Metabolismo de
carbohidratos 5 (Glucogenogénesis
y glucogenólisis)
Marijose Artolozaga Sustacha, MSc
METABOLISMO DEL GLUCÓGENO
• Glucógeno se almacena:
– En hígado:
aprox. 10% del peso del hígado es glucógeno
– En músculo:
aprox. un 1-2%
Concentración en el citosol del hígado:
– Si fuera toda la glucosa disuelta: 0,4M
– En forma de glucógeno: 0,01mM
ósmosis!
• Grasa almacena energía pero no es glucogénica... el cerebro necesita glucosa
• Glucógeno se almacena:
En el citosol
En forma de gránulos de glucógeno con:
– Glucógeno
– Las enzimas que lo sintetizan y que lo degradan
– Reguladores de las enzimas
• Glucógeno se agota:
– El del músculo:
<1h de ejercicio intenso
– El del hígado:
12-24h de ayuno
Glucógeno
de la dieta…
Glucosa
GLUCOGENÓLISIS
Glucogenólisis
• Degradación de glucógeno a glucosa
• En el citoplasma
• Contraria a la glucógenogénesis PERO
• Diferentes enzimas
• Regulada por hormonas
• Cuando glucosa sanguínea baja
Glucogenólisis
Enzimas:
• Glucógeno fosforilasa
Glucógeno (a 1-4) glucosa-1-P
• Enzima desramificante
Transfiere 3 glucosas a otra rama
Hidroliza el enlace (a 1-6)
• Fosfoglucomutasa
G-1-P G-6-P
• Glucosa-6-Fosfatasa
G-6-P Glucosa
Glucogenólisis
Glucógeno fosforilasa
Enzima desramificante
Fosfoglucomutasa
Glucosa-6-Fosfatasa
Glucogenólisis
Reacción de la glucógeno fosforilasa
Glucogenólisis
Reacción de la glucógeno fosforilasa
Glucogenólisis
Reacción de la glucógeno fosforilasa
• Parte de la energía del enlace glucosídico se conserva en el éster-fosfato
• Coenzima: piridoxal-P • Sustrato:
• enlaces (a1-4) • extremos no-reductores del
glucógeno… …hasta 4 glucosas antes del enlace (a1-6)
Glucogenólisis
Acción de la enzima desramificante
= oligo (a1-6) a (a1-4) glucantransferasa
2 reacciones consecutivas:
•Transfiere 3 glucosas
•Hidroliza enlace (a1-6)
Producto de la Glucogenólisis
A partir de glucosa-1-P:
•En músculo = glucosa-6-P
•En hígado = glucosa
Producto de la Glucogenólisis:
Se forma Glucosa-1-P Fosfoglucomutasa (reversible)
Glucosa-6-P
En músculo En hígado:
Glicólisis G-6-Fosfatasa Glucosa
Energía Sale a la sangre:
Glicemia
La Glucosa-6-fosfatasa está:
• Sólo en hígado
• En el retículo endoplasmático
Se separa esta reacción
de las de la glicólisis (La fosfatasa abortaría
la glicólisis)
Músculo no tiene la enzima:
No puede exportar glucosa
Glucosa sale a la sangre
Última reacción de la Glucogenólisis
GLUCOGENOGÉNESIS
Glucogenogénesis
• Síntesis de glucógeno a partir de glucosa
• En el citoplasma
• Contraria a la glucogenólisis PERO
• Diferentes enzimas
• Más en el hígado (y el músculo)
• Se activa con excesos de glucosa: después de comer
• Regulada por hormonas
• Glucosa
• Glucosa-6-P
• Glucosa-1-P UTP
-- UDPG pirofosforilasa -- • UDP-glucosa = UDP-G PPi
glucógeno sintasa
UDP-glucosa + glucógenon glucógenon+1 + UDP
• Se une al extremo no reductor de las ramas de glucógeno
• Además: enzimas ramificantes: enlaces (a 1-6)
Glucogenogénesis
enlaces (a 1-4)
Energía
Glucogenogénesis
Además: enzimas ramificantes: enlaces (a 1-6)
Alargamiento de las cadenas(a 1-4)
UDPG pirofosforilasa =
Glucogenogénesis: Alargamiento de las cadenas(a 1-4)
Además: enzimas ramificantes: enlaces (a 1-6)
Glucogenogénesis
Reacción de la UDPG-Pirofosforilasa
Glucogenogénesis
Reacción de la glucógeno sintasa
Glucogenogénesis
Reacción de la glucógeno sintasa
Glucogenogénesis
Reacción de la enzima ramificante
Glucogenogénesis
Acción de la enzima ramificante
Glucogenogénesis
Inicio de la Glucogenogénesis
Acción de la glucogenina:
• La Glucógeno sintasa no puede iniciar una cadena nueva: necesita un cebador donde ir uniendo glucosas
Proteína glucogenina:
• Actividad glucosiltransferasa
• Aá Tirosina-OH glucosa UDPG
• Alargamiento hasta 6-7 glucosas…
…luego la Glucógeno Sintasa y la ramificante
La glucogenina:
queda encerrada dentro de la molécula de glucógeno, unida al único extremo reductor
Se regula la actividad de
• la glucógeno fosforilasa = glucogenólisis
• la glucógeno sintasa = glucogenogénesis
• Alostérica
• Hormonal:
– Por fosforilación y defosforilación
Regulación de vías del glucógeno
En estado de absorción:
Glucosa-6-P:
activa la sintasa
inhibe la fosforilasa
ATP inhibe la fosforilasa
Glucosa inhibe la fosforilasa en hígado
En contracción muscular:
Ca++ fosforilasa quinasa ( activa la fosforilasa)
AMP activa la fosforilasa
Regulación alostérica de vías del glucógeno
Síntesis de glucógeno Degradación
Degradación de glucógeno Síntesis
Reguladas por Proteín quinasa A … (AMPc, glucagón)
Misma señal: efecto contrario
Regulación hormonal de vías del glucógeno
por fosforilación y defosforilación
Regulación de vías del glucógeno
Regulación de enzimas:
• Glucógeno sintasa
– es activa defosforilada
– es inactiva fosforilada
• Glucógeno fosforilasa
– es inactiva defosforilada
– es activa fosforilada
-Misma señal
-efecto contrario
Regulación de vías del glucógeno
Glucagón activa la degradación e inhibe la síntesis de glucógeno
AMPc activa la PKA fosforila estas quinasas se activan: • Quinasas fosforilan:
• la glucógeno fosforilasa activa • la glucógeno sintasa inactiva
Glucagón
fosforila la Fosfofructoquinasa2 actividad fosfatasa F 2,6-diP activa la Fructosa 1,6-diFosfatasa
Glucagón activa la gluconeogénesis
Glucosa en sangre
En ayuno
en hígado
Defosforilada =
activa
Fosforilada =
inactiva
Inactivació
n
ho
rmo
nal
Activació
n
alostérica
Fosforilada PERO
activa
Regulación de vías del glucógeno
Regulación de vías del glucógeno
Función de las reservas de glucógeno en músculo e hígado
•Glucógeno= principal fuente de energía para la contracción del músculo
•En el hígado se obtiene la mayor parte de la energía de la oxidación de los ác. grasos glucógeno = fuente de glucosa sanguínea para el catabolismo en otros tejidos
•Hígado funciona como “glucostato”: regulación de la glucógeno sintasa y la fosforilasa. Vmax de las dos vías es similar.
•En músculo la Vmax de glucogenólisis es 300x mayor que la de glucogenogénesis.
Enfermedades de almacenamiento del glucógeno
La acumulación de glucógeno anormal se debe generalmente a un fallo en su degradación.
• Déficit en diferentes enzimas
• Algunos casos provocan muerte por insuficiencia hepática
Enfermedades de almacenamiento del glucógeno
Enfermedades de almacenamiento del glucógeno
Enfermedades de almacenamiento del glucógeno
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