TEMA 12 INTEGRACIÓN METABÓLICA

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1 TEMA 12 INTEGRACIÓN METABÓLICA
UNSL-LIC. NUTRICIÓN QCA. BIOLÓGICA PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN TEMA 12 INTEGRACIÓN METABÓLICA Mecanismos generales de integración metabólica. Regulación enzimática de las principales vías metabólicas. Papel regulador del ATP Requerimientos de NADPH como agente reductor en las biosíntesis Encrucijadas metabólicas-Conexiones clave: Glucosa-6-fosfato, Piruvato y Acetil-CoA Perfil metabólico de órganos y tejidos: hígado, músculo, cerebro, tejido adiposo. Homeostasis de la glucosa- Ciclo alimentación-ayuno. Adaptaciones metabólicas: estado post-absortivo, ayuno, inanición y en el ejercicio.

2 METABOLISMO Anabolismo Catabolismo Repasemos….
Conjunto de reacciones químicas que se llevan a cabo en las células BIOSÍNTESIS Estructuras complejas Estructuras simples ENERGÍA QUÍMICA DEGRADACIÓN Anabolismo Catabolismo (Anabolismo: del griego ana “hacia arriba” y ballein “lanzar”) (Catabolismo: del griego kata “hacia abajo” y ballein “lanzar”)

3 (Degradación oxidativa)
Repasemos…. Nutrientes Contenedores de Energía Carbohidratos Lípidos Proteínas VÍAS CATABÓLICAS (Degradación oxidativa) Productos finales carentes CO2 H2O NH3 NADH NADPH FADH2 ATP Energía Química NAD+ NADP+ FAD ADP + P Moléculas Precursoras Monosacáridos Ácidos grasos Aminoácidos Bases nitrogenadas Macromoléculas Celulares Polisacáridos Lípidos Proteínas Ácidos Nucleicos VÍAS ANABÓLICAS (Síntesis reductora)

4 ¿Cómo veíamos a Química Biológica al principio de la cursada?
Qué abrumador !! MAPA METABÓLICO Reacciones del Metabolismo celular

5 Conjunto de reacciones químicas que se llevan a cabo en las células
El metabolismo posee aspectos comunes en la gran cantidad de reacciones que se producen en todas las células Reacciones metabólicas Numero de reacciones: muy grande Clases de reacciones: pocas Mecanismos de regulación: similares Vías metabólicas Están interrelacionadas asegurando así un comportamiento funcional, unitario del organismo METABOLISMO Conjunto de reacciones químicas que se llevan a cabo en las células

6 RUTAS METABOLICAS Vías catabólicas convergentes Vías anabólicas
divergentes Hormonas Esteroides Ácidos Biliares Colesterol Triglicéridos Ácidos grasos Esteres de Colesterol Almidón ACETIL-Co-A (ACETATO) Glucógeno Glucosa Piruvato Acetoacetil-CoA Sacarosa Ácidos grasos Triglicéridos Fosfolípidos Compuestos de muy distinto origen y naturaleza pueden llegar a formar el mismo metabolito y alcanzar igual destino A partir del mismo compuesto se pueden originar sustancias muy diversas

7 Ejemplo general de convergencia
BLANCO A. y BLANCO G., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 9a edic.

8 Ejemplos de Interrelaciones Metabólicas

9 ETAPAS GENERALES DEL METABOLISMO

10 Flujo del Poder Reductor para la síntesis de ATP
Etapa I Producción de Acetil-CoA Flujo del Poder Reductor para la síntesis de ATP La GLICÓLISIS, el CICLO DE KREBS y la β-OXIDACION de Acidos Grasos suministran NADH y FADH2 NADH Y FADH2 transfieren su poder reductor a la Cadena Respiratoria, para finalmente dar ATP por fosforilación oxidativa Etapa II Occidación de Acetil-CoA Etapa III Transporte de electrones y Fosforilación Oxidativa

11 ESTO SE DENOMINA  REGULACIÓN METABÓLICA
PARA QUE EL ORGANISMO FUNCIONE ARMÓNICAMENTE Y EN EQUILIBRIO POSEE MECANISMOS DE CONTROL ASEGURAN: DIRECCIÓN CANTIDAD ADECUADA DEL FLUJO METABÓLICO ESTO SE DENOMINA  REGULACIÓN METABÓLICA

