Upload
crysttyfamous
View
12
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Coordonarea Metabolismului
Citation preview
Coordonarea Metabolismului
Mecanismele biochimice de sinteza si degradare a principalelor clase de biomolecule sunt aceleasi in toate organele. Si totusi metabolismul individualpe organe trebuie integrat, subordonat necesitatilor organismului.Aceasta integrare se realizeaza de catre hormoni si se exemplifica pt treiSituatii:
1. Coordonarea metabolica in conditii de hranire si fasting2. Coordonarea metabolica la trecerea din stare de repaus in stare activa3. Coordonarea metabolica in cazuri extreme pt organism (starea septica)
Coordonarea Metabolismului Coordonarea metabolica in conditii de hranire si fasting
Principiu general: in conditii de abundenta calorica (hrana) organismulStocheaza energie si biomolecule in organe specializate din care pe timp deFasting le elibereaza.
Organe de stocare principale:FicatulMuschii scheleticiTesutul adipos
Coordonarea Metabolismului Coordonarea metabolica in conditii de hranire si fasting
In ficat carbohidratii din hrana sunt transformati in Glicogen
Ficatul trebuie cumva sa deosebeasca intre glucoza obtinuta din hranasi glucoza endogena, circulanta. Aceasta se realizeaza de catre asa numitulsemnal portal si anume numai glucoza care ajunge la ficat prin vena portalastimuleaza sinteza de glicogen si suprima (inhiba) gluconeogeneza endogena.
Semnalul portal exploateaza diferenta dintre concentratia glucozei dinArteria hepatica si artera portala. Aceasta diferenta este sesizata de nerviintrahepatici care emit un semnal colinergic.
Semnalul portal poate fi manipulat farmacologic: stimulare: acetilcolinaInhibitie: atropina
Administrarea exogena de glucoza in vena nu induce biosinteza glicogenului!
Coordonarea Metabolismului Coordonarea metabolica in conditii de hranire si fasting
Ficatul, ca organ de stocare
Aceasta functie se explica usor si prin pozitia anatomica a ficatuluicare preia din tractul intestinal produsi de digestie, vitamine si electroliti(dar nu si lipide-lipidele din hrana trec direct din tractul intestinal in lichidullimfatic si apoi din Ductus thoracicus ajung in circulatia mare) prin venahepatica portala care se ramifica in lobulii hepatici si se termina insinusoide.
Ramificatie venahepatica portala
Canalebiliare
Sinusoide
Vena centrala
HepatociteRamificatie artera portalaAria portala
Coordonarea Metabolismului Coordonarea metabolica in conditii de hranire si fastingFicatul, ca organ de stocare
Neo-Lipogeneza, formarea de triacilglicerolidin glucoza, nu are o semnificatiemetabolica atita timp cit organismul poatesa extraga lipide din hrana.
Tesut adiposLipoliza
Acizi grasi
Acizi grasi
Coordonarea Metabolismului Coordonarea metabolica in conditii de hranire si fasting
Ficatul, ca organ de stocare
20% din Aminoacizii din hrana sunt folositi in ficat pt sinteza de proteine
Aminoacizii glucogenici sunt transformati in glucoza
Leu, Lys, Ileu, Phe, Trp furnizeaza Acetil-CoA
Gln& Asp sunt folositi pt biosinteza de uree, bazelor purinicesi pirimidinice
Coordonarea Metabolismului Coordonarea metabolica in conditii de hranire si fasting
Muschii scheletici ca rezervor de energie si substrate
Dupa mese bogate in carbohidrati, nivelul glucozei in circulatiecreste. O parte din glucoza este preluata de muschii scheletici sitransformata in glicogen.
In mod similar, o parte din lipidele din hrana sunt preluatede muschii scheletici si transformate in triacilgliceride
Coordonarea Metabolismului Coordonarea metabolica in conditii de hranire si fasting
Tesutul adipos ca rezervor de energie si substrate
Tesutul adipos este cel mai important rezervor de energie
Rezerva de glicogen din ficat si muschii scheletici este de aprox. 400 g si ar ajunge pt max 24 ore. Din acest motiv stocurileenergetice sub forma de Triacilgliceroli din tesutul adipos joacaun rol central in formarea de rezerve energetice.
Calcule: un om normal are circa 12% Grasime din greutateacorporala normala. Grasimea contine 95% triacilgliceroli (deciaprox 8 kg sau 308 000 kJ). Pe zi un om are nevoie de 8400 kJ adica rezerva de grasime este suficienta pt a supravietui 37 zile.
