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BIOLOGA CELULAR Y MOLECULAR IIDra. Irene GavilanesMetabolismo del glucgenoObjetivosGeneral:Determinar las vas Metablicas del Glucgeno as como tambin su proceso de regulacin.Especficos:Relacionar las caractersticas estructurales y metablicas del glucgeno con sus funciones biolgicas.Explicar los mecanismos moleculares que ejercen el control metablico del balance entre la glucogenognesis y glucogenlisis en la clula y en el organismo.Diferenciar en trminos moleculares las funciones biolgicas del glucgeno heptico y el muscularRealizar un Taller seminario resumen sobre los conocimientos aprendidos sobre el tema.Estudiar desde la base bioqumica la enfermedad de Von-Gierke.

SumarioEstructura qumica del glucgeno.Caractersticas generalesMetabolismo del glucgenoParticularidades en el hgado y en el msculo.Regulacin del Metabolismo del Glucgeno.Enfermedad de Von-GierkeBibliografaGavilanes. I. Texto Bsico de Biologa Celular y Molecular II , pp. 29-47Lehninger, A. 1993. Bioqumica. Las bases moleculares de la estructura y funcin celular.Murray R, Mayes P, Granner D y Rodwell V. 1988. Bioqumica de Harper, 21a edicin. Mxico, DF: 107-118. Bioqumica Mdica. Tomo III. pp. 722-745. Cuba.

INTRODUCCINEl ejercicio fsico es la mejor terapia para una vida saludableCaso ClnicoJimmy es un fsico culturista que fue llevado inconsciente al grupo de guardia, despus de haber sido encontrado en su gimnasio. Al recobrar el conocimiento declar haberse inyectado insulina antes de hacer ejercicios por recomendacin de su amigo.Cul es la explicacin bioqumica de lo ocurrido con Jimmy?

Importancia BiolgicaSntesis:GlucognesisDegradacin:GlucogenlisisEficiencia del almacenamiento energtico en forma de glucgenoGLUCOGNESISGlucogenognesisGlucognesisOcurre en el citoplasma de todas las clulas animales, especialmente en el hgado y los msculos.Formacin del precursor activoExisten varios requerimientos para la sntesis de las macromolculas.Formacin de UDP-glucosaInicio de la sntesis etapa de iniciacinAlargamiento de la cadena de glucgenoAccin concertada de la glucgeno sintasa y la enzima ramificante TerminacinRequerimientos para la sntesisde GlucgenoReaccin simplificada:UTP + glucosa-1-(P) UDP-glucosa + (P) (P)

Esquema de las reacciones deiniciacin de la sntesis de glucgenoEtapa de AlargamientoAccin de la glucgeno sintasa

Por la accin de la glucgeno sintasa de molcula de glucgeno crece en un residuo de glucosa por el extremo no reductor, aportado por la UDP-glucosa:

El UDP as formado puede de nuevo convertirse en UTP por la accin cataltica de las enzimas nuclesido difosfoquinasa:

UDP + ATPUTP + ADP

GlucogenognesisGLUCOGENLISISEnzima fosforilasaAccin de la enzima fosforilasaAccin glucosidsica de la enzima desramificanteAccin concentrada de las enzimas glucgeno fosforilasa y desramificante.

La glucgeno fosforilasa es la enzima principal de este proceso y cataliza la siguiente reaccin:

Glucogenlisis

Accin de la glucgeno fosforilasa

La glucgeno fosforilasa escinde fosforolticamente el enlacea 1-4 del extremo no reductor de la porcin lineal de un cadena de glucgeno, y da como productos glucosa-1-(P) y una molcula de glucgeno con residuo de glucosa menos que la inicial.La enzima desramificante es una enzima multifuncional con actividad transglicosilsica y glucosidsica.

26GlucogenlisisDiferencias metablicas

entre glucgeno

heptico y muscular

El hgado puede almacenar glucgeno hasta el 10% de su peso seco y el msculo solo puede hacerlo hasta el 1 o 2%.La presencia de la enzima glucosa-6-fosfatasa en el hgado y su ausencia en el msculo condicionan una importante diferencia metablica.glucosa-6-fosfatasahgado, rin, intestino

Glucosa-6-(P) + H2O Glucosa + PiDestino de la glucosa-6-P

GLUCGENO MUSCULAR

Regulacin de la glucgeno fosforilasa

Regulacin Covalente Regulacin Alostrica La glucgeno fosforilasa posee 2 formas a y b se activa por la accin de la fosforilasa quinasa, la misma que es activada por la calmodulina que puede receptar iones Ca2+Regulacin Covalente

La glucgeno fosforilasa participa de una cascada enzimtica que provoca la amplificacin de la seal hormonal

La protena calmodulina, al unirse a los iones Ca2+, experimenta una transformacin y se activa.

La subunidad delta de la fosforilasa quinasa resulta tambin activada por iones Ca2+ similar a la calmodulina.

La protena Quinasa es activada por el AMPcLa unin de AMPc a las subunidades reguladoras de la protena quinasa provoca la formacin del complejo subunidad reguladora-AMPc y la separacin de las 2 subunidades catalticas activas.

Mecanismos de activacin e inactivacin del

glucgeno fosforilasa

Activacin e intactivacin

de la fosfoprotena

fosfatasa

Regulacin AlostricaRegulacin alostrica de la glucgeno fosforilasa

Regulacin de la glucgeno sintasaRegulacin covalenteRegulacin hormonalRegulacin Covalente

Regulacin CovalenteRegulacin por modulacin

covalente de la Glucgeno

sintasa.

Activacin de la adenilato

ciclasa por la

adrenalina y el glucagn.

Enfermedad de Von GierkeEnzima deficienteGlucosa 6-fosfatasa

Incapacidad de obtener glucosa por glucognesis o glucogenlisisSintomatologa y TratamientoAyuno

61No obstante, esto no se cumple ya que mucho antes de que se agote la reserva energtica se han producido desequilibrios metablicos que comprometen la vida del individuoAyuno prolongadoEn el ayuno se pueden considerar 3 etapas, en dependencia del tiempo y de las fuentes principales de energa empleada

Primera etapa

64

El ciclo de Cori y Cahill 65Segunda etapaNo hay piruvato por no haber GlucosaEstar estimulada la gluconeognesis a apartir de intermediarios de Ciclo de Krebs.

Adaptaciones entre el tercero y sexto da del ayuno: Las clulas cerebrales utilizan cuerpos cetnicos

Etapa finalLa segunda etapa puede estabilizarse hasta que: * Sntesis de protena heptica disminuye:- Disminuya albumina Edema - Se hacen ms susceptibles a las infecciones

La muerte sobreviene por el desgaste muscular que hace inoperante el complejo funcional cardiorespiratorio

La Diabetes Mellitus puede ser secundaria a otra patologa como el hipertiroidismo o puede ser primaria.

Sntomas clnicos Tipo 1 (IDD)Diabetes juvenil Sntomas clnicos Tipo 2(NIDD)Diabetes del adulto Causas

Se sabe que para que se instale una diabetes son necesarios la concurrencia de varios factores por lo que se dice que es multifactorial.

Adaptaciones metablicas

Hay que tener en cuente que en la Diabetes se produce disminucin de la secrecin de insulina y aumento de glucagn.

Adaptaciones metablicas

En el metabolismo de los glcidos se establecen los siguientes cambios Aumenta la secrecin de glucagn por lo tanto: Todas las adaptaciones explican la hiperglucemia presente en el diabtico

En el metabolismo de los lpidos :

En el metabolismo de las protenas: Complicaciones a corto plazo Las complicaciones a corto plaza de la Diabetes son:

La cetoacidosis Complicaciones a largo plazo Las complicaciones tardas que con mayor frecuencia se presentan en la Diabetes son:Se desconoce el mecanismo exacto, no obstante tras estos procesos degenerativos existen sin dudas cambios como consecuencia de la glicosilacin de protenas

Resolucin del caso clnicoJimmy necesita energa para realizar su ejercicio fsico. Para ello se debe liberar glucosa del glucgeno heptico, el mismo que es usado como fuente de energa tanto en el msculo como en el cerebro.

La insulina ayuda a que la glucosa liberada ingrese al tejido heptico y muscular y se guarde como glucgeno, al ser imperante el uso de energa, la glucosa viaja al tejido muscular y la emplea como combustible metablico, de tal forma que se da un estado de hipoglucemia.

El suministro de glucosa tiene gran importancia metablica ya que suministra energa al cerebro. La hipoglucemia puede producir alucinaciones, y vrtigo incluso provocar un coma, como resultado de un suministro disminuido de glucosa al cerebro por la lenta tasa de transporte de glucosa a travs de la barrera hematoenceflica de la sangre al hgado y al cerebro. RESUMENPreguntas cortasVive para ser feliz alimntate sanamenteGRACIAS