12 REGULACIÓN DEL METABOLISMO
- [SUSTRATO] MODULADORES ALOSTERICOS - MODIFICACION COVALENTE ACTIVIDADDE LA ENZIMA (RÁPIDA) REGULACIÓN DE ENZIMAS VELOCIDAD DE SÍNTESIS TRANSCRIPCION TRADUCCION VELOCIDAD DE DEGRADACIÓN CANTIDAD DE ENZIMA (LENTA) CITOSOL MITOCONDRIA PEROXISOMA RETIC. ENDOPLASM. LISOSOMA COMPARTIMENTALIZACIÓN * *

13 (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) (+) (+) (+) (+)
PAPEL REGULADOR DEL ATP Glucógeno Grasas Proteínas Acidos Nucleicos (+) (-) (-) (+) (-) (+) Purinas y Pirimidinas Glucosa-6-P Ácidos Grasos Aminoácidos (-) (-) (-) NH3 Ciclo Urea Acetil-CoA CICLO DE KREBS (-) Transporte activo (-) Procesos generadores de energía (Degradación) Contracción Muscular ATP (+) Vías que consumen energía (Biosíntesis) Biosíntesis 13

14 PAPEL REGULADOR DEL ATP

15 ¿De qué manera el ATP actúa como regulador ? Ejemplifique en cada caso
Inhibidor alostérico de enzimas reguladoras Vía Glicolítica Ciclo de Krebs Desaminación oxidativa de aminoácidos Biosíntesis de nucleótidos púricos Inhibidor alostérico de la enzima Glutamato deshidrogenasa Activador alostérico de la enzima que sintetiza GTP

16 Flujo del Poder Reductor para la síntesis de ATP
Etapa I Producción de Acetil-CoA La GLICÓLISIS, la oxidación de PIRUVATO, el CICLO DE KREBS y la β-OXIDACION de Acidos Grasos suministran NADH y FADH2 NADH Y FADH2 transfieren su poder reductor a la Cadena Respiratoria, para finalmente dar ATP por fosforilación oxidativa Etapa II Occidación de Acetil-CoA Etapa III Transporte de electrones y Fosforilación Oxidativa

17 Regulación de Enzimas Alostericas:
VÍA GLICOLÍTICA: Hexoquinasa (-) Glucosa 6 P y ATP (+)Glucosa Fosfofructoquinasa (-) ATP, NADH, Citrato y AG de cadena larga y (+) ADP ó AMP Piruvato quinasa(-) ATP y (+) Fruc-1,6-bis-P GLUCONEOGÉNESIS: Piruvato carboxilasa: (+) Acetil-CoA Fructosa-1,6 bisfosfatasa: (-) AMP y ADP CICLO DE KREBS: Citrato Sintasa Isocitrato Deshidrogenasa (-) ATP y NADH y (+) ADP alfa-cetogltarato deshidrogenasa LÍPIDOS Acetil-CoA carboxilasa: (+) Citrato ; (-) Palmitoil-CoA (-) A.G. poliinsaturados AMINOÁCIDOS Glutamato deshidrogenasa (-) ATP y NADH NUCLEÓTIDOS PIRIMIDÍNICOS Aspartato transcarbamilasa (-) CTP Metabolismo de Hidratos de Carbono Metabolismo de Lípidos Metabolismo de Aminoácidos Metabolismo de Nucleótidos INDIQUE ENZIMAS REGULADORAS EN CADA UNO DE LOS METABOLISMOS:

18 REGULACIÓN DEL CICLO DE KREBS
Repasemos…. REGULACIÓN DEL CICLO DE KREBS Piruvato Deshidrogenasa ENZIMAS REGULADORAS del Ciclo de Krebs 1) - Citrato sintasa 2)- Isocitrato deshidrogenasa 3)- a.Cetoglutarato deshidrogenasa , Citrato, ATP 1 Ciclo de Krebs 2 3 , ATP

19 METABOLISMO DE LIPIDOS
Regulación Covalente METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO Piruvato quinasa (Se activa por desfosforilación) Piruvato Deshidrogenasa (Se activa por desfosforilación) Glucógeno fosforilasa (Se activa por fosforilación) Glucógeno Sintasa (Se activa por desfosforilación) Metabolismo de Hidratos de Carbono Metabolismo de Lípidos METABOLISMO DE LIPIDOS Lipasa Hormona Sensible (Se activa por fosforilación) acetil-CoA Carboxilasa (Se activa por desfosforilación)