Coordonarea Metabolismului Tesutul adipos ca rezervor de energie si substrate
Tesutul adipos este singura sursa de acizi grasi din circulatie. Acizii grasidin circulatei au o viata medie f. scurta de aprox. 1-2 minute (!) pt ca suntpreluati de alte organe (ficat, muschi, miocard unde sunt folositi pt generareade energie prin oxidare (preferatial chiar fata de glucoza)
Coordonarea Metabolismului Tesutul adipos ca rezervor de energie si substrate
Lipogeneza din celula adipoasa se bazeaza in primul rind pe triacilgliceridele dinchilomicroni (VLDL) care sub actiunea LPL sunt scindate in glicerin si acizi grasi
LIPOGENEZA
LPL, lipoprotein lipaza
Fettsäuren, acizi grasi
DHAP, dididroxiacetonfosfat
Coordonarea Metabolismului
DGAT, Diaclglicerin-aciltransferase
GPAT, Glicerofosfat-Aciltransferase
PKA, Proteinkinaza A
SREBP, Sterol Response Element Binding Protein
Reglarea Lipogenezei si Lipolizei
Tesutul adipos ca rezervor de energie si substrate
Coordonarea Metabolismului Reglarea hormonala a rezervelor din tesuturi
Dupa mesecreste concentratia de glucoza si aminoacizi in plasmacreste concentratia hormonului insulinacreste continutul de chilomicroni in plasma
Relatia dintre concentratia glucozei si a insulinei dupa mese este atit de strinscorelata incit este folosita pt Testul de Toleranta al Glucozei
Glucoza
Coordonarea Metabolismului Reglarea hormonala a rezervelor din tesuturi
Tesutul adipos este organ endocrin si regleaza prin hormonul LEPTINAaportul caloric din hrana. Lipsa acestui hormon cauzeaza obezitatea in soricei
Coordonarea Metabolismului Reglarea hormonala a rezervelor din tesuturi
Reglarea aportulului caloric din hrana de catre hormonul LEPTINA secretat de tesutul adipos
Lipoliza
Reducereahranei
Inhibitia hipotalamicade aport caloric
Exces de grasimiInsulina (?)
Secretia de Leptina
Coordonarea Metabolismului Reglarea hormonala a rezervelor din tesuturi
Tesutul adipos este organ endocrin. Hormonii secretati sint:
EstrogeneLeptinaIGF-1 (Insulin Growth Factor)TNF-α (Tumor Necrosis Factor)AngiotensinogenProstaglandine
Coordonarea Metabolismului Starea de fasting. Rolul ficatului si tesuturilorextrahepatice
Principiu general: in conditii de abundenta calorica (hrana) organismulStocheaza energie si biomolecule in organe specializate din care pe timp deFasting le elibereaza.
Organe de stocare principale:FicatulMuschii scheleticiTesutul adipos
Organe care sunt dependente exclusiv de glucoza:Tesutul nervosRinichi (medula)Eritrocite
Minimul de glucoza necesar pt aceste tesuturi este de 200 g.
Coordonarea Metabolismului Starea de fasting. Rolul tesutului adipos.
Pricipiu general:
Organele dependente de glucoza (CNS, eritrocite, medula renala) trebuie sa lise asigura glucoza necesara; celelalte organe pot utiliza acizii grasi si corpiicetonici) pt acoperirea necesarului de energie. Necesar zilnic de mentinere: 150-160 g acizi grasi.
Acizii grasi din circulatie provin exclusiv prin hidroliza grasimilordin tesutul adipos sub actiunea Lipazei a carei actiune este reglatahormonal. Acizii grasi eliberati prin hidroliza sunt complexati cu albuminasi transportati la tesuturi. Glicerina este preluata de ficat si folosita ptsinteza glucozei (Gluconeogeneza).
Un rol deosebit al joaca tesutul adipos braun (este maroniu pt ca arein compozitie multe mitocondrii si citocromi si este f. bine vascularizat).Sub actiunea hormonilor adrenalina si noradrenalina are loc hidrolizatriacilglicerolilor dar acizii grasi eliberati nu sunt exportati ci oxidatiIntern, proces care genereaza caldura (termogeneza). Eliberarea de caldura este posibila datorita Termogeninei, o proteina care decupleazafosforilarea oxidativa prin crearea unui canal in membrana internamitocondriala.
Coordonarea Metabolismului Starea de fasting. Rolul ficatului.
Ficatul poate stoca maximal 150 g glicogen. Necesarul zilnic de glicogen este de aporx. 200 gdeci ficatul nu poate furniza mai mult de 24 ore glucoza obtinuta prin degradarea glicogenului.Dupa epuizarea rezervelor de glicogen ficatul sintetizeaza glucoza din Lactat (din muschi)Aminoacizi glucogenici si glicerina (din tesutul adipos).
Pt acoperirea de nevoi energetice proprii, ficatul oxideaza acizii grasi proveniti din tesutulAdipos. Ficatul produce de asemenea corpi cetonici din acizi grasi (acetoacetat si β-hidroxibutiratpe care-i elibereaza in singe si asigura in acest fel necesarul energetic al altor organe.
