METABOLISMO DEL GLUCOGENO SINTESIS Y DEGRADACION

METABOLISMO DEL GLUCOGENO Asegura lo siguiente; El mantenimiento de los niveles sanguíneos de glucosa procedentes del hígado y, en menor medida de los depósitos renales, e intestinales de glucógeno. La disponibilidad intracelular de D- glucosa -6-fosfato para la glucolisis y la producción de ATP El alivio de un estado hiperglucemico mediante la biosíntesis de glucógeno

METABOLISMO DE LA GLUCOSA

ESTRUCTURA DEL GLUCOGENO El polímero de D-glucosa enlazada alfa (1-4) con ramificaciones alfa(1-6)cada 8-14 residuos Se encuentra como gránulos intracelulares de moléculas esferoidales de 100 a 400 A° de diámetro Cada molécula contiene mas de 120,000 unidades de glucosa

ESTRUCTURA DEL GLUCOGENO Microfotografía electrónica de un granulo de glucógeno de musculo esquelético de rata Cada granulo( marcado con alfa)presenta varias moléculas de glucógeno esféricas( beta) Los gránulos son predominantes en células que hacen un mayor uso de glucógeno( musculo y células hepáticas)

GLUCOGENOGENESIS SINTESIS DE GLUCOGENO La síntesis de glucógeno a partir de G1P es termodinámicamente desfavorable sin el ingreso de energía libre Las enzimas que participan en la síntesis son: UDP-glucosa pirofosforilasa Glucógeno sintasa Enzima ramificante del glucógeno

SINTESIS DE GLUCOGENO UDP-GLUCOSA FOSFORILASA La biosíntesis de glucógeno requiere de un paso exorgonico La combinación de glucosa-1-fosfato con uridintrifosfato(UTP) El producto de esta reacción ;uridindifosfato glucosa(UDP-glucosa o UDPG) Intercambio de fosfoanhidridos, el oxigeno fosforilo de G1P ataca al átomo alfa-fosforoso de UTP Los productos;UDPG+PPi

SINTESIS DE GLUCOGENO GLUCOGENO SINTASA La unidad glucosilo de la UDPG se transfiere al C4-OH en uno de los extremos no reductores del glucógeno Se forma un enlace glucosidico alfa(1-4) Una molécula de UTP se escinde en UDP por cada residuo de glucosa incorporado en el glucógeno El consumo de UTP es energéticamente equivalente al consumo de ATP Esta reacción involucra un ion oxonio glucosilo intermediario La glucogenina proteína glucosiltransferasa ceba la síntesis de glucógeno Se genera alfa-amilosa

SINTESIS DE GLUCOGENO ENZIMA RAMIFICADORA DEL GLUCOGENO La enzima; amilo-(1-4—1-6)-transglucosilasa(enzima ramificadora) Una rama se crea por transferencia de un segmento de 7 residuos desde el extremo hasta el grupo C6-OH de un residuo glucosa en la misma cadena o en otra El nuevo punto de ramificación debe estar alejado al menos 4 residuos de otros puntos

DEGRADACION DEL GLUCOGENO GLUCOGENOLISIS Las unidades de glucosa se movilizan por su eliminación secuencial a partir de los extremos no reductores del glucógeno(a los que les falta un grupo C1-OH) El glucógeno tiene un solo extremo reductor, hay un extremo no reductor en cada ramificación Altamente ramificado ,permite la movilización rápida mediante la liberación simultanea de las unidades de glucosa en los extremos de cada ramificación

DEGRADACION DE GLUCOGENO GLUCOGENOLISIS La desintegración del glucógeno , requiere de tres enzimas; La glucógeno fosforilasa La enzima desramificadora del glucógeno La fosfoglucomutasa

DEGRADACION DEL GLUCOGENO GLUCOGENOLISIS LA GLUCOGENO FOSFORILASA Cataliza la glucógeno fosforolisis(escisión del enlace por la sustitución de un grupo fosfato) Genera;glucosa-1-fosfato La fosforilasa se une al cofactor piridoxal-5-fosfato para su actividad En la fosforilasa solo el grupo fosfato participa en la catálisis, actúa como un catalizador acido-base general

DEGRADACION DEL GLUCOGENO GLUCOGENOLISIS GLUCOGENO FOSFORILASA Mecanismos de reacción: Formación de un complejo ternario enzima+Pi+glucogeno Formación de un ion oxonio intermediario resguardado a partir del residuo glucosilo terminal alfa, involucrado en la catálisis acida por el Pi Reacción del Pi con el ion oxonio para formar alfa-D-glucosa-1-fosfato

DEGRADACION DEL GLUCOGENO GLUCOGENOLISIS ENZIMA DESRAMIFICADORA DEL GLUCOGENO Actúa como una alfa(1-4) transglucosilasa(glucosiltransferasa)2 actividades: transfiere tres residuos glucosa con unión alfa (1-4)terminales desde una rama limite de glucógeno hasta el extremo no reductor de otra ramificación El enlace alfa(1-6) del residuo remanente se hidrolisa para rendir glucosa libre

DEGRADACION DEL GLUCOGENO GLUCOGENOLISIS FOSFOGLUCOMUTASA La fosforilasa convierte las unidades glucosilo del glucógeno en Glucosa-1-fosfato La glucosa-1-fosfato se transforma en glucosa-6-fosfato por la fosfoglucomutasa La glucosa -6-fosfato puede continuar la vía glicolitica o la vía de las pentosas fosfato y en el hígado puede hidrolizarse por la glucosa-6-fosfatasa a glucosa

CONTROL DEL METABOLISMO DEL GLUCOGENO Debe de estar controlado de acuerdo a las necesidades de la célula Involucra; Control alosterico directo de la glucógeno fosforilasa y de la glucógeno sintasa Modificación covalente de la glucógeno fosforilasa y la glucógeno sintasa Efectos hormonales

CONTROL DEL METABOLISMO DEL GLUCOGENO CONTROL ALOSTERICO La glucógeno fosforilasa muscular; se activa por AMP y se inhibe por ATP y glucosa-6-fosfato.- esto sugiere que cuando hay una gran demanda de ATP(baja ATP,baja G6P,y alta AMP),la glucógeno fosforilasa se estimula y la glucógeno sintasa se inhibe, lo que favorece la degradación del glucógeno Cuando el ATP y la G6Pson altas, se favorece la síntesis de glucógeno

CONTROL DEL METABOLISMO DEL GLUCOGENO MODIFICACIONES COVALENTES La glucógeno fosforilasa se activa por la fosforilacion La intercoconversion enzimática de la glucógeno fosforilasa involucra tres enzimas: Fosforilasa cinasa; que fosforila a la ser 14 de la glucógeno fosforilasa b Proteincinasa A(PKA),;que fosforila y por lo tanto activa la fosforilasa cinasa Fosfoproteína fosfatasa-1; que desactiva las anteriores

METABOLISMO DEL GLUCOGENO EFECTOS HORMONALES

METABOLISMO DEL GLUCOGENO EFECTOS HORMONALES

ENTRADA DE OTROS MONOSACARIDOS A LA RUTA GLICOLITICA

DIGESTION DE AZUCARES DE LA DIETA Dos grandes grupos 1.Hidratos de carbono no digeribles (fibra de la dieta o fibra alimentaria) Celulosa Heteropolisacaridosvegetalescomo la inulina(fructano) El agar(derivados de algas marinas) 2.Hidratos de carbono digeribles Almidón(amilosa y amilopeptina) Las dextrinas Disacáridos(sacarosa, lactosa) glucógeno

DIGESTION DE AZUCARES DE LA DIETA El proceso digestivo de los hidratos de carbono implica la transformación del azúcar en sus constituyentes básicos; los monosacáridos través de enzimas digestivas especificas Estos monosacáridos posteriormente serán asimilados por la acción de transportadores específicos a nivel intestinal

ENZIMAS DIGESTIVAS Amilasa salival (amilosa y amolopeptina)) Amilasa pancreática(amilosa y amilopeptina Isomaltasa(dextrinas) Maltasa(maltosa y maltotriosa) Disacaridasas; Sacarasa(sacarosa) Lactasa(lactosa)

ENZIMAS DIGESTIVAS DE AZUCARES Y PRODUCTOS OBTENIDOS

METABOLISMO DE LAS HEXOSAS DIFERENTES DE LA GLUCOSA Se convierten en intermediarios glicoliticos que luego se metabolizan por medio de la vía glicolitica: Fructosa Galactosa Manosa

METABOLISMO DE LA FRUCTOSA Dos vías para el metabolismo de la fructosa: En el musculo; la hexocinasa fosforila a la fructosa, lo que produce fructosa-6-fosfato, el ingreso de la fructosa a la glicolisis involucra un solo paso de una reacción En el hígado; convierte a la fructosa en intermediarios glucoliticos ya que la glucocinasa hepática tiene baja afinidad por las hexosas

METABOLISMO DE LA FRUCTOSA EN EL HIGADO Siete enzimas: La fructocinasa; cataliza la fosforilacion de la fructosa en el C1 por el ATP para formar fructosa-1-fosfato Fructosa-1-fosfato aldolasa(aldolasa B); cataliza una ruptura aldolica de la fructosa-1-fosfato formando;dihidroxiacetona fosfato mas gliceraldehido Gliceraldehido cinasa ; fosforilacion directa del gliceraldehido por ATP,formando gliceraldehido-3-fosfato 4-7; conversión del gliceraldehido en DHAP mediante su reducción a glicerol por la alcohol deshidrogenasa,la fosforilacion a glicerol-3-fosfato por la glicerol cinasa,reoxidacion de DHAPdependiente de NAD catalizado por la glicerolfosfato deshidrogenasa, la conversión de DHAP en GAP por la triosa isomerasa

METABOLISMO DE LA FRUCTOSA EN EL HIGADO Siete enzimas: Fructocinasa Fructosa-1-fosfato aldolasa Gliceraldehido cinasa Alcohol deshidrogenasa Glicerol cinasa Glicerol fosfato deshidrogenasa Triosa fosfato isomerasa

METABOLISMO DE LA GALACTOSA La hexocinasa no reconoce la galactosa Debe llevarse a cabo una reacción de epimerizacion antes que la galactosa ingrese a la vía glicolitica Debe convertirse en u su derivado uridindifosfsto(UDP-azúcar)

METABOLISMO DE LA GALACTOSA Cuatro reacciones; La galactosa se fosforila en el C1 por ATP reacción catalizada por la galactocinasa La galactosa-1-fosfato uridiltransferasa transfiere el grupo uridilo de la UDP-glucosa a la galactosa -1-fosfato para producir G1Py UDP-galactosa La UDP-galactosa-4-epimerasa convierte la UDP-galactosa en UDP-glucosa La G1P se convierte en glucosa-6-fosfato por acción de la fosfoglucomutasa

METABOLISMO DE LA MANOSA Ingresa en la vía glicolitica luego de su conversión en fructosa-6-fosfato Vía de dos reacciones: La hexocinasa reconoce la manosa y la convierte en manosa-6-fosfato La fosfomanosa isomerasa convierte la manosa-6-fosfato en fructosa-6-fosfato