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REGULACION ENZIMATICA Y HORMONAL DEL METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
(ACTH): La hormona adrenocorticotropa, corticotropina o corticotrofina
Growth Hormone-Releasing Hormone(hormona de crecimiento liberadora de hormona (GHRH), También conocido como la hormona del crecimiento-el factor de liberación (GRF, GHRF) Es una la hormona liberadora para la hormona del crecimiento.
CAMP : Adenosín monofosfato ciclico
dPK: difosfato kinasa
GPI: glucosa fosforilasa independiente
GSP: glucosa fosforilasa sintaza
GALT: galactosemia
Hiperlipidemia (Exceso de grasas en la sangre)
El hepatocito es la célula propia del hígadoEl carcinoma hepatocelular es responsable de la mayoría de los cánceres del hígado. Este tipo de cáncer es más frecuente en los hombres que en las mujeres y generalmente se observa en personas entre los 50 y los 60 años de edad
La acidosis láctica es la acumulación de ácido láctico en el cuerpo
Aterogenico: Sustancia con capacidad de provocar aterosclerosis
HORMONAS EN LA REGULACIÓN ENZIMATICA …
ADRENALINA
INSULINA
GLUCAGÓN
GLUCORTICOIDES
SOMATOTROPINA
TIROXINA
ADRENALINA (también llamada epinefrina)
La adrenalina se deriva del metabolismo de la tirosina en la glándula suprarrenal.
En respuesta a diversos estímulos, como una baja concentración de azúcar en la sangre o de las secreciones hipotalámicas, las glándulas suprarrenales (en especial la estructura medular) secretan adrenalina, la cual es transportada por la sangre hasta las células objetivo, principalmente la de los músculos.
El efecto sobre los músculos es incrementar el flujo de carbono en forma de hexosas a través de la glucolisis.
La activación de la *ciclasa incrementa la producción de *AMP cíclico, señal intracelular que tiene dos efectos finales: 1) mayor velocidad de glucólisis y 2) menor velocidad de glucogénesis.
El efecto inmediato del *cAMP es activar la cinasa de las proteínas dependiente de él (cAMP-*dPK).
A su vez, la cinasa *GSP activada cataliza la fosforilación de sus proteínas objetivo: cintasa del glucógeno y fosforilasa del glucógeno.
Los efectos complementarios de estas dos ultimas fosforilaciones-sintasa desactivadora y fosforilasa activadora—estimulan el flujo unidireccional del carbono, en forma de glucosa-1-fosfato, hacia afuera de glucógeno almacenado.
la epinefrina actúa en el hígado y en el musculo.
Compuesto con mayor influencia en el metabolismo de los carbohidratos, al mismo tiempo,
es esta hormona la que ejerce su efecto de una manera mas sencilla, pues permite de alguna manera la entrada de la glucosa alas células; las células musculares y las adiposas son las mas afectadas por la hormona.
A su vez, esta actúa sobre diversos tipos de células, indicando a cada una que realice una función diferente.las principales células objetivos son las del tejido muscular, hepático y adiposo (grasa).
INSULINALa insulina no tiene efecto alguno sobre la absorción
intestinal del azúcar. la insulina producida por células beta de los islotes de Langerhans
En cada célula objetivo, el efecto de la insulina empieza con la fijación de esta a una proteína receptora específica de la membrana celular.
El resultado es el abatimiento de la concentración de glucosa sanguínea a su nivel normal lo cual indica que el páncreas debe suspender la secreción de insulina.
Esto tiene gran importancia dado que la glucosa, para ser utilizada, primero debe penetrar en las células, y la ausencia y deficiencia de la hormona se traduce en un defecto en su utilización, sobre todo en las células musculares y tejido adiposo.
El estimulo de la síntesis de glucógeno puede atribuirse a una activación , dependiente de la insulina, de la fosfodiesterasa del cAMP, lo que aminora la concentración intracelular del cAMP
Esta baja concentración , estimula la conversión de la sintasa del glucógeno inactiva de su forma activa y diluye ala activación de la fosforilasa del glucógeno
El efecto neto es la estimulación de GIP glucogeno.
La deficiencia relativa de la hormona(diabetes) produce entonces una serie de alteraciones metabólicas, que representan el esfuerzo del organismo por suplir a los carbohidratos que no se pueden utilizar.
La falta de insulina da como resultado la acumulación de glucosa en la sangre(hiperglucemia) y aun su eliminación por el riñon (glucosuria), un aumento exagerado de la utilización de las grasas que puede llevar ala cetosis.
EL GLUCAGÓN
producida por células alfa de los islotes de Langerhans.
