gluco geno
DESCRIPTION
importancia y funciones del glocogennoTRANSCRIPT
GLUCOGENO
Es un polisacárido de reserva animal formado por uniones de glucosa α(1,4) con ramificaciones α(1,6). Es una molécula muy ramificada para permitir una rápida movilización de la glucosa
IMPORTANCIA Y FUNCIONES DEL GLUCOGENO
El exceso de glucosa de la dieta se almacena como glucógeno. Se moviliza cuando surge una necesidad: actividad muscular entre comidas (reserva energética 12-24H)
Se encuentra en forma de gránulos en el citosol, contiene las enzimas para su degradación y biosíntesis, así como también enzimas reguladoras.
Lugares de almacenamiento: Hígado y musculo esquelético
Funciones diferentes: regulara el nivel de glucosa en sangre (hígado) y suministrar glucosa para la actividad muscular vigorosa (musculo)
IMPORTANCI
A
•Es una fuente de fácil disponibilidad de unidades de hexosa para la glucólisis dentro del propio músculo
DEL
•El glucógeno hepático sirve en gran parte para exportar unidades de hexosa para la conservación de la glucosa sanguínea
GLUCOGEN
O
•El glucógeno muscular sólo disminuye de manera significativa después de ejercicio
En el hígado (10% de la masa hepática)
En los músculos (1% de la masa muscular)
Pueden encontrarse pequeñas cantidades de glucógeno en ciertas células gliales del cerebro
El glucógeno es el polisacárido de reserva energética
DIGESTIÓN DEL GLUCÓGENO.
La digestión del glucógeno es llevada a cabo por las amilasas
Como estas no pueden digerir los enlaces α(1,6)
Cuando llega a estos puntos actúa la enzima desramificante que convierte las ramificaciones en polisacáridos lineales de glucosa
Tiene por tanto una actividad α(1,6)glicosidasa.
La síntesis de glucógeno se realiza mediante adición de unidades de glucosa (unidades glicosilo), siendo la molécula dadora UDP-glucosa.
El átomo de carbono C-1 de la UDP-glucosa se activa porque su grupo hidroxilo esta esterificado con el difosfato del UDP.
CICLO DE CORI
GLUCOGÉNESIS
La SÍNTESIS DE GLUCÓGENO precisa a partir de tres actividades enzimáticas:
Para activar la molécula de glucosa:
UDP-glucosa fosforilasa.
Para añadir la molécula de glucosa activada al
extremo de la molécula de glucógeno: glucógeno
sintasa.
Para generar las ramificaciones del
glucógeno: enzima ramificante.
GLUCOGENESIS
BIOSÍNTESIS DE UDP-GLUCOSA
UDP-glucosa es sintetizada a partir de glucosa 1-fosfato y UTP mediante reacción catalizada por la UDP-glucosa pirofosforilasa.
Reacción fácilmente reversible. Es dirigida hacia formación de UDP-glucosa por la degradación rápida e irreversible del pirofosfato mediante una pirofosfatasa inorgánica.
UDP + ATP UTP + ADPGlucógeno sintasa solamente puede añadir residuos glucosilo si la cadena de polisacárido contiene más de cuatro residuos. Necesita la acción previa de un iniciador o cebador, función desempeñada por la glucogenina.
Glucógeno sintasaLas unidades glicosilo activadas de la UDP-glucosa son transferidas a los extremos no reductores del glucógeno.
Se forma un enlace α-1,4-glicosídico.Esta reacción está catalizada por la glucógeno sintasa. Enzima regulador clave en la síntesis del glucógeno.
UDP es regenerado a UTP de nuevo por la nucleósido difosfoquinasa a partir de ATP.
GLUCOGENINA
Proteína dimérica: Dos subunidades idénticas .
Cada subunidad posee un oligosacárido de unidades de glucosa con enlaces α-1,4.
El carbono 1 de la primera unidad de cada cadena, está unido covalentemente al grupo hidroxilo fenólico de una tirosina específica.
Cada una de las subunidades cataliza la unión de ocho unidades de glucosa a su
pareja en el dímero.
Una vez añadidas dichas unidades de glucosa a cada subunidad de glucogenina, la glucógeno sintasa entra en acción para alargar la molécula de glucógeno.
ENZIMA RAMIFICANTE
Glucógeno sintasa solamente cataliza la formación de enlacesα-1,4-glucosídicos.
Es necesario otro enzima para formar enlaces α-1,6 para hacer del glucógeno un polímero ramificado.
La ramificación tiene lugar después de que un cierto número de unidades glicosilo se hayan unido mediante enlacesα-1,4 por la glucógeno sintasa. Las ramas se forman por ruptura de un enlace α-1,4 y formación de un enlace α-1,6.
El enzima que realiza esta transformación es el enzima ramificante: Transfiere bloques de 7 residuos de glucosa hacia un lugar más interior. Altamente específico: el bloque de 7 glucosas que transfiere debe
incluir el extremo no reductor y proceder de una cadena de al menos 11 residuos.
El nuevo punto de ramificación que se genera debe distar de otro preexistente al menos en 4 residuos.
La ramificación es importante porque incrementa la solubilidad del glucógeno.
Genera un gran número de residuos terminales no reductores (lugares de acción de glucógeno fosforilasa y sintasa).
Incrementa la velocidad de síntesis y degradación del glucógeno.
VIA DE LAS PENTOSAS FOSFATO La ruta de la pentosa fosfato, también conocida
como lanzadera de fosfatos de pentosas, es una rutametabólica estrechamente relacionada con la glucólisis, durante la cual se utiliza laglucosa para generar ribosa,que es necesaria para la biosíntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos. Además, también se obtiene poderreductor en forma de NADPH que se utilizará comocoenzima de enzimas propias del metabolismo anabólico.
De esta manera, este proceso metabólico, el cual es regulado por insulina, tiene una doble función, ya que laglucosa se usa para formar NADPH, mientras que también se puede transformar en otros componentes delmetabolismo, especialmente pentosas, utilizadas para la síntesis de nucleótidos y de ácidos nucleicos. Así,se forma un puente entre rutas anabólicas y catabólicas de la glucosa.
La ruta de la pentosa fosfato tiene lugar en el citosol, y puede dividirse en dos fases:
Fase oxidativa: se genera NADPH. Fase no oxidativa: se sintetizan pentosas-
fosfato y otros monosacáridos-fosfato.+
FASE OXIDATIVA
Durante fase oxidativa, a partir de glucosa-6-fosfato obtenida mediante la fosforilación de la glucosa libre, seobtiene NADPH y finalmente se forma la pentosa ribulosa-5-fosfato, motivo por el cual este proceso metabólicose denomina “la ruta de la pentosa fosfato”.
FASE NO OXIDATIVA
La fase no oxidativa de la ruta de la pentosa fosfato se inicia en caso que la célula necesite más NADPH que ribosa-5-fosfato. En este segundo proceso se encuentran una compleja secuencia de reacciones que permitencambiar los azúcares C3, C4, C5, C6 y C7 de las pentosas para poder formar finalmentegliceraldehído-3-fosfato y fructosa-6-fosfato, los cuales podrán seguir directamente con la glucólisis
CATABOLISMO DEL GLUCÓGENO O (GLUCOGENÓLISIS)
Debido a la estructura tan ramificada del glucógeno, permite la obtención de moléculas de glucosa en el momento que se necesita. Este proceso se incrementa en el músculo varias veces inmediatamente después del comienzo de la contracción.
La degradación del glucógeno ocurre desde los extremos 4-OH de las cadenas.El enzima clave es la glucógeno fosforilasa
Cataliza la fosforólisis de los enlaces α(1 - 4) glicosídicos,
liberando glucosa-1-fosfato.
Glucógeno (n) + Pi - Glucógeno (n–1) + glucosa-1- fosfato
ENZIMA GLUCÓGENO FOSFORILASA
La fosforólisis está catalizada por la glucógeno fosforilasa
Esta enzima tiene dos centros catalíticos independientes, resultante del plegamiento de una única cadenapolipeptídica:1. La actividad transferasa permite hidrolizar un trisacárido de glucosa, y
transferirlo al extremo de otra cadena. Queda una glucosa unida por un enlace α(1 - 4).
2. La actividad α(1 - 6) glucosidasa hidroliza el enlace α(1 - 6) y libera glucosa. Es la única ocasión en la que se libera glucosa del glucógeno.
ENZIMA DESRAMIFICANTE
La glucosa-1-fosfato no puede utilizarse directamente en el metabolismo energético
celular
• La glucosa-6-fosfato sí puede ser
utilizada en otras rutas metabólicas.
La glucosa-6-fosfatasa, que solo existe en el hígado, cataliza la reacción:glucosa-6-fosfato + H2O - glucosa + Pi
Es clave para la función reguladora de la homeostasis de la glucosa que ejerce el hígado. Los demás tejidos carecen de ella.
La ausencia de glucosa-6-fosfatasa en los otros tejidos hace que no sea posible la liberación de glucosa; antes bien la Glucosa-6-P proveniente de la glucogenólisis se destina a la glicolisis.
DESTINO METABÓLICO DE LA GLUCOSA 6-FOSFATO EN OTROS TEJIDOS
UNA VISIÓN GLOBAL DE LA DEGRADACIÓN DEL GLUCÓGENO
El producto resultantedel catabolismo delglucógeno es:glucosa-1-fosfatoy una pequeña cantidad de glucosa
• La glucógeno fosforilasa es, de entre los varios enzimas que participan en el catabolismo del glucógeno, el enzima que más eficazmente regula la glucogenólisis.
• La regulación de la glucógeno fosforilasa hepática y la muscular es diferenteLa regulación de la glucogenólisis puede tener lugar por tres vías diferentes:1. Interconversión enzimática de la glucógeno fosforilasa (mecanismo dependiente de
cAMP; hígado)2. Activación del enzima por mecanismos dependiente de Ca2+ (músculo e hígado)3. Activación alostérica (AMP)Dado que el destino metabólico del glucógeno es diferente, la glucogenólisis está regulada por señales hormonales diferentes en cada tejido (glucagón en el hígado y β-adrenérgicos en el músculo). El glucagón se produce en respuesta a niveles bajos de glucosa. La epinefrina es parte de la respuesta , de “alerta” del individuo ante el peligro.
LA REGULACIÓN DE LA GLUCOGENÓLISIS
La glucógeno fosforilasa (hígado y músculo) existe bajo dos formas:I. "a" es una forma activa del enzima,
fosforilada, cuya actividad es poco sensible a reguladores alostéricos. La de músculo es sensible a glucosa
II. "b" es una forma defosforilada del enzima que es mucho
menos activa, pero que puede ser activada por efectores alostéricos (más en músculo que en hígado).
REGULACIÓN DE LA GLUCOGENÓLISIS (I)
REGULACIÓN DE LA GLUCOGENOLISIS (II)
I. En el hígado y músculo, la glucógeno fosforilasa es fosforilizada, y activada, por la fosforilasa kinasa
II. Este enzima existe también bajo dos formas, una fosforilizada que es activa y otra no fosforilizada que es mucho menos activa
III. En hígado, la fosforilización y activación del enzima es catalizada por la proteína kinasa A, dependiente de cAMP
CICLO DE CORI
CONTROL HORMONAL DE LA GLICEMIA
GLICEMIA Niveles de glucosa en sangre. Se miden en
mg de glucosa por dl de sangre.Valores normales oscilan:
entre 75-110 mg/dl en ayunas debajo de 200 mg/dl después de comer.
Las células requieren energía para llevar a cabo todas sus funciones vitales con
éxito, y esta energía es obtenida principalmente a partir de la glucosa,
carbohidrato que se encuentra en alimentos como masas, algunos vegetales, pastas, entre otros.
La glucosa es liberada por acción enzimática desde los alimentos que la contienen a nivel bucal y
duodenal (intestino delgado), y luego es absorbida hacia el sistema circulatorio principalmente en el duodeno, y en concentraciones menores en las
porciones media y terminal del intestino delgado (yeyuno e íleon, respectivamente).
De manera accesoria al intestino delgado, se encuentra el páncreas: tejido pancreático especializado en funciones
hormonales es el páncreas endocrino, encargado de regular directamente la concentración de glucosa existente
en la sangre y fluidos corporales, y su tránsito hacia las células (glicemia).
El páncreas regula la glucemia a través de las hormonas insulina y glucagón.
La insulina se secreta en respuesta a un incremento en la concentración de
glucosa o de aminoácidos en la sangre. Estimula la
absorción y la utilización de
glucosa e induce la conversión de
glucosa en glucógeno.
Estos procesos disminuyen la
glucemia.
El glucagón estimula la degradación de glucógeno a glucosa en el hígado y la degradación de grasas y proteínas. Estas actividades incrementan la concentración de azúcar en la sangre.
Acción insulina-glucagón y glicemia
Cuando una persona ingiere alimentos ricos en carbohidratos, las células beta del páncreas endocrino liberan mayor cantidad de insulina.
La cantidad de glucosa que las células requieren para su óptimo funcionamiento es regulada por acción directa de la insulina; la glucosa excedente es almacenada como glucógeno en órganos como el hígado, también gracias a la insulina, para momentos donde pueda requerirse (estrés nutricional).
El glucógeno (también por acción de la insulina) puede transformarse en depósitos de grasa (adipocitos), los cuales son difíciles de degradar.
Se pensó por mucho tiempo que la liberación de insulina desde las células beta estaba mediada solo por la glicemia (a mayor aumento de glucosa en sangre, mayor liberación de insulina), sin embargo se han descrito otros agentes reguladores, como la acción de la somatostina, que cuando es liberada disminuye la concentración de insulina en sangre, o interacciones con el glucagón y aumento de aminoácidos en sangre, que aumentan la concentración de insulina en sangre. Por otra parte, la hormona glucagón, liberada por las células alfa, posee funciones contrarias a la insulina, estimulando la glucogenólisis (degradación del glucógeno almacenado en el hígado y liberación de glucosa a la sangre).
Regulación hormonal de la glucosa
sanguínea
Cuando la concentración de glucosa en la sangre es baja, el páncreas libera glucagón, que estimula la
degradación de glucógeno y la salida de glucosa del hígado.
el glucagón, la adrenalina y los glucocorticoides se encargar de
estimular la producción de glucosa a través de la utilización de proteínas
del músculo y de la grasa almacenada en el tejido adiposo, por
ello se llaman hormonas hiperglucemiantes.
Por el contrario, cuando los niveles de azúcar en sangre empiezan a subir es la insulina la que se encarga de mantenerlos “a raya”, a través de varios mecanismos:
Estimula la entrada de glucosa en el músculo y en el tejido adiposo (retirándola del torrente sanguíneo),
Estimula la formación de glucógeno (utilizando la glucosa) en el hígado y en el músculo.
Estimula la formación de grasa (partiendo de la glucosa) en el hígado y en tejido adiposo.
Estimula la captación de aminoácidos por parte del músculo y favorece la síntesis de proteínas en el mismo.
Por todo ello decimos que es una hormona hipoglucemiante (baja niveles de azúcar en sangre) y anabólica (estimula la formación del músculo y tejido adiposo).
En situaciones de estrés, la hormona adrenocorticotrófica (ACTH) producida por la hipófisis anterior estimula la corteza suprarrenal. Ésta libera cortisol y otras hormonas que incrementan la degradación de lípidos y proteínas y su conversión en glucosa en el hígado. Por otra parte, la estimulación de la médula suprarrenal por las fibras nerviosas del sistema nervioso autónomo (simpático) produce la liberación de adrenalina y noradrenalina, que también elevan la concentración de glucosa en la sangre
La hormona del crecimiento y la somatostatina, que no se muestran en este esquema, también afectan los niveles de glucosa. La hormona del crecimiento inhibe la absorción y la oxidación de la glucosa y estimula la degradación de los ácidos grasos y ejerce así un efecto hiperglucemiante. La somatostatina influye en la velocidad a la cual la glucosa es absorbida por el torrente sanguíneo desde el tubo digestivo.
