpi cetonici)
-
Aminoacizii glucoformatori:
Ala, Glu, Gln, Asp, Asn, Arg, Pro, His, Val, Met, Ser, Gly, Thr, Cys se transform n intermediari ai ciclului Krebs Tyr, Phe, Ile, Trp gluco i cetoformatoriAminoacizii cetoformatori: Leu i Lys genereaz: acetoacetat i acetoacetil-CoA care nu pot fi transformate n glucoz.
-
n foame, crete proteoliza muscular
Proteoliza excesiv, n inaniie, poate afecta integritatea celulareste limitat prin sinteza i utilizarea corpilor cetonici
-
Gluconeogeneza din glicerol
n inaniie sau foame:
TAG AG + glicerol (adipos)
Acetil~CoA ATP Ficat (GNG)
convertit, n ficat, la corpi cetonici, care vor fi eliberai n snge
-
Gluconeogeneza din acid propionic
Acidul propionic n forma sa activ de propionil~CoA, provine din dou surse:
b-oxidarea acizilor grai cu numr impar de atomi de carbon;
metabolismul aminoacizilor ramificai (Val, Ileu).
-
Curs 8Reglarea gluconeogenezeiCalea pentozo fosfailorCalea acidului glucuronicMetabolizarea fructozeiMetabolizarea galactozei
-
Reglarea gluconeogenezei Reglarea GNG prin: -concentraia substratelor-concentraia ATP (nivelul energetic celular)-modificarea concentraiei enzimelor reglatoare ale GNG -modificarea activitii enzimelor reglatoare aleGNG.
-
Ce relaie este ntre glicoliz i GNG ?
-
Intensitatea GNG trebuie s fie invers proporional cu intensitatea glicolizei.
-
Reglare hormonalInsulina reprim transcrierea genelor pentru enzimele reglatoare ale GNG
induce sinteza glucokinazei i piruvatkinazei hepatice, enzime ale glicolizei.
insulina stimuleaz glicoliza i inhib lipoliza, condiie nefavorabil desfurrii GNG.
-
Glucagonul, glucocorticoizii i adrenalina activeaz transcrierea genelor enzimelor reglatoare ale GNG;
Prin lipoliza TAG se formeaz-glicerol, substrat al GNG -acizi grai din care energie (ATP)echivaleni reductori (NADH)
-
Modificarea covalent sau alosteric a activitii enzimelor reglatoare din GNG
Piruvat-carboxiligaza este activat alosteric de acetil-CoA.
-
Acetil-CoA rezultat prin b-oxidare activeaz piruvatcarboxiligaza i inhib piruvat dehidrogenaza, deciznd intrarea piruvatului n gluconeogenez
-
Fosfoenolpiruvat carboxikinaza, este activat de creterea concentraiilor ATP i oxaloacetat.
-
Fructozo-1,6-bisfosfataza este inhibat alosteric de AMP i fructozo-2,6-bisfosfat, ambii activatori alosterici ai FFK-1, enzima reglatoare a glicolizei.
-
Glucozo-6-fosfataza reglarea activitii ei prin concentraia glucozei sanguine
-
Ingestia de etanol inhib gluconeogeneza
Etanol + Piruvat Acetaldehid + Lactat
Etanol + Oxaloacetat Acetaldehid + Malat
-
Calea pentozofosfailor untul pentozo-fosfailor Calea fosfogluconatului
-
Are loc n citosolul celulelor din:ficat; esutul adipos; glanda mamar n lactaie; cortexul suprarenalelor; gonade; eritrocite; cornee.
-
cale de degradare oxidativ a glucozei:
-nu se consum O2
-nu se consum i nu se produce ATP
-se produc pentoze i NADPH
-
este o cale anabolic utilizeaz cei 6 C ai glucozei pentru a face pentoze i echivaleni reductori
-
Pentozele servesc la biosinteza: nucleozidelor; nucleotidelor; polinucleotidelor (ARN, ADN), coenzimelor (NAD+, FAD, CoA-SH);
-
NADPH necesar pentru:biosinteze reductive: hormoni steroizi; colesterol; acizi grai; aminoacizi via glutamat dehidrogenaz; regenerarea G-SHtransformarea Met-Hb n Hb;funcionarea monoxigenazelor citocrom P450 dependente;sinteza anionului superoxid ( ), specie bactericid produs sub aciunea NADPH-oxidazei din membrana leucocitului.