El glucagón y la adrenalina son capaces de estimular indirectamente ala fosforilasa, provocando la glucogenólisis, que da lugar ala hiperglucemia.
El glucagón solo actúa principalmente en el hígado.
En respuesta a la baja concentración de glucosa en la sangre , la presencia de adrenalina también estimula la célula tipo A de los islotes del páncreas para que secreten la hormona polipeptídica glucagón.
El tejido más afectado por la regulación del glucagón es el hepático el cual tiene el efecto de estimular la producción de glucosa, que pasa al torrente sanguíneo para ir a otros tejidos .
La glucosa hepática se forma de dos maneras:
1) degradación de glucógeno del hígado
2) la síntesis a partir de piruvato, ambos procesos convergen en la formación de glucosa-6-fosfato (G6P), la cual produce glucosa libre por acción de la glucofosfatasa.
La regulación de las células hepáticas por el glucagón tiene dos características adicionales bien definidas.
Una se relaciona con la cinasa del piruvato y la segunda con otra sustancia regulatoria, la fructoasa-2,6-bisfosfato.
Cuando abunda la glucosa, la combinación de esos efectos de la 2,6FBPrepresenta un control metabólico no hormonal del metabolismo de los carbohidratos.
Los glucocorticoides producidos por la corteza suprarrenal, son hormonas que aceleran la conversión de las proteínas en carbohidratos (gluconeogénesis).
Dado que la diferencia entre las moléculas de azucares y las de proteínas, desde el punto de vista de su composición es en parte el contenido de nitrógeno,
la conversión de los aminoácidos en azucares implica la eliminación de esta porción de sus moléculas, lo cual se hace principalmente en forma de urea o también de amonio.
GLUCOCORTICOIDES
Los glucotircoides son segregados por la corteza suprarrenal en respuesta por la ACTH.
La presencia de cantidades excesivas de glucocorticoides produce un aumento en la eliminación de los productos del catabolismo nitrogenado su disminución también esta correlacionada con éste
El grado de aumento de gluconeogénesis es tal, que por esta razón también se llega a producir hiperglucemia
Puede suceder, que una hiperproduccion de hormonas corticales se confunda con una diabetes por deficiencia de insulina.
LA SOMATOTROPINA Hormona del páncreas producida por células delta Segregada por la hipófisis anterior
Houssay planteó la existencia de un antagonismo entre la insulina y la somatotropina.
Experimentos posteriores han confirmado que a nivel celular la somatotropina
tiene un efecto contrario ala insulina, pues impide la entrada de glucosa a las células, y por esta razón se comporta como un verdadero antagonista de la insulina.
La GHRH estimula la secreción de la hormona de crecimiento
Existen situaciones patológicas en las que se produce un aumento de la producción de esta hormona
y en ellas se presenta hiperglucemia; todos los casos de acromegalia se acompañan de mayor o en menor grado de hiperglucemia.
Un aumento de la concentración plasmática de ácidos grasos inducido por la hormona de crecimiento tiene como consecuencia la disminución de la velocidad de la glucólisis
en muchos órganos.
LA TIROXINALa tiroxina produce una aceleración en el proceso de absorción intestinal
del azúcar, lo que da como resultado que el aumento de la glucemia lo que ocurre durante la absorción intestinal de la glucosa, sea de mayor magnitud por una parte, pero de menor duración por la otra
Por la capacidad que tiene para acelerar los procesos catabólicos, la tiroxina, cuándo existe un exceso, da lugar a que los niveles de la glucosa sanguínea en ayuna sean mas bajos que los normales.
Casi todas las hormonas que tienen efecto sobre el metabolismo de carbohidratos producen un efecto hiperglucemiante; la única hormona hipoglucemiante que existe es la insulina.
Es estimulada por la tirotropina (TSH) de la hipófisis anterior
Las hormonas funcionan en conjunto
Por ejemplo, durante una descarga de adrenalina la aceleración de esta hormona provoca de la degradación del glucógeno, y origina una hiperglucemia.
El aumento de los niveles de glucosa sanguínea da como resultado la estimulación de la liberación de insulina por las células beta de los islotes de Langerhans del páncreas.
Esta favorece la penetración de esa cantidad adicional de glucosa en las células para las que finalmente esta destinada, que casi siempre son las musculares, algo semejante podría decirse de los glucorticoides; estas hormonas producen glucosa para que el azúcar entre a las células en que se debe utilizar.
ERRORES INNATOS EN EL META BOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS (EIM)
ERRORES INNATOS EN EL META BOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
Un número importante de errores innatos del metabolismo se expresa en el aparato digestivo, especialmente en el hígado y vías biliares y con menor frecuencia en intestino y páncreasTambién ciertos errores innatos en el
metabolismo se asocian con numerosas enfermedades hereditarias caracterizadas por la presencia de una enzima defectuosa o la incapacidad de producir concentraciones normales de esta.