20 COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA -REGULACIÓN-
Repasemos…. COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA -REGULACIÓN- REGULACION ALOSTERICA MODIFICACION COVALENTE Acetil-CoA - NADH ATP - FOSFORILACION DESFOSFORILACION + PDH Glicólisis ATP 12

21 Regulación a nivel de la Transcripción ó de la Traducción
Metabolismo de Hidratos de Carbono: Glucoquinasa, Glucógeno sintasa, Enzimas de las reacciones irreversibles de la vía glicolítica y enzimas específicas de la gluconeogénesis Metabolismo de Lípidos: Acetil-CoA carboxilasa , HMG-CoA reductasa, Enzima biosíntesis ácido graso y de NADPH Metabolismo de Aminoácidos: Enzimas del Ciclo de la Urea

22 REGULACIÓN DEL METABOLISMO
- [SUSTRATO] MODULADORES ALOSTERICOS - MODIFICACION COVALENTE ACTIVIDADDE LA ENZIMA (RÁPIDA) REGULACIÓN DE ENZIMAS VELOCIDAD DE SÍNTESIS TRANSCRIPCION TRADUCCION VELOCIDAD DE DEGRADACIÓN CANTIDAD DE ENZIMA (LENTA) CITOSOL MITOCONDRIA PEROXISOMA RETIC. ENDOPLASM. LISOSOMA COMPARTIMENTALIZACIÓN * *

23 COMPARTIMENTALIZACIÓN de las Vías Metabólicas
CITOSOL Glicólisis Metabolismo del glucógeno Vía de las pentosas fosfato Síntesis de ácidos grasos MATRIZ MITOCONDRIAL Ciclo del ácido cítrico Fosforilación oxidativa b-oxidación de los ácidos grasos Formación de cuerpos cetónicos INTERRELACIÓN ENTRE AMBOS COMPARTIMIENTOS Gluconeogénesis Síntesis de la urea

24 COMPARTIMENTALIZACIÓN de las Vías Metabólicas
En el metabolismo de los lípidos (Biosíntesis y Degradación) la compartimentalización de ambos procesos permite su regulación. Explique Malonil-CoA (precursor de biosíntesis de Acidos Grasos) en CITOSOL inhibe acilcarnitina transferasa I (enzima del inicio de la degradación de Acidos Grasos) en MITOCONDRIA Intermediarios del Ciclo de Krebs como Citrato en MITOCONDRIA inhibe la enzima Fosfofructoquinasa de la Vía Glicolítica en CITOSOL Intermediarios de Vías metabólicas sintetizados en mitocondrias pueden regular vías metabólicas que tienen lugar en citosol. Ejemplifique

25 MANTENER REDUCIDO EL GLUTATION REDUCCION DE COENZIMAS: BH4
Requerimientos de NADPH como agente reductor en las biosíntesis BIOSINTESIS de PODER REDUCTOR-NADPH NADPH SE SINTETIZA en: VIA PENTOSAS REACCION DE LA ENZIMA MÁLICA NADPH Se utiliza para: MANTENER REDUCIDO EL GLUTATION REDUCCION DE COENZIMAS: BH4 GLUTAMATO DESHIDROGENASA DEGRADACION DEL HEMO:HEMOOXIGENASA CITOCROMO P450 EN MICROSOMAS NADPH Se utiliza en la SÍNTESIS de: ACIDOS GRASOS SATURADOS E INSATURADOS COLESTEROL HORMONAS ESTEROIDEAS NUCLEOTIDOS