-
Etape majore: oxidativ i neoxidativ.
Etapa oxidativ, ireversibil;glucozo-6-fosfat CO2 2 NADPHpentoz fosforilat (ribulozo-5-fosfat)
-
etapa neoxidativ esut adipos si ficat -este reversibil
functie de necesitile metabolice ale celulei
Rolul acestei etape: n primul rnd generare R-5-fosfat conversia zaharuri cu 5C din diet n zaharuri cu 6C i 3C utilizai n glicoliz
-
Primele enzime implicate:
Transaldolaze
Transcetolaze (cofactor tiaminpirofosfat)Rearanjaz scheletele atomilor de carbon
-
Rezultat net:Pentoze acizi nucleici
sau
3 moli pentoze 2 moli hexoze1 mol trioz
Hexozele pot fi reciclate n cale NADPHTrioza poate intra n: glicoliz gluconeogenez
-
glicoliza i untul pentozelor sunt stimulate de insulin,
-
Intensitatea caii pentozelor depinde de starea fiziologic a celuleicalea pentozelor este indus de creterea
Glicoliza este indus de creterea
-
In hematii
-
Deficiene enzime Deficiena genetic a transcetolazei - afinitatea extrem de redus a acesteia pentru TPP (tiaminpirofosfat), duce la tulburri neurologice i comportamentale
Deficiena de glucozo-6-fosfat dehidrogenaz, n special n eritrocit, se exprim n susceptibilitatea crescut a eritrocitului la hemoliz, determinat de scderea coninutului de G-SH. -medicamente cu caracter oxidant (aspirin, antimalarice) accentueaz deficiena enzimatic
-
In procesul de transformare a glicerolului in glucoz, primul intermediar glicolitic format este:A.Glicerol-3-PB.Acidul 1,3-bisfosfoglicericC.Gliceraldehid-3-PD.DihidroxiacetonfosfatulE.Acidul piruvic
-
Eritrocitul i procur energia metabolic prin:A.Sinteza de pentoze din Glucozo-6-PB.Gluconeogeneza din aminoaciziC.Conversia glucozei la lactatD.Fosforilarea oxidativ cuplat cu ciclul KrebsE.Conversia lactatului la Acetil~CoA
-
Ce ci de metabolizare glucoz sunt eseniale pentru eritrocit ???
-
Curs 10Calea acidului glucuronicMetabolizarea fructozeiMetabolizarea galactozeiMetabolizare glicogen
-
Calea acidului glucuronic
-
cale metabolic de degradare oxidativ a glucozei
are loc n citosol.
-
glucozo-1-P UTP i UDP-glucozo-pirofosforilaza
UDP-glucoz
UDP-glucuronat
-
Metabolizarea fructozeiFructoza din diet: fructe miere zaharoz
-
Posibiliti de transformare a fructozei
1.Transformarea fructozei n fructozo-6-fosfat.
cantiti mici de fructoz pot fi metabolizate n esutul adipos i n muchi.
-
2.Transformarea fructozei n fructozo-1-P Fructokinazaprezent n ficat nu acioneaz asupra glucozei activitatea ei nu este influenat de foame sau insulin
Aldolaza Bprezent n ficat transform fructozo-1-P n 2 trioze
-
Lipsa reglrii transformrii fructozei n trioze
poate conduce la lactacidemie sau la
amplificarea lipogenezei
-
Generarea fructozei din glucoz(calea poliolilor)
-
Aldozoreductaza se afl n: cristalin, retin, nervii periferici, ficat, rinichi, placent, hematii i n celulele din ovare i veziculele seminale (insulino independente)
Sorbitol dehidrogenaza, oxideaz sorbitolul cu producerea fructozei, n celulele din ficat, ovare, sperm i veziculele seminale
-
fructoza sursa major de energie pentru spermatozoizi n veziculele seminalemitocondriile spermatozoizilor conin LDH enzim exclusiv citosolic n alte celule
-
Spermatozoizii pot metaboliza complet fructoza la CO2 i H2O, prin combinare:Fructoliz (citosol)captarea lactatului n mitocondrii oxidarea lactatului la: - piruvat - acetil-CoA - CO2 i H2O. Nu mai sunt necesare navetele
-
In hiperglicemie n diabetul zaharatactivitatea aldozreductazei este foarte crescutacumulare de sorbitol dar i depleie NADPH, cofactor al glutation reductazei, enzim implicat n aprarea antioxidant.