Depósitos, de lípidos, glucógeno u otros productos manifestándose con hepatomegalia y a menudo complicadas con alteraciones metabólicas especificas (hipoglicemia).
Los diferentes cambios patológicos que ocurren incluyen:
Daño en el hepatocito, con la consiguiente falla de otras funciones metabólicas y a menudo derivando en cirrosis o tumores hepáticos o ambos
Ausencia de cambios estructurales a pesar de tener alteraciones metabólicas profundas, como son los defectos en el ciclo de la urea.
Ictericia, hepatomegalia, esplenomegalia, falla hepática fulminante.
Hipoglicemia, hiperamonemia, coagulopatia (sangramiento)
Vomitos recurrentes, falla de crecimiento, talla baja, disformias.
Retraso del desarrollo, retraso psicomotor, hipotonía, deterioro neuromuscular progresivo.
Falla o disfunción cardiaca, cataratas, olores inusuales.
En el hígado, Las manifestaciones clínicas de los errores innatos del metabolismo pueden ser poco especificas,
simulando infecciones, intoxicaciones y enfermedades hematológicas e inmunológicas:
Un ejemplo dentro del metabolismo de carbohidratos es la galactosemia , que consiste en altas concentraciones de galactosa y galactosa-1-fosfato en la sangre, la orina y las células.
Trastornos en el metabolismo de galactosa: Galactosemia
La galactosa y su fosfoéster pueden ser toxicos por si mismos
• o bien producir derivados tóxicos como el galactitol.
Las altas concentraciones tienen por causa una deficiencia de transferasa de fosfato uridílico de galactosa debida a una mutación en el gen de la transferasa de uridilo
La situación es grave en los lactantes, cuya principal fuente de carbohidrato es la lactosa de la leche, que contiene galactosa.
Los casos graves de galactosemia infantil tienen como resultado la formación de cataratas, cirrosis hepática y esplénica y , en algunos casos, retraso mental irreversible.
Estas manifestaciones clínicas pueden evitarse en la mayoría de los casos con la simple eliminación de la galactosa y las sustancias que la contienen de la dieta del pequeño.
Conforme avanza la edad del niño se requiere cada vez menos control, ya que el adulto galactosémico puede metabolizar la galactosa-1-fosfato por vías alternas.
Si la enfermedad no es diagnosticada a tiempo y no se establece dieta adecuada, los pacientes desarrollan daño cerebral progresivo y la supervivencia por falla hepática o sepsis se ve seriamente comprometida. El diagnostico se establece midiendo la actividad enzimática GALT en eritrocitos, leucocitos, fibroblastos
La fructosa tiene su propio mecanismo de transporte por difusión facilitada. Una vez absorbida, la fructosa es metabolizada fundamentalmente en el hígado(75%) y el resto por riñón e intestino. El principal defecto enzimático de la fructosa con componente gastrointestinal es la intolerancia hereditaria a la fructosa y la deficiencia de fructosa-1,6-bifosfatasa (8,9). Enfermedad autosomica recesiva causada por la
deficienca de la enzima aldolasa B (fructosa-1,6-bifosfatasa aldolasa) que se encuentra en el hígado, riñon e intestino.
Trastornos en el metabolismo de fructosa: Intolerancia hereditaria a la fructosa, Deficiencia de fructosa-1,6DP
Enfermedad de von Gierke (Tipo I-a(enfermedad de Von Gierke )
Se produce por la deficiencia de Glucosa-6-fosfatasa.
Los síntomas aparecen desde el periodo neonatal, con hipoglicemia por ayuno breve, acidosis láctica e hiperventilación, hepatomegalia (4 meses) y convulsiones hipoglicémicas.
Los niños suelen tener cara de muñeca, obesidad de tronco, abdomen prominente por hepatomegalia, lordosis, equimosis y epistaxis, extremidades finas, baja estatura y diarrea intermitente.
Los riñones se encuentran simétricamente aumentados.
ENFERMEDADES POR DEPOSITO DE GLICOGENO
ADENOMAS HEPATICOS:
Múltiples o simples, en la segunda o tercera década y mas frecuentes en hombres. Pueden malignizar ( carcinoma hepatocelular ) o sufrir hemorragia intratumoral. ENFERMEDAD RENAL:
Es precoz, infiltración glomerular y excreción aumentada de albumina. En algunos enfermos se llega a insuficiencia renal (diálisis o trasplante). PANCREATITIS: Puede ocurrir por hiperlipidemia severa.