26 2) El NADPH es un agente reductor importante utilizado en rutas anabólicas.
Lípidos 3-Cetoacil-ACP reductasa Acetoacil-ACP + NADPH OH Butiril-ACP + NADP+ Reacción de la Fenilalanina hidroxilasa Dihidropterina reductasa H2-biopterina + NADPH H4-biopterina + NADP+ Reacción de la Ribonucleótido reductasa Tiorredoxina reductasa Tiorredoxina (S-S) + NADPH Tiorredoxina (SH2) + NADP+ Vía de las Pentosas Glucosa-6-Fosfato deshidrogenasa Glucosa-6-P + NADP P-gluconolactona +NADPH 6-fosfogluconato deshidrogenasa 6-Fosfogluconato + NADP+ + Mg Ribulosa 5-fosfato CO2 +NADPH 2) Enzima málica L-malato + NADP+ + H2O Piruvato + NADPH+ H HCO3- CITOCROMO P-450 reductasa (Fe-S) CITOCROMO P-450(ox) + NADPH + O2 + RH CITOCROMO P-450 (red) + R-OH + H-OH + NADP+ Hidroxilación de esteroides en Corteza suprarrenal Hidroxilación de xenobióticos: Barbitúricos fármacos, carcinógenos ambientales Biosíntesis de Colesterol Hidroximetil glutaril-CoA reductasa HMG-CoA + 2 NADPH + 2H+ Mevalonato + CoA-SH + 2NADP+ a) Ejemplifique con reacciones de 3 vías metabólicas diferentes donde se utilice este compuesto b) Esquematice reacciones donde se reponga NADPH a partir de la forma oxidada c) Indique la importancia de ese compuesto en reacciones de detoxificación. (recuerde la importancia del citocromo P450)

27 Encrucijadas metabólicas
GLUCOSA-6-P PIRUVATO ACETIL-CoA * *

28 Ejemplos de Interrelaciones Metabólicas

29 Encrucijada Metabólica de Glicólisis -Via Glicolitica
Glucosa-6P Glucógeno Glucógeno- génesis Glucógeno- lisis Glucosa Glucosa-6-fosfatasa (solo en hígado) Via de las Pentosas Ribosa-5-P GLUCOSA-6-P Gluconeo- genesis Glicólisis -Via Glicolitica Piruvato

30 1. ¿Cuáles serían los destinos de la misma
La síntesis de Glucosa 6-fosfato se considera una encrucijada metabólica, su destino depende de las necesidades de la célula Glucogenogénesis. Via Pentosas para la síntesis de Ribosa-5-fosfato Síntesis de ácidos grasos 1. ¿Cuáles serían los destinos de la misma en un estado de buena nutrición? 2. en una célula en división celular ? 3. en la glándula mamaria lactante ?

31 Encrucijada Metabólica de
Piruvato Otros monosacáridos Glucosa-6-fosfato Lactato PIRUVATO Ciclo Krebs Alanina CO2 Oxalacetato CO2 ACETIL-CoA * *

32 Procedencias del Piruvato
Fuente exógena (Almidón, Glucosa, fructosa, galactosa) VIA GLICOLITICA Fuente endogéna (glucógeno) Por transaminación (alanina) AMINOACIDOS Durante la Degradación (serina,triptofano) VIA GLICOLITICA AMINOACIDOS 4

33 Encrucijada Metabólica de
ACETIL-CoA 3-Hidroxi-3metil-glutaril-CoA (HMG-CoA) Colesterol Cuerpos cetónicos CO2 Acidos grasos Ciclo Krebs Biosíntesis Degradación Aminoácidos cetogénicos PIRUVATO ACETIL-CoA

34 Encrucijadas e Interrelaciones Metabólicas

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36 TEMA 12 INTEGRACIÓN METABÓLICA
LIC. NUTRICIÓN QCA. BIOLÓGICA PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN TEMA 12 INTEGRACIÓN METABÓLICA Papel regulador del ATP Requerimiento de poder reductor en procesos de biosíntesis Regulación enzimática. Regulación del metabolismo- Puntos de control de las principales vías metabólicas: glicólisis, ciclo de Krebs, vía de las pentosas, gluconeogénesis, metabolismo del glucógeno y de lípidos Encrucijadas metabólicas-Conexiones claves: Glucosa-6-fosfato, Piruvato y Acetil-CoA Perfil metabólico de los órganos más importantes: hígado, músculo, tejido adiposo, cerebro. Homeostasis de la glucosa: Ciclo ayuno-alimentación, nutrición normal. Adaptaciones metabólicas al ayuno, ayuno prolongado, inanición y en el ejercicio.

37 INTERRELACIONES METABÓLICAS
integración entre todos los ÓRGANOS usan y generan combustibles e interactúan para mantener un equilibrio dinámico adecuado a las diversas situaciones metabólicas que enfrenta el organismo en el transcurso de la vida

38 PERFILES METABÓLICOS DE LOS ÓRGANOS MAS IMPORTANTES
CADA TEJIDO Y CADA ÓRGANO TIENE UNA FUNCIÓN ESPECIALIZADA QUE SE PONE DE MANIFIESTO EN SU ACTIVIDAD METABÓLICA TEJIDO MUSCULAR  UTILIZA ENERGÍA METABÓLICA PARA PRODUCIR MOVIMIENTO TEJIDO ADIPOSO  ALMACENA Y LIBERA GRASAS  USADAS COMO COMBUSTIBLE CEREBRO  UTILIZA ENERGÍA METABÓLICA PARA BOMBEAR IONES Y PRODUCIR SEÑALES ELÉCTRICAS HÍGADO  PAPEL CENTRAL  PROCESA Y DISTRIBUYE METABOLITOS A LOS OTROS ÓRGANOS A TRAVÉS DE LA SANGRE

39 HÍGADO: Metabolismo de carbohidratos
Gluconeogénesis ----Precursores de Glucosa  Lactato y Alanina de músculo, Glicerol de tej.adip. y Aas glucogénicos de la dieta Glucosa (DIETA) Glucógeno Vía Pentosas Glucosa-6-P Glucosa-6-fosfatasa Glucogenolisis Glucosa en Sangre Vía Glicolítica PIRUVATO Síntesis de Acidos grasos Acetil-CoA C. de Krebs

40 HÍGADO: Metabolismo de Ácidos Grasos
(unidos a albúmina llegan de la sangre) Tejido Adiposo Triacilglicéridos Ácidos grasos (principal fuente de energía en el hígado) DIETA abundante Es ter i f Lipoproteínas Plasmáticas (VLDL) NADH, FADH2 (a cadena respiratoria) b-oxidación ACETIL-CoA HMG-CoA Colesterol Cuerpos cetónicos Ayuno cetogénesis Ciclo de Krebs ATP (fosforilac. oxid.) + H2O CO2 HMG-CoA: hidroxi-metil-glutaril-CoA) 40

41 HÍGADO: Metabolismo de los Aminoácidos
El hígado prefiere como combustible los α-cetoácidos derivados de la degradación de AAs antes que la Glucosa Nucleótidos Hormonas Porfirinas Proteínas hepáticas Proteínas plasmáticas Aminoácidos en el hígado Aminoácidos DIETA Aminoácidos Proteínas musculares BIOSÍNTESIS Proteínas tisulares Aminoácidos en sangre NH3 Urea Circulación general Glucosa ATP DEGRADACION PIRUVATO Acetil-CoA CICLO KREBS Circulación general gluconeogénesis 41

42 TEJIDO ADIPOSO: Metabolismo de Triglicéridos
Glucosa (Del hígado) VLDL (Del hígado) BIOSÍNTESIS ADIPOCITO Acidos grasos Glucosa Glicólisis Glicerol- 3-fosfato Acil-CoA TRIGLICERIDOS El nivel de glucosa en las células adiposas es el factor que determina la liberación de AG al plasma DEGRADACIÓN Acidos grasos Glicerol HIGADO Glicerol Complejo ácido graso-albúmina

43 MÚSCULO: selección del combustible
Actividad intensa Combustible: Glucógeno muscular Glicólisis anaeróbica Lactato Hígado (Ciclo de Cori) Actividad ligera o reposo CO2 Combustibles: Ácidos grasos Cuerpos cetónicos Glucosa en sangre Ciclo de Krebs Combustible de reserva Fosfocreatina ADP+Pi ATP ATP Creatina HÍGADO: -CICLO DE CORI (Glu-Lactato) CICLO Glu-Ala REPONEN Glucosa al Musculo Contracción muscular Velocidad de formación de ATP Creatina -fosfato>>> Glicólisis anaeróbica >>> C. Krebs y fosf. oxidativa Para Actividad media  ATP de fosforilación oxidativa

44 Ciclo de Cori Ciclo de Cori Lactato-Glucosa (Músculo-Hígado)

45 Ciclo Alanina - Glucosa
(Músculo-Hígado) LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008).

46 CEREBRO: fuentes de energía
En estado de reposo utiliza el 60% de la glucosa total consumida por el organismo Los AG no atraviesan la barrera hematoencefálica, circulan por sangre unidos a albúmina  no sirven como combustible AYUNO prolongado Cuerpos cetónicos CO2 Glucosa Combustible único DIETA NORMAL ADP+Pi ATP Transporte electrogénico por la Na+ K+ ATPasa - Metabolismo celular

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50 REGULADORES HORMONALES METABOLISMO ENERGÉTICO
Repasemos…. REGULADORES HORMONALES DEL METABOLISMO ENERGÉTICO

51 ACCIONES METABÓLICAS – INSULINA (Anabólica – Hipoglucemiante)
Repasemos…. ACCIONES METABÓLICAS – INSULINA (Anabólica – Hipoglucemiante) Sobre Hidratos de carbono Sobre Lípidos Sobre Proteínas Aumenta la captación de glucosa. Aumenta la glicólisis, vía de las pentosas, oxidación completa de glucosa. Activa la glucogenogénesis. Inhibe la glucogenólisis Inhibe la gluconeogénesis. Disminuye la glucemia. Inhibe la lipólisis en tejido adiposo Disminuyen los ácidos grasos libres en plasma. Aumenta la lipogénesis a partir de glucosa: aumenta la síntesis de ácidos grasos y de TG. Aumenta la síntesis de proteínas Disminuye la producción de urea.

52 ACCIONES METABÓLICAS GLUCAGÓN (Catabólica – Hiperglucemiante)
Repasemos…. ACCIONES METABÓLICAS GLUCAGÓN (Catabólica – Hiperglucemiante) Sobre Hidratos de carbono Sobre Lípidos Sobre Proteínas Activa la glucógeno fosforilasa en hígado: aumenta la glucogenólisis. Inhibe la glucógeno sintasa (glucogenogénesis) Activa la gluconeogénesis Aumenta la glucemia Activa la lipasa sensible a hormonas en tejido adiposo, aumenta la lipólisis. Aumentan los ácidos grasos libres en plasma. Aumenta la beta oxidación de ácidos grasos, generando Acetil CoA. Aumenta la formación de cuerpos cetónicos Aumenta la utilización de aminoácidos para síntesis de glucosa, por lo que aumenta la producción de urea .

53 ACCIONES METABÓLICAS GLUCOCORTICOIDES- (Cortisol) (Hiperglucemiante)
Repasemos…. ACCIONES METABÓLICAS GLUCOCORTICOIDES- (Cortisol) (Hiperglucemiante) Sobre Hidratos de carbono Sobre Lípidos Sobre Proteínas Disminuyen la glicólisis y consumo de glucosa en músculo y adiposo Estimulan la gluconeogénesis Aumentan la glucemia Aumentan la lipólisis en adiposo Disminuyen la síntesis de Ac. Grasos y TG en adiposo Aumenta la síntesis de proteínas en hígado y disminuye en otros tejidos Aumenta la degradación de aminoácidos (se utilizan para gluconeogénesis) Aumenta la producción de urea.

54 ACCIONES METABÓLICAS ADRENALINA - NORADRENALINA
Repasemos…. ACCIONES METABÓLICAS ADRENALINA - NORADRENALINA Sobre Lípidos Sobre Hidratos de carbono Aumenta la glucogenólisis por activación de la fosforilasa, en hígado y músculo. En músculo aumentan ácido láctico que pasa a sangre. Activan la gluconeogénesis desde lactato en hígado. Aumentan la glucemia Inhiben la liberación de insulina Inhiben la síntesis de glucógeno Aumentan la lipólisis en adiposo Aumentan los ácidos grasos libres en sangre Aumentan la beta oxidación de ácidos grasos. Aumenta la cetogénesis

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56 HOMEOSTASIS DE LA GLUCOSA
LOS NIVELES DE GLUCOSA EN SANGRE SON ESTABLES Glucemia en ayunas, sangre venosa ( mg/dl) 2-3 h MAXIMA GLUCEMIA 30´- 1 h después GLUCEMIA NORMAL PERIODO POSPRANDIAL Sistema regulatorio integrado por hormonas Asegura suministro de Glucosa permanente a los tejidos (SNC principal/)

57 ¿Qué procesos modifican la glucemia?
PROCESOS HIPER- GLUCEMIANTES Ingesta de Hidratos de C Glucogenolisis Gluconeogénesis Ayuno Glucogenogenesis Glicólisis Conversión de glucosa en lípidos PROCESOS HIPO- GLUCEMIANTES

58 Inhibe: Glucogenólisis, gluconeogénesis
Activa: Vías de Utilización de Glucosa, Glucogenogénesis, Lipogénesis, GLUT 4, Glucoquinasa ¿Cómo intervienen las hormonas en las vías metabólicas para mantener la homeostasis de glucosa? INSULINA HIPOGLUCEMIANTE GLUCAGON (hígado) ADRENALINA (músculo) GLUCOCORTICOIDES (CORTISOL) Inhibe : Glucogenogénesis Activa: Glucogenólisis, Gluconeogénesis HIPERGLUCEMIANTE HIPERGLUCEMIANTE Inhibe :Vías de utilizac, Glucosa (tej. extrahepát.) Activa: Gluconeogénesis HIPERGLUCEMIANTE

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60 Estados de la homeostacia de la Glucosa

61 ESTADOS METABOLICOS CICLO AYUNO-ALIMENTACION

62 ESTADOS METABOLICOS CICLO AYUNO-ALIMENTACION
Control Hormonal Estado Principales combustibles usados Curso temporal INSULINA POSPRANDIAL 0 – 4 hs GLUCOSA: la mayoría de los tejidos Captación glucosa por tejidos periféricos Síntesis glucógeno, TG, proteínas GLUCOSA: CEREBRO ACIDOS GRASOS: MÚSCULO, HÍGADO GLUCAGON Y ADREN. AYUNO 4 – 12 hs Se estimula la degradación de glucógeno hepático y TG GLUCOSA y C.CETÓNICOS: CEREBRO AC. GRASOS y C.CETÓNICOS: MÚSCULO GLUCAGON Y ADREN. INANICION (a) 12 hs – 16 días Hidrólisis TG y Cetogénesis CORTISOL C.CETÓNICOS: CEREBRO AC. GRASOS: MÚSCULO GLUCAGON Y ADREN. Degradación de proteína muscular (aminoácidos p/gluconeogénesis) INANICION (b) > 16 días

63 ESTADOS METABOLICOS CICLO AYUNO-ALIMENTACION

64 ALIMENTACIÓN-POSTPRANDIO

65 Vías metabólicas principales en el HÍGADO en absorción
ESTADO DE ABSORCIÓN: período de 2-4 h después de una comida normal HMP: Vía de la Hexosa Mono Fosfato AZUL: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO VERDE: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE PROTEÍNAS PARDO: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE LÍPIDOS Imagen tomada de Bioquímica 4ta Edición Champe, Pamela y Richard Harvey

66 Vías metabólicas principales en el ADIPOCITO
en absorción AZUL: METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO PARDO: METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS Imagen tomada de Bioquímica 4ta Edición Champe, Pamela y Richard Harvey

67 Vías metabólicas principales
en el MÚSCULO en absorción AZUL: METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO VERDE: METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS Imagen tomada de Bioquímica 4ta Edición Champe, Pamela y Richard Harvey

68 Vías metabólicas principales
El cerebro oxida por completo la Glucosa hasta CO2 y agua Vías metabólicas principales en el CEREBRO en absorción Sangre CEREBRO Glucosa De los combustibles circulantes en la sangre, sólo la Glucosa puede atravesar la barrera hemato-encefálica AZUL: METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO Imagen tomada de Bioquímica 4ta Edición Champe, Pamela y Richard Harvey

69 Relación de los tejidos en ESTADO DE ABSORCIÓN
(Imagen tomada de Bioquímica 4ta edic. Champe Pamela y Richard Harvey)

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71 INANICIÓN

72 Vías metabólicas principales en el HIGADO
en ayuno-inanición glucógenolisis cetogénesis lipólisis gluconeogénesis ESTADO DE AYUNO-INANICIÓN AYUNO: 4-12 horas después de una comida normal INANICIÓN: más de 24 h después de una comida normal AZUL: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO VERDE: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE PROTEÍNAS PARDO: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE LÍPIDOS Imagen tomada de Bioquímica 4ta Edición Champe, Pamela y Richard Harvey

73 Vías metabólicas principales en el ADIPOCITO
en ayuno-inanición AZUL: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO VERDE: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE PROTEÍNAS PARDO: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE LÍPIDOS Imagen tomada de Bioquímica 4ta Edición Champe, Pamela y Richard Harvey

74 Vías metabólicas principales en el MÚSCULO
en ayuno-inanición AZUL: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO VERDE: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE PROTEÍNAS PARDO: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE LÍPIDOS Imagen tomada de Bioquímica 4ta Edición Champe, Pamela y Richard Harvey

75 Vías metabólicas principales en el CEREBRO
Cuerpos Cetónicos Vías metabólicas principales en el CEREBRO en ayuno-inanición Sangre CEREBRO Glucosa AZUL: INTERMEDIARIOS DEL METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO Imagen tomada de Bioquímica 4ta Edición Champe, Pamela y Richard Harvey

76 Relación de los tejidos en ESTADO DE AYUNO PROLONGADO
(Imagen tomada de Bioquímica 4ta edic. Champe Pamela y Richard Harvey)

77 Repasemos….

78 Repasemos….

79 activas según estado metabólico
Cuadro resumen de vías metabólicas activas según estado metabólico. Vías metabólicas activas según estado metabólico Cuadro resumen Hígado Adipocito Músculo AYUNO Glucogenólisis Neoglucogénesis Cetogénesis Beta oxidación Lipólisis Beta oxidación Cetólisis Glicolisis Proteólisis muscular Beta oxidación Cetólisis Glucogenogénesis POSTPRANDIAL Glicolisis Glucogénesis Síntesis de proteínas Lipogénesis Reesterificación Lipogénesis Absorción de aminoácidos Glicolisis Reesterifición Glicolisis Glucogénesis Beta oxidación

80 PROBLEMAS

81 ¿Que vías metabólicas están activas en las siguientes situaciones?
Cuando se están consumiendo alimentos ricos en hidratos de carbono Durante una carrera de 100 m Durante una maratón

82 Cuando se están consumiendo alimentos ricos en hidratos de carbono
Glucogenogénesis Lipogénesis Vía de las pentosas Glicólisis en hígado

83 Durante una carrera de 100 m?
Glucogenolísis

84 Durante una maratón? Glucogenolisis
Lipólisis, beta-oxidación de ácidos grasos

85 Hormonal: Adrenalina ó Glucagón
Tejido adiposo: El tejido adiposo tiene un metabolismo dinámico, llevando a cabo biosíntesis de triglicéridos en periodos de prevalencia de sustratos y degradando los mismos en situación de ayuno. Con respecto al proceso de degradación explique: Hormonal: Adrenalina ó Glucagón Se libera Glicerol y Acidos grasos de cadena larga El glicerol en hígado: Gluconeogénesis Acidos grasos: Músculo y otros tejidos como fuente de energía Ayuno prolongado, diabetes no tratada Cuál ó cuales son los estímulos que puede recibir el tejido adiposo para activar la enzima clave para la lipólisis ¿Que productos se liberan a sangre y cual/cuales son su/sus destinos? ¿Enumere situaciones metabólicas: fisiológicas ó patológicas que activen este proceso

86 Músculo: Utiliza la glucosa como fuente de energía
Diferencia metabólica en el hígado y músculo e n situación de “ataque o huída”: Durante una situación de “ataque o de huída” la adrenalina pone en marcha la degradación de glucógeno en el hígado, corazón y músculo esquelético. El producto final de la degradación del glucógeno en el hígado es la glucosa. En cambio, el producto final en el músculo esquelético es el piruvato. Hígado: Organo encargado de mantener la glucemia, libera glucosa a sangre Músculo: Utiliza la glucosa como fuente de energía a)- ¿ Por qué se observan diferentes productos de degradación del glucógeno en los dos tejidos? b)- ¿ Cuál es la ventaja para el organismo en una situación de “ataque o huída” de tener estas rutas específicas para la degradación del glucógeno? Mantener los niveles normales de glucosa en sangre Disponer de fuente de energía para la contracción muscular

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92 Cuerpos Cetónicos en el Ayuno
LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008)

93 Formación y exportación de
Cuerpos Cetónicos desde el Hígado Diabetes no tratada Dieta estricta Ayuno Gluconeogénesis Ciclo de krebs Cetogénesis Acetoacetato y de D-3-Hidroxibutirato en sangre pH sanguíneo provoca ACIDOSIS ó CETOSIS

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95 BIBLIOGRAFÍA