-
In celulele cu sorbitol dehidrogenaza redus sau absentretincristalinrinichi celulele nervoase, sorbitolul este sechestrat n celule determinnd modificri osmotice prin retenie de ap
-
Strile patologice asociate cu acest fenomen: Cataractaneuropatia perifericafeciuni vasculare care pot duce la nefropatie i retinopatie.
-
Corelaii clinice
Fructozuria esenial:lipsa fructokinazei sau defecte ale acesteia Intolerana ereditar la fructoz scderea sau absena activitii aldolazei B. acumulare de fructozo-1-fosfat
hipoglicemie sever dup ingestie de fructoz (fructozo-1-fosfatul inhib enzima reglatoare din glicogenoliz)
-
Metabolismul galactozei Surse:hidroliza lactozei alimentare, n intestin conversia glucozei la galactoz
UDP-glucoza = intermediar n procesul de transformare a galactozei n glucoz
-
Deficiene enzimatice n metabolismul galactozeia.Deficiena galactokinazei duce la -galactozemie i galactozurie
clinic apare cataracta
galactoza intracelular galactitol (poliol) modificri osmotice cataract la nivelul cristalinului
-
Deficiena uridil-transferazei duce la alterri hepatice Cataracttulburri neuropshice
Consecinele deficienei:acumulare de galactozo-1-fosfat (citotoxic) n ficat i galactoz liber;depleie celular de fosfat liber;apar: icter, leziuni renale, cerebrale, deteriorare mental, cataract, scdere n greutate
-
Care dintre urmtoarele enzime nu este prezent n celula muscular ?A.Creatin kinazaB.PiruvatkinazaC.PiruvatdehidrogenazaD.HexokinazaE.Glucozo-6-fosfataza
-
Curs 10
Metabolizarea glicogenului
-
Metabolizarea glicogenului Glucoza:-singura surs de energie pentru eritrocite-sursa major de energie pentru creier
Surs de glucoza:-dieta -gluconeogeneza -glicogenoliza (degradarea glicogenului).
-
Depozite de glicogen -n muchi ( 1% din greutatea umed) -n ficat (6% din greutatea umed).
-
ficatul utilizeaz depozitul de glicogen n scopul meninerii glicemiei;
muchiullipsit de glucozo-6-fosfatazutilizeaz glicogenul ca rezerv de energie pentru necesitile proprii
-
Rezervele de glicogen, scad n 12-24 ore de inaniie
Producerea de ATP din glicogen depinde de tipul fibrei musculare alb sau roie.
-
Granule de glicogen (complexe ale glicogenului cu enzimele implicate n sinteza i degradarea sa) se afl n citoplasma hepatocitelor i a celulelor musculare.
-
Metabolismul glicogenuluidegradarea intracelular a glicogenului (glicogenoliza) i
biosinteza intracelular a glicogenului (glicogenogeneza).
-
Degradarea glicogenului (glicogenoliza)-proces citosolic -cuprinde patru etape: fosforolizaderamificareaizomerizarea glucozo-1-P glucozo-6-Pmetabolizare glucozo-6-P funcie de esut
-
Fosforoliza glicogenului catalizat de glicogen fosforilaz
-
Rezult glucoz activat fr consum de
ATP
-
Deramificarea moleculei de glicogen catalizat de o enzim cu activitate dubl:transferazic (amilo-1,4-1,6-glucan transferaz);hidrolazic (amilo-1,6-glucozidaza).