En la pubertad en pacientes mal controlados aparecen diferentes complicaciones:
OSTEOPOROSIS: la acidosis láctica crónica contribuye a la descalcificación de los huesos . la mineralización ósea reduce. Riesgo de fracturas.
OVARIOS POLIQUISTICOS: frecuentes en mujeres que sufren glucogenosis hepática.
ATEROESCLEROSIS: perfil lipídico aterogenico, pero no se traduce en mayor riesgo de enfermedad cardiaca isquémica, la alteración de la agregación plaquetaria tiene un rol protector.
RETRASO DE ESTATURA Y PUBERTADEl retraso de estatura es por lo general de regla. La pubertad esta retrasada y la fertilidad es normal.
Enzima deficiente: alfa-(1 - > 4)-glucán-6-glucosiltrasferasa
Afectación: hígado, corazón y músculo.
Clínica: insuficiencia cardiorespiratoria, puede ser mortal antes de los 2 años de edad.
II. Enfermedad de Pompe
Enzima deficiente: amilo-(1 - >)-glucosidasa
Afectación: hígado y músculo.
Clínica: hepatomegalia, alteraciones del crecimiento, hipoglucemia, aunque con menor intensidad que en el tipo I
III. Enfermedad de Cori
IV. Enfermedad de Andersen
Enzima deficiente: amilo-(1 - >4, 1 - >6)-glucosiltransferasa
Afectación: hígado.
Clínica: cirrosis hepática, puede ser mortal antes de los 2 años de edad.
V Enfermedad de McArdle
Enzima deficiente: fosforilasa
Afectación: músculo.
Clínica: cansancio y debilidad muscular
VI. Enfermedad de Hers
Enzima deficiente: fosforilasa
Afectación: hígado.
Clínica: hepatomegalia, alteraciones del crecimiento, hipoglucemia, aunque con menor intensidad que en el tipo I
VII. Enfermedad por deficiencia de fosfofructocinasa
Enzima deficiente: fosfofructocinasa.
Afectación: músculo.
Clínica: cansancio y debilidad muscular
VIII. Enfermedad de Tarui
Enzima deficiente: fosforilasacinasaAfectación: hígado.
Clínica: hepatomegalia, alteraciones del crecimiento, hipoglucemia, pero con menor intensidad que en el tipo I.
IX. Enfermedad por deficiencia hepática de glucógeno sintasa
Escasas concentraciones de la enzima realizan alguna biosíntesis de glucógeno
IMPORTANCIA EN LAS PRUEBAS DE LABORATORIO DEL METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS.
La glucosa posee una distribución en todos los organismos y sin duda, forma el eje central del metabolismo celular, es por eso que debemos conocer la transformaciones que está sufre.
También es conocida como el azúcar sanguíneo.
Un nivel alto de glucosa (la hiperglicemia) puede ser una señal de la enfermedad de diabetes mellitus.
Un nivel alto de azúcar sanguíneo a largo plazo puede dañar los ojos, nervios, riñones y el corazón.
Niveles bajos de azúcar (la hipoglicemia) pueden causar la fatiga.
Esto mide la glucosa en una muestra tomada cuando come en su horario usual.• Se usa una muestra de sangre tomada cuando no
ha comido o bebido nada (excepto el agua) durante por lo menos 8 horas
Esto empieza con una prueba de glucosa de ayuno. Entonces se da una cantidad moderada de glucosa en una bebida dulce. La glucosa se mide en varias muestras de sangre tomadas a intervalos específicos.
• si la glucosa es demasiado alta podría tener darse diabetes.
La prueba aleatoria de glucosa.
La prueba de glucosa de ayuno
La prueba de tolerancia de glucosa o curva de tolerancia ala glucosa
Formas de probar los niveles de glucosa en la sangre:
Prueba de Hemoglobina Glicosilada (Hb A1c)
La prueba de hemoglobina glucosilada es un análisis de sangre.
Permite medir la cantidad de hemoglobina glucosilada en la sangre
• La prueba mide la cantidad de glucosa o azúcar en la sangre.
!APLAUSOS¡
Bibliografía:
ROBERT C. BOHINSKI .BIOQUIMICA .5ª edición. Editorial Pearson educación.1 998 por Addison Wesley Longman de México, S.A. DE C. V. Pág. 517-537.
MURRAY ROBERT K, et al. BIOQUÍMICA DE HARPER, 14a edición, Editorial Manual Moderno, 1994.
GANONG WILLIAM F., FISIOLOGIA MEDICA, 13a edición, Editorial Manual Moderno, 1992.
Marta colombo C. Verónica Cornejo E. Errores innatos en el metabolismo del niño. Editorial universitaria. Edición: 2 – 2003. . PAG 420-421.