Coordonarea Metabolismului
In starea de fasting ficatul oxideaza acizii grasi provenitidin tesutul adipos si produce de asemenea corpi cetonici
Ficatul poate stoca maximal 150 g glicogen. Necesarul zilnic de glicogeneste de aprox. 200 g deci ficatul nu poate furniza mai mult de 24 oreglucoza obtinuta prin degradarea glicogenului. Dupa epuizarea rezervelorde glicogen ficatul sintetizeaza glucoza din Lactat (din muschi)aminoacizi glucogenici si glicerina (din tesutul adipos).
Pt acoperirea de nevoi energetice proprii, ficatul oxideaza acizii grasiproveniti din tesutul adipos. Ficatul produce de asemenea corpi cetonicidin acizi grasi (acetoacetatul si β-hidroxibutiratul pe care-i elibereazain singe si asigura in acest fel necesarul energetic al altor organe.
Coordonarea Metabolismului
In starea de fastingMuschii scheleticioxideaza acizii grasiproveniti din tesutuladipos si corpiicetonici furnizati de ficat si produceaminoacizipt gluconeogeneza
Corpi cetonici
Corpi cetonici
FICAT
Acizi grasi Acizi grasi
Tesut adipos
Rinichi (medula)
Coordonarea Metabolismului
In starea de fasting muschii scheletici degradeaza proteinele la aminoacizi. Din aminaocizise obtine lactat care impreuna cu lactatul obtinut prin glicoliza anaeroba este transportatprin circulatie in ficat unde functioneaza ca substrat pt gluconeogeneza (ciclul CORI). In acelasi timp insa organismul este privat de proteine structurale astfel incit o carentacalorica prelungita are consecinte pt sanatatea organismului.
FICAT
Uree
Acizi α-cetonici
(SINGE)
Acizi α-cetonici
Coordonarea Metabolismului
In starea de fasting muschii scheletici oxideaza acizi grasi pt obtinerea de energie si in acelasi timp se diminueaza importul de glucoza din circulatie de catre citrat care inhibaFosfofructokinaza (ciclul Glucoza-Acizi grasi).
Acizi grasi Acizi grasi
MIOCIT
Coordonarea Metabolismului
Starea de fasting este caracterizata de hormoni cu actiune anti-insulinica (Glucagon, adrenalin, noradrenalin) in ficat, muschi si tesut adipos care determina starea de lipoliza
Acizi grasi
Corpi cetonici
Acizi grasi
Tesut adipos Acizi grasi
Lipaza hormon-sensitiva
c-AMP
Β-Receptori
Coordonarea Metabolismului
La femei lipsesc receptorii de tip beta pt (Nor-)adrenalina in tesutul adipos (coapse, sezut) si din acestmotiv chiar pe timp de fasting acesti hormoni nu reduc cantitatea de tesut adipos din locatiilementionate!
Acizi grasi
Corpi cetonici
Acizi grasi
Tesut adipos Acizi grasi
Lipaza hormon-sensitiva
c-AMP
Β-Receptori
Starea de fasting
Coordonarea Metabolismului
Starea de fasting este caracterizata de hormoni cu actiune anti-insulinica(Glucagon, adrenalin, noradrenalin) care determinastarea de lipoliza prin intermediul sistemului simpatic ale carui terminatiinervoase elibereaza Noradrenalina in vecinatatea celulelor adipoase
Rolul hormonilor in Starea de fasting este bine caracterizat la diabetus mellitus:
nivel scazut de insulina
Degradare rapida a tesutului adipos
Cresterea conc. acizilor grasi din singe
Formarea corpilor cetonici in ficat
Acidoza
Moarte
Coordonarea Metabolismului
Rolul hormonilor in Starea de fasting in ficat:
Celulele de tip alfa din insulele Langerhans din Pancreas elibereazaGlucagon care activeaza adenilat ciclaza si blocheaza fosfodiesteraza. Consecinte
Stimularea glicogenolizei; Inhibitia sintezei glicogenului
Stimularea gluconeogenezei
Stimularea oxidarii acizilor grasi
Formarea corpilor cetonici
Eliberare de Glucoza si corpi cetonici in singe
Coordonarea Metabolismului
Rolul hormonilor in Starea de fasting in musculatura de schelet:
Stimularea glicogenolizei; Inhibitia sintezei glicogenului
Stimularea glicolizei
Inhibitia sintezei proteinelor
Inhibitia biosintezei TAG
Coordonarea Metabolismului Rolul hormonilor in Starea de fasting in musculatura de schelet:
Carenta de aminoacizi siglucocorticoizii inhiba translatiaProteinelor. Insulina si factorii decrestere stimuleaza biosintezaproteica in muschii de schelet
InsulinaFactori de crestere
Aminoacizi
eIF-4, Factor de initiere al translatiei
METABOLISMUL AMINOACIZILOR. Degradarea Aminoacizilor
Organismul are chiar si in conditii de fasting un poolde AA in singe care poate fi utilizat pt nevoi esentialecum ar fi:
sinteza proteicasinteza de neurotransmiteriGluconeogeneza (ficat)
Contributii la mentinerea acestui pool:hranadegradarea proteinelor din muschi skeletici
Fluxul de AA in traume si septicemie