-
Glucoza liber eliberat n muchi este imediat fosforilat de hexokinaz
-
Izomerizarea glucozo-1-P glucozo-6-P
-
Soarta glucozo-6-fosfatului este funcie de esut:
In ficat glucozo-6-fosfat glucoz circulaie
In muchi, esut lipsit de glucozo-6-fosfataz, glucozo-6-fosfat glicoliz energie
-
Calea lizozomal de degradare a glicogenului a-glucozidaza lizozomal, (pH optim 4), detaaz hidrolitic i transport n citosol resturile de glucoz de la capetele nereductoare ale glicogenului
-
Reglarea glicogen fosforilazei
-covalent (fosfo-defosfo) -alosteric*AMP: activator al enzimei n mod deosebit n esutul muscular *glucozo-6-P i ATP: inhibitori alosterici ai enzimei.
-
Glicogen fosforilaza: 2 forme interconvertibile prin fosfo-defosfo, a (relaxat) i respectiv b (tensionat).
-
Normal se produce suficient Glu-6-P, pentru meninere glicemie
-
Interconversia este realizat de fosforilaz-kinaz i fosforilaz-fosfataz
-
Fosforilaz-kinaza: (a, b, g, d)4.
Subunitile d (calmodulina) i g sunt subuniti catalitice
Subunitile a, b au roluri reglatorii se fosforileaz resturi de Ser sau Thr
-
Reglarea fosforilaz-kinazei:Covalent (fosfo-defosfo)Prin ionii de Ca2+ pe 2 ci adrenalina acetilcolina
-
In faz catabolic scade glicemiacrete eliberarea de glucagon i adrenalin
-
Crete AMPc produs de:Adrenalin la nivel muscular i hepaticglucagon la nivel hepatic
-
O cascad identic se produce n muchii scheletici prin aciunea adrenalinei ca urmare a rspunsului fight or flight
-
Glicogenogenezaare loc n citosolul celulelor din ficat i muchi;
este proces consumator de energie
-
Are locn ficat, n perioade anabolice, la raport sanguin insulin/glucagon mare n muchi: n perioade de repaos.
-
Biosinteza glicogenului presupune formarea legturilor a-1,4 i a-1,6 glucozidice printr-o succesiune de 6 reacii
-
Sinteza legturilor a-1,6 glucozidice, este catalizat de enzima de ramificare (amilo-1,4-1,6-transglucozidaza)
-
Reglarea glicogenogenezei Enzima reglatoare = glicogen sintaza:-reglare alosteric (control metabolic) enzima este activat de concentraii foarte mari de glucozo-6-fosfat (efectorul alosteric)
-covalent, fosfo-defosfo (control hormonal)
-
Glicogen sintaza, tetramer, (a)4 -poate exista n dou forme interconvertibile, fosfo defosfo. Interconversia realizat de: glicogen-sintaz-kinaza i glicogen-sintaz-fosfataza.
-
sinteza glicogenului este sczut cnd:concentraia glucozo-6-P este mic;activitatea proteinkinazelor este mare;-activitatea fosfoprotein fosfatazei-1 este mic
-
Reglarea activitii fosfoprotein fosfatazei-1
-
Glicogenogeneza este amplificat de:hiperglicemie;concentraii intracelulare mari de glucozo-6-P;activiti reduse sau absente ale kinazelor ce pot fosforila glicogen sintaza;activare pronunat a fosfoproteinfosfatazelor.
-
Glicogenoze dezordini biochimice caracterizate prin depuneri masive de glicogen normal sau anormal (de tipul dextrinelor limit), n ficat, muchi, lizozomi, intestine, splin
-
Tabelul 12.1 Tipuri de glicogenoze.
Tipul glicogenozeiDeficiena enzimatic i consecineleTipul I Glicogenoza hepato-renal sau boala von GierkeG-6-fosfataza este absent sau activitatea ei este foarte redus n singurele esuturi care conin enzima: ficat, rinichi i intestin; glucoza este imobilizat sub form de glicogen n ficat i rinichi;boala apare n primele luni de via i are, adesea, o evoluie fatal.Tipul II Glicogenoza generalizat sau sindromul Pompe.absena enzimei acide lizozomale (1,4-1,6 glucozidaz), care degradeaz hidrolitic glicogenul determin acumularea glicogenului n lizozomii din muchiul cardiac i scheletic i din sistemul nervos central.