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GLUCONEOGENESIS Y CONTROL
DE LA GLUCOSA SANGUINEA.
Cuando formamos Glucógeno estamos guardando energía, este proceso se denomina glucogénesis.
Glucosa glucogénesis.
Cuando necesitamos energía el glicógeno se desdobla (se rompen los enlaces), a esto se le llama Glucogenolisis.El glucogeno puede ser del musculo o del hígado.
Comida
Sangre
Glucosa
Glucolisis
ATP (ó energía)
Glucógenolisis.
Glucolisis, es el Catabolismo (rompimiento) de la glucosa para producir ATP.
A. PIRUVATO Y FOSFOENOLPIRUVATO. En las mitocondrias se encuentra una enzima, la piruvato carboxilasa que convierte el piruvato en oxaloacetato en presencia de ATP, la vitamina B biotina y bel CO2. La función de la biotina consiste enlazar el CO2 proveniente del bicarbonato a la enzima, previa a la adición de CO2 al piruvato. Una segunda enzima la fosfoenolpiruvato carboxinasa, catalisa la conversión del oxaloacetato en fosfoenolpiruvato.
IMPORTANCIA BIOMÉDICA.
La gluconeogénesis satisface las necesidades de glucosa cuando en la dieta no se dispone de suficientes carbohidratos. Se necesita un suministro continuo de glucosa como fuente de energía especialmente parar el sistema nervioso y los eritrocitos. La insuficiencia de gluconeogénesis suele ser mortal, por debajo de una concentración crítica de glucosa sanguínea se presenta disfunción cerebral, que puede provocar coma o muerte.
B) FRUCTOSA 1,6 BIFOSFATO Y FRUCTOSA 6 FOSFATO.
La conversión de la fructosa 1,6 bifosfato a fructosa 6 fosfato, necesita para alcanzar la inversión de la glucolisis, se cataliza por una enzima específica, la fructosa 1,6 bisfosfatasa. Esta es una enzima importante, y que su presencia determina si un tejido puede o no sintetizar glucógeno a partir del piruvato y de los triosafosfatos. Se encuentra en el hígado y el riñón, y se ha demostrado su presencia en el músculo estriado; se considera que no se presenta en los músculos cardiaco y liso.
C) GLUCOSA 6 FOSFATO Y GLUCOSA.
La conversión de la glucosa 6 fosfato a glucosa esta catalizada por otra fosfatasa específica, la glucosa 6 fosfatasa. Esta presenta en el hígado y el riñón pero no en el músculo ni en el tejido adiposo; dicha enzima permite que un tejido añada glucosa a la sangre.
D) GLUCOSA 1 FOSFATO Y GLUCÓGENO. La degradación de glucógeno a glucosa 1 fosfato se lleva cabo por la fosforilasa. La síntesis del glucógeno incluye una vía completamente diferente por medio de la formación del bifosfato de glucosa y uridena y la actividad de la glucógeno sintasa.
Los cambios en las concentraciones sanguíneas de dichos sustratos debidos a modificaciones en la disponibilidad dietética pueden modificar la velocidad de la secreción de las hormonas que influyen a su vez, sobre el patrón del metabolismo en la vías metabólicas con frecuencia afectando la actividad de las enzimas esenciales que intentan compensar en cambio en la disponibilidad del sustrato es posible identificar 3 tipos de mecanismos responsables de la regulación de la actividad de las enzimas relacionadas con el metabolismo de los carbohidratos.
DEBIDO A QUE LA GLUCOLISIS Y LA GLUCONEOGÉNESIS COMPARTEN LA MISMA VÍA PERO EN DIRECCIONES OPUESTAS DEBEN REGULARSE DE MANERA RECÍPROCA
LA INDUCCIÓN Y REPRESIÓN DE LA SÍNTESIS DE ENZIMAS ESENCIALES REQUIEREN VARIAS HORAS. Es importante que las enzimas esenciales que intervienen en una vía metabólica se activen o deprimen de manera coordinada. Todas las enzimas que participan en la utilización de la glucosa se vuelven más activas en presencia de un acceso de glucosa y, así disminuye la actividad de todas las enzimas responsables de la producción de glucosa en la vía de gluconeogénesis.
La modificación covalente mediante fosforilación reversible acontece con rapidez
El glucagón y, en menor grado, la adrenalina, hormonas responsables de la diseminación de la glucosa sanguínea, inhiben la glucolisis y estimulan la gluconeogénesis hepática mediante un incremento de la concentración de cAMP y da lugar a la fosforilación e inactivación de la piruvato cinasa. Ambas hormonas también también afectan la concentración de la fructosa 2,6-bifosfato y, por tanto, la glucolisis y gluconeogénesis, como se explica después.
La fructosa 2,6-bisfosfato tiene una función clave en la regulación de la glucolisis y la gluconeogénesis hepática.
El efector alostérico positivo más potente de la fosfofructocinasa-1 e inhibidor de la fructosa 1,6-bifosfatasa en el hígado es la fructosa 2,6-bifosfato. Esta libera la inhibición de la fosfofructocinasa-1 por AATP e incrementa la afinidad de esta enzima por la fructosa6-fosfato. Inhibe la fructosa 1,6-bifosfatasa por incrementar su Km por la fructosa 1,6 bisfosfato. La concentración de la fructosa 2,6-bisfosfato está bajo control del sustrato alostérico y hormonal.
LA CONCENTRACION DE GLUCOSA SANGUINEA REGULA DENTRO DE LIMITES EXTRECHOS
En el estado de pos absorción, la concentración de la glucosa sanguínea , en humanos y en muchos mamíferos, se ajusta en el intervalo de 4.5 a 5.5 mmol/L. Después de la ingestión de una comida rica en carbohidratos puede aumentar a 6.5 a 7.2 mmol/L. Durante el ayuno , las concentraciones disminuyen a valores entre 3.3 y 3.9 mmol/L.
LA GLUCOSA SANGUINEA PROVIENE DE LA DIETA DE LA GLUCONEOGENESIS Y DE LA GLUCOGENOLISIS.
La mayor parte de los carbohidratos digeribles de la dieta forman glucosa. Los carbohidratos de la dieta digeridos activamente contienen residuos de glucosa, galactosa y fructosa que se liberan en el intestino. Estos residuos se transportan al hígado a través de la vena porta hepática .La galactosa y la fructosa se convierten fácilmente en glucosa en el hígado.
Concentración de glucosa sanguínea se regula mediante mecanismos metabólicos y hormonales
La conservación de concentración estable de glucosa en sangre es uno de los mecanismos homeostáticos regulados más finamente en el cual participan hígado, tejidos extrahepaticos y varias hormonas, las células hepáticas parecen ser libremente permeables a la glucosa (via el transportador GLTU2) en tanto que las células de los tejidos extrahepaticos y una vez que la glucosa ingresa a las células, la hexocinasa cataliza su fosforilacion por otra parte, es probable que la actividad de ciertas enzimas y la concentración de intermediarios importantes ejercen un efecto mucho más directos sobre la captura o expulsión de la glucosa por el hígado. Cualquiera que sea el caso, la concentración de la glucosa en la sangre es un factor importante en el control de la velocidad de captura de la glucosa en el hígado y en los tejidos extrahepaticos.
La insulina tiene una función central en la regulación de la glucosa sanguínea.
Además de los efectos directos de la hipoglucemia para estimular la captura de glucosa en el hígado y los tejidos periféricos, la hormona insulina tiene una participación crucial en la regulación de la concentración de la glucosa sanguínea. Esta hormona se produce por las células B de los islotes de la Langerhans en el páncreas como respuesta directa al grado de hiperglucemia. La célula del islote es libremente permeable a la glucosa mediante el transportador GLUT 2 y la glucosa se fosforila por la glucocinasa con alta Km, por tanto la concentración de la glucosa sanguínea determina el flujo a través de la glucolisis del ciclo del ácido cítrico y de la generación del ATP.
El glucagón se opone a las acciones de la insulina
El glucagón es la hormona producida por las células A de los islotes de Langerhans pancreáticos; su secreción se estimula por la hipoglucemia. Una vez que la hormona llega al hígado (por medio de la vena porta) produce glucogenólisis mediante la activación de la fosforilasa, la mayor parte del glucagón endógeno (y de la insulina) se elimina de la circulación en el hígado
ASPECTOS CLINICOS ADICIONALES.
La glucosuria se presenta al excederse el umbral renal de la glucosa.
Cuando la glucosa sanguínea se eleva a concentraciones relativamente altas, el riñón también ejerce un efecto regulador .La glucosa se filtra continuamente los glomérulos, pero por lo general reingresan por completo a la sangre mediante sistema de reabsorción de los túbulos renales .La reabsorción de la glucosa contra su propio gradiente de concentración se relaciona con la provisión de ATP en las células tubulares.
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