Post on 06-Jan-2015
Regulación Hormonal del metabolismo de glucosa
Dra. Sobeida Sánchez Nieto
Formas de regulación del metabolismo
Cantidad de proteína Isoenzimas
Modificación covalente de la proteína
Activadores o inhibidores de la actividad de la proteína (alosterismo, inhibición por producto, activadores metabólicos)
Nivel transcripcional o postranscripcional
Nivel postraduccional
Objetivos Conocer la definición de hormonas. Conocer que las hormonas son una forma de
regulación del metabolismo. Conocer los mecanismos de acción y transducción de
la señal por insulina: activación de proteínas cinasas y de proteínas involucradas en transporte y metabolismo.
Manejar un modelo experimental animal para medir el efecto de insulina sobre la toma de glucosa por diferentes tejidos.
Analizar el efecto de un inhibidor de la cascada de transducción de señales en el transporte de glucosa.
¿Qué tipo de señales se producen en la célula? nutrientes
a. Regulación metabólica
ejemplo operón Lac
b. Transducción de sensacionesnutrientes
fuenteejemplo quimiotaxis
c. Comunicación célula a célula
aaaa
ejemplo transmisión de información genética en levaduras
Receptores y señales de transducción
La habilidad para responder al ambiente y controlar la entra y salida a través de la membrana es una de las características de cualquier célula.
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.
Principios de la transducción de señales
A mplificación(segundo mensajero)
Respuesta Respuesta Respuesta
T ransducción
Recepción
Señal(ligante)
Hormonas (Del griego “hormon” poner en movimiento) 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.
Sin embargo, algunos compuestos que son apolares pueden permear la membrana y no se unen a un receptor localizado en la membrana plasmática.
Mensajeros celulares primarios (hidrofóbicos)
La mayoría de las hormonas son polares
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
Transducción de señales
Segundo 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).
Amplificadores de la señal
Consecuencias de la producción de segundos mensajeros
Los segundos mensajeros difunden libremente a otros compartimentos celulares.
La señal se amplifica, siempre se activan enzimas o conductos membranales.
Existen mensajeros comunes para una señal y esto proporciona una conversación cruzada (cross talk) entre diferentes vías de señalización
Amplificación de la señal
Una sola molécula (hormona) puede llevar a un cambio importante en la concentración de otras moléculas
La fosforilación de proteínas
Forma habitual de transferir información
Ser, Thr, Tyr
Mantenimiento de la homeostasis sanguínea
Siempre se debe mantener una concentración de glucosa en sangre (alrededor 70mg/dL).
Por arriba o por debajo de ese valor, las hormonas nos ayudarán a regresar al equilibrio.
La insulina Hormona que facilita la captación y
utilización de la glucosa por los tejidos corporales, especialmente en los músculos y el tejido adiposo (tejidos insulino dependientes).
Estructura secundaria y cuaternaria de la insulina
La insulina es liberada al medio extracelular en un mecanismo dependiente de glucosa.
La insulina es una proteína que se sintetiza como un prepropéptido:
A) Péptido señalB) Proteína no
funcional (preinsulina)
C) Se libera mediante vesículas
Receptor de insulina
Receptor de insulina Sitio o dominio de
unión a insulina (extracelular)
Dominio transmembranal
Dominio intracelular:A) Sitio de unión a ATPB) Sitios de fosforilaciónC) Sitios de activación
de cinasas.
Efectos de la insulina sobre los diferentes metabolismos En general disminuye la concentración de glucosa en sangre. Aumenta la síntesis proteica Disminuye la utilización de los ácidos grasos
Metabolismo Estimulación Inhibición
CHO Ingreso a la célulaSíntesis de glucógenoGlucólisis
GlucogenolisisGluconeogénesis
Proteínas Ingreso de aminoácidos a la célulaSíntesis proteíca
Catabolismo proteico
Grasas Lipogénesis Lipólisis-Oxidacióncetogénesis
Efectos de la insulina sobre el metabolismo energético Efecto Enzima diana Entrada de glucosa (músculo) Transportador de glucosa Entrada de glucosa (hígado) Glucoquinasa Síntesis de Glucógeno Glucógeno sintasa (hígado, músculo) Glucolisis hasta AcetilCoA PFK-1 y PyrDH
(hígado, músculo) Síntesis de Acidos Grasos (hígado) AcetilCoA Carboxilasa Sintesis de TAG (tejido adiposo) Lipoproteín lipasa Degradación de Glucógeno Glucógeno fosforilasa
(hígado, músculo)
Reclutamiento de transportador de glucosa en la membrana
plasmática
ADP
Diferentes transportadores de glucosa en el mismo organismo (isoformas)
Nombre Distribución Km (mmol/L) Tamaño (aa) Otros
GLUT1 EritrocitosFetoPlacentaCerebro
5-7 492
GLUT2 HígadoRiñónIntestino
7-20 524
GLUT3 Cerebro 1.6 496
GLUT4 Músculo Tejido Adiposo
5 509 Inducible por insulina
Problema experimental Identificar el o los procesos
mediante los cuales el hígado y el tejido adiposo contribuyen al efecto de la insulina, cuando la glucosa asciende en sangre a concentraciones equivalentes a las proporcionadas por una alta ingesta de carbohidratos.
Eventos celulares encendidos por insulina
Wormanina Inhibidor de la
fosfatidilinositol-3-kinasa
(PI3K) Se une de
manera específica al sitio de unión de ATP de la enzima
Procedimiento experimental: Incubación del tejido con insulina
...
Determinación de glucosa Método de Cobre-Arsenomolibdato en medio alcalino.
Realizar curva patrón de glucosa (STOCK 200ug/mL). Tubos 1 al 6.
Determinar la concentración de glucosa en los filtrados. Obtener la concentración de glucosa, considerando que
se usaron 2mL de filtrado y que originalmente tenían 50mL y no olvidar que ese valor dependerá de la cantidad de tejido que pusieron en cada matraz.
Curva patrón y muestrasTabla 6.1. Cantidades y orden en el que se realiza la cuantificación de carbohidratos
Tubo
200ug/mL Glucosa
(mL)
Sobrenadantes H2O (mL)
RCuM NH4(AsMoO4)2 (mL)
H2O (mL)
Abs 520nm
1 - - 2.0 2.0 2.0 4.0 2 0.1 - 1.9 2.0 2.0 4.0 3 0.2 - 1.8 2.0 2.0 4.0 4 0.3 - 1.7 2.0 2.0 4.0 5 0.4 - 1.6 2.0 2.0 4.0
Curv
a pa
trón
6 0.5 - 1.5 2.0 2.0 4.0 I - 1.0 - 2.0 2.0 4.0 II - 1.0 - 2.0 2.0 4.0 III - 1.0 - 2.0 2.0 4.0 IV - 1.0 - 2.0 2.0 4.0 V - 1.0 - 2.0 2.0 4.0 VI - 1.0 - 2.0 2.0 4.0
Tejid
o
W - 1.0 - 2.0
Mez
clar b
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2.0 4.0
Enzimas del hígado que se ven afectadas por Insulina
Discusión
Efecto de la insulina en el hígado
Una porción grande de glucosa es absorbida por el intestino delgado e inmediatamente es tomado por los hepatocitos, para almacenarlo en forma de glucógeno.Se activa la hexocinasaInhibe la glucosa-6P fosfatasaActiva a la fosfofructocinasa and glycogen sintetasa.
El efecto neto es claro cuando hay abundante abasto de glucosa, la insulina le “dice” al hígado
que guarde tanto sea posible para usarlo posteriormente.
Discusión
En el tejido adiposo el efecto de insulina es...
Abundante glucosa promueve la acumulación de triacilgliceroles en el tejido adiposo
Se inhibe la lipolisis
Discusión