REGULACIÓN DEL METABOLISMO PARTE II: Regulación hormonal del metabolismo de la glucosa Mayo, 2011

HORMONAS Compuestos capaces de modificar la actividad celular de tejidos y órganos. Cualquier célula puede ser el blanco de estos compuestos siempre y cuando exista el RECEPTOR ESPECÍFICO para este en la célula.

La transmisión de las señales hormonales a la célula difiere según el tipo de hormona HORMONAS Lipófilas Hidrófilas

FUNDAMENTO DE LA ACCIÓN HORMONAL Como insulina

Receptores y señales de transducción Material soluble en agua, iones, pequeñas moléculas inorgánicas, polipéptidos y proteínas no pueden entrar a la célula y para influenciarla, deben reaccionar con una proteína en la membrana plasmática. A estas moléculas hidrofílícas se les llama ligantes o ligandos y a la molécula en la membrana plasmática receptor. LIGANTES PRIMER MENSAJERO

Segundos mensajeros Transmiten la información desde el complejo receptor-ligando. Consituyen el siguiente paso en el circuito molecular de la información. AMPc, GMPcíclico, el ión calcio, el inositol 1,4,5- trifosfato (IP3) y el diacilglicerol (DAG). TODOS SON amplificadores de la señal (YA QUE SE PRODUCEN MUCHAS MOLÉCULAS Y SE UNEN A MUCHOS BLANCOS)

Transducción de señales Al proceso que se lleva a cabo desde el momento de la activación del receptor hasta la formación del segundo mensajero se le llama transducción, porque es la transformación de un tipo de señal en otra; es decir, de señal extracelular a señal intracelular ** la fosforilación de proteínas, es la forma habitual de transferir información.

El hígado desempeña un papel fundamental en la homeostasis de la glucosa en el organismo GLUCAGÓN INSULINA ADRENALINA GLUCOGENO: forma de almacenamiento de glucosa Glucogenosintasa Glucogenofosforilasa

INSULINA β α Hormona peptídica Don dos cadenas unidas por puentes disulfuro La cadena α: puente disulfuro. Estructura de la insulina

Receptor de insulina Formado por dos cadenas c/u con una subunidad α y una β Subunidad α se encuentra en el exterior de la célula Subunidad β en el interior de la célula Las dos subunidades α se unen para formar el sitio de unión para una molécula de insulina Cada subunidad beta: domino proteína quinasa, tirosinaquinasa AUTOFOSFORILACIÓN

Efecto de la insulina sobre el metabolismo energético Efecto Enzima diana é Entrada de glucosa (músculo) Transportador de glucosa é Entrada de glucosa (hígado) Glucoquinasa é Síntesis de Glucógeno Glucógeno sintasa (hígado, músculo) é Glucolisis hasta AcetilCoA PFK-1 y PyrDH é Síntesis de Acidos Grasos (hígado) AcetilCoACarboxilasa é Sintesis de TAG (tejido adiposo) Lipoproteín lipasa ê Degradación de Glucógeno Glucógeno fosforilasa

Señalización de la insulina. Muy compleja Efectos metabólicos

Diferentes efectos de insulina en la célula 1. Modificación en la transcripción de genes 2. Fosforilación de proteínas para la Inducción de procesos anabólicos y de la glucólisis 3. Fosforilación de proteínas para la movilización de transportadores de glucosa. AUMENTA LA TOMA DE GLUCOSA

La toma de glucosa se modifica pero no en todos los tejidos Hay tejidos sensibles a insulina (solo los que tienen sus receptores para insulina) Hay tejidos que tienen a la proteína transportadora ya en membranas intracelulares (pedazos de membrana conteniendo transportador) Hay transportadores específicos que así se guardan en la célula (Sólo los GLUT4)

Inducible por insulina Diferentes transportadores de glucosa en el mismo organismo (isoformas) Distribución Km (mmol/L) Tamaño (aa) Otros GLUT1 Eritrocitos Feto Placenta Cerebro 5-7 492   GLUT2 Hígado Riñón Intestino 7-20 524 GLUT3 1.6 496 GLUT4 Músculo Tejido Adiposo 5 509 Inducible por insulina Todos son transportadores difusionales y no están en todos los tejidos

Reclutamiento de transportador de glucosa en la membrana plasmática ADP

PI3K, cinasa muy importante para la movilización de vesículas de membrana con transportador Glut4

Wormanina Inhibidor de la fosfatidilinositol-3-kinasa (PI3K) Se une de manera específica al sitio de unión de ATP de la enzima

REACTIVOS para el experimento Estudien para que se usan c/u Solución Krebs-Ringer-Glucosa-Herpes (130 mM NaCl, 5mM kCl, 1.2 mM KH2PO4 , 2mM MgSO4 . 7 H2O, 10 mM glucosa, 1 mM CaCl2 . 2H20 , 0.2% BSA y 20 mM HERPES pH 7) 0.9% NaCl Solución de insulina 2000 μU/ml. 4 μM de wormanina

Del protocolo experimental ESTUDIEN: Qué hicimos? cómo lo hicimos? Y para que lo hicimos?

bibliografía Bioquímica, Jeremy Mark Berg, pp 392-394 Bioquímica médica, John W. Baynes, pp 279-281 Bioquímica: texto y atlas, Jan Koolman, pp120-122 Fundamentos de Bioquimica, Donald Voet, pp 744- 745, 756-757