Hidratos de Carbono II - Metabolismo del glucógeno | Gluconeogénesis Flashcards
V o F:
El glucógeno tiene una estructura lineal, formada netamente de glucosa.
F, es ramificada
- Enlaces alfa 1-4 (parte LINEAL)
- Enlaces alfa 1-6 (punto de RAMIFICACÍON)
Caracteriza a los extremos de la molécula de glucógeno:
a) Tiene un solo extremo reductor con el C1 libre
- Se une a una proteína llamada Glucogenina
2) Todo el resto de los extremos son NO reductores, con el C4 libre
Describe a la fase anabolica del metabolismo del glucogeno:
La glucogenogenesis inicia con glucosa. Es posible fosforilarla con Glucoquinasa (HIGADO) o Hexoquinasa (musculo e HIGADO), a Glucosa-6-P.
Esta molécula puede pasar a Glucosa-1-P.
Posteriormente las Glucosa se unen a UTP (Uridina triP) y, junto a un partidor, va a transformarse todo a Glucogeno
**Enzima: Glucogeno sintasa; regulada
+
Enzima ramificante
Cuales son las 2 fases del metabolismo del glucógeno?
- Glucogenogenesis: anabolica
- Glucogenolisis: catabolica
En que tejidos se sintetiza fundamentalmente el glucogeno?
Higado y musculo
Describe a la fase catabolica del metabolismo del glucogeno:
Glucogenolisis:
Se rompe el glicogeno por medio de fosfato (Fosforolisis)
**Enzima: GLucógeno fosforilasa; regulada
+
Enzima desramificante
Se obtiene glucosa-1-P; se transforma a glucosa-6-P.
SOLO en higado esta glucosa-6-P puede generar glucosa libre (desfosforilandose por la Glucosa-6-fosfatasa)
En musculo la glucosa-6-P sigue la vía glucolítica
V o F:
Tanto músculo, como hígado, son capaces de formar glucosa libre en glucogenolisis.
Falso, solo el higado.
- A través de la Glucosa-6-fosfatasa puede desfosforilar a la Glucosa-6-P
Cuales son las 2 principales vías metabolicas que permiten generar glucosa en ayuno?
Glucogenólisis y Gluconeogénesis
Que pasa en ayuno con el higado?
Genera: Glucogenólisis y Gluconeogénesis
- Las resevas de glucogeno alcanzan aprox para 10 hrs, si el ayuno se mantiene, solo se mantiene operando la gluconeogénesis
Que pasa cuando hay Hiperglicemia fisiológica?
Se sintetiza glucógeno, pero ingresa mayor cantidad de glucosa que en el higado, esto gracias a que:
- La insulina estimula la translocación de GLUT4
- El territorio muscular es mucho mas extenso que el hepatico
Como es la degradación de glucogeno en musculo?
Se degrada hasta formar glucosa-6-P, que se utiliza en la glucolisis para generar ATP para la contracción muscular; es decir, no se desfosforila para obtener glucosa, sino que se usa ya como forma de obtener energía mecánica
Musculo genera glucosa libre?
No, porque no expresa la enzima glucosa-6-fosfatasa.
Como es la unión de UTP y Glucosa-1-P?
Se forma UDP- glucosa (UDP ahora pq hay un grupo P de lo que era UTP y otro de la misma glucosa-1-P)
Se libera:
- Piru Fosfato i (PPi; dos grupos fosfato unidos)
Que con pirufosfatasas transforman el PPi a 2Pi; lo que permite que en la reacción entre UTP y Glucosa-1-P se desplace hacia producto (pq lo transformamos a otra cosa)
Cual es la enzima que genera directamente la formación de glucogeno?
Glucógeno sintasa xd (la unica REGULADA), forma enlaces alfa (1-4)
- Promueve la unión de el grupo UDP-Glucosa con un partidor, que corresponde a “n” unidades glucosa
Cuando se agrega, se hace en un extremo no reductores y se libera UDP
A que puede corresponder un partidor de la glucogenogenesis? Cual es el inicial?
A cualquier molécula de Glucógeno que este creciendo.
El partidor inicial es sintetizado la Glucogenina (que va a ubicar en el único extremo reductor del glucógeno).
La Tirosina 194 de esta, reacciona con la glucosa de un UDP-glucosa, formando un enlace con el C1. La misma Glucogenina cataliza la reacción. Esto se repite hasta tener, linealmente, 8 Glucosas con alfa (1-4) catalizados por la Glucogenina. ESTE ES EL PARTIDOR INICIAL.
En que estado se activa la glucógeno sintasa?
Hiperglicemia, bajo el efecto de la insulina
En la formación del glucógeno, como se forman las ramificaciones?
Cada 8-12 unidades de glucosa, se genera una ramificación de 13 (aprox) unidades.
- Es un proceso a cargo de la enzima Ramificante que transfiere segmentos lineales y lo une a otros con un enlace glucosídico alfa (1-6)
- Se van formando cada vez más extremos no reductores
Cual es la enzima clave de la glucogenolisis?
La glucógeno fosforilasa (la REGULADA; esta activa cuando se fosforila), que fosforila al glucógeno para separarle unidades de Glucosa-1-P y dejar al glucógeno con “n-1” unidades de glucosa. Se rompen los enlaces alfa (1-4), por que la glucógeno fosforilasa ataca los extremos NO reductores del glucógeno. IRREVERSIBLE
(es una fosforolisis)
Como se activa la glucógeno fosforilasa en el organismo?
Cuando hay hipoglicemia, se activa bajo efecto del glucagón en higado y gracias a la Adrenalina en músculo e higado.
**Se activa finalmente, al fosforilarse.
Qué enzima rompe los enlaces alfa 1-6?
La enzima desrramificante. La actividad de la glicógeno fosforilasa se detiene a 4 glucosas de una ramificación. Lo que hace la desrramificante ahí, es lo siguiente:
1) Transfiere 3 de esas 4 glucosas a un extremo no reductor del glicógeno
2) Elimina la ultima glucosa LIBRE, aquella que efectivamente estaba unida por enlace alfa 1-6 a otra cadena lineal; hidroliza el enlace
Qué pasa con la Glucosa-1-P que se produce por la accion de la glucogeno fosforilasa?
Se transforma a Glucosa-6-P (reacción REVERSIBLE) y de aquí puede tomar dos caminos:
1) Musculo: esta misma molécula entra en glicolisis anaeróbica o aeróbica, para generar ATP y poder contraerse
2) Higado: La glucosa-6-fosfatasa (que solo se expresa en higado y riñón) desfosforila a la molécula y se transforma en glucosa libre que pasa a la sangre y puede ser utilizada por otros tejidos
V o F:
El musculo, en condiciones de hipoglicemia, no participa en la regulación de los niveles de glucosa en la sangre.
V, pq no expresa la glucosa-6-fosfatasa (que solo se expresa en higado y riñón), por lo tanto en la degradación de glucogeno no puede desfosforilar a la glucosa-6-P
Cuales son las 2 enzimas reguladas del metabolismo del glucogeno?
Glucogenogenesis: Glucogeno sintasa (activa sin P); en ausencia de insulina
- Glucogenolisis: Glucogeno fosforilasa (activa con P); con insulina
Como se regulan las enzimas reguladas (xd) del metabolismo del glucógeno en presencia de hormonas hiperglicemiantes?
Con hormonas como la epinefrica o el glucagon, se genera AMPc (en la vía de señalización) y se une -activandola- a la Proteina quinasa A. Esta tiene 2 acciones (regulación concertada del metabolismo):
1) Cumple la función de desactivar a la glucogeno sintasa, al fosforilarla a partir de ATP
2) Fosforila -y activa- a la Fosforilasa quinasa (con efector positivo de Ca+2) y esta, a su vez, tiene la función de activar -FOSFORILAR- a la Glucógeno fosforilasa que se encarga de la degradación del glucógeno
Como se regulan las enzimas reguladas (xd) del metabolismo del glucógeno en presencia de insulina?
La insulina activa a la Proteína fosfatasa 1, que tiene 3 funciones concertadas:
1) Desfosforila a la Glicogeno sintasa, para activarla y fomentar la formación de glucogeno
2) Desfosforila a la Fosforilasa quinasa (que hace lo opuesto al punto 3)
3) Desfosforila a la Glicogeno fosforilasa que busca degradar el glucogeno, al hacer esto pasa a su forma menos activa y reduce la degradacion del glucogeno
Explica la regulación de la glucogeno sintasa, a través de la Glucogeno Sintasa Quinasa-3?
Aquí la insulina es muy importante, puesto que desencadena una vía de transducción que:
- Transforma el fofatidil inositol (PIP2) a fosfatidil-3,4,5-trisP (PIP3)
- Esta molécula va a activar a la PDK-1 (Proteína Dependiente de Quinasa-1) que a su vez activa -fosforila- a la PKB (Proteína Quinasa B)
- La PKB es fundamental porque FOSFORILA a la GSK o Glucogeno Sintasa Quinasa-3, haciendo que se INACTIVE.
- En forma activa, la GSK3 fosforila continuamente a la Glicogeno Sinasa, es decir, la inactiva.
- Por lo tanto, ahora la Glicogeno Sintasa la encontraremos mas frecuentemente en su forma activa, no fosforilada
- Además, se activa la Fosfoproteína Fosfatasa-1, que tiene por función DESfosforilar a la Glicógeno Sintasa y, por tanto, la activa.
**Vemos que hay 2 enzimas que finalmente se encargan de que la Glicógeno Sintasa se encuentre lo mas activa posible
Las enzimas reguladas del metabolismo del glicogeno se encuentran moduladas alostericamente. A qué forma de las enzimas regulan fundamentalmente?
A la forma inactiva, es decir:
a) La Glicógeno Sintasa (fosforilada, inactivada) se activa por el modulador positivo Glucosa-6-P; en HIGADO.
b) La Glicógeno Fosforilasa (sin fosforilar, inactivada) se activa por el efector positivo AMP; en MUSCULO.
c) La Glucógeno Fosforilasa (fosforilada, activada) se inactiva por concentraciones altas de ATP y Glucosa; en HIGADO. (esto es mucho menos importante)
**esto aplica para la fracción que no se des/fosforiló en los otros métodos de regulación de estas vía; significa que la forma inactiva no se des/fosforila para ser activada, sino que el mismo efector (+) le entrega la funcionalidad
A modo general qué métodos de modulación tienen las enzimas reguladas del metabolismo del glucógeno?
1) Des/fosforilación
2) Regulación Alostérica
Describe a la gluconeogénesis:
Vía metabolica que sintetiza glucosa a patir de compuesto no hidrocarbonatados, como lactato, glicerol y aá.
En general corresponde a la reversión de la glucolisis, es decir, que la podemos obtener a partir de piruvato; aunque sabemos que vía opuestas nunca son exactamente iguales. En el caso de las reacciones irreversibles de la glucolisis, la gluconeogenesis debe encontrar un camino alternativo para hacer reversa.
En que condiciones ocurre la gluconeogénesis? Donde ocurre?
Ayuno y ocurre tanto en higado, como riñon e intestino.
- Sabemos que el higado es el encargado de la regulación de la glicemia, sobre todo en hipoglicemia. Cuando disminuye la [ ] de glucosa sanguínea, el higado genera glucosa a través de 2 vías:
- Gluconeogénesis
- Glucogenolisis
V o F:
Las reservas hepaticas se mantienen al rededor de 10 horas en ayuno, luego de este periodo se mantiene operando solo glucogenogenesis
Falso, para contrarrestar la hipoglicemia del ayuno se generar glucosa mediante a Gluconeogenesis
En relación a la gluconeogenesis, cuales son las reacciones que no son directamente inversas a la glucolisis?
Las reacciones que son irreversibles:
1) Glucosa a Glucosa-6-P (TERCER BYPASS)
2) Fructosa-6-p a Fuctosa-1,6-biP (SEGUNDO BYPASS)
3) Fosfoenolpiruvato a Piruvato (PRIMER BYPASS)
Nombra moléculas precursoras de glucosa en la gluconeogénesis:
Glicerol, alanina (genera piruvato), lactato (genera piruvato) y otros aá (piruvato)
Explica el primer By pass de la vía de la gluconeogenica:
1) El piruvato generado entra a la mitocondria y se transforma a Oxalacetato, a través una enzima regulada de la vía, la Piruvato Carboxilasa, se regula alostericamente.
La reaccion usa CO2 + ATP + H2O y se libera ADP
2) El oxaloacetato, para salir de la cell se transforma en malato; malato desH mitocondrial
3) malato desH citoplasmatica, se oxida de nuevo a Oxalacetato en el citosólica.
4) El oxalacetato se transforma a Fosfoenolpiruvato a partir de GTP y la enzima Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa; se libera CO2 y GDP
**tanto 1) como 4) son pasos irreversibles en la vía
En qué consiste en segundo By pass?
Se hidroliza un P de la Fructosa-1,6-P y se queda como Fructosa-6-P.
**Enzima: Frutosa-1,6-bifosfatasa; enzima alostérica y MARCAPASO
En qué consiste en tercer By pass?
Consiste en la hidrolisis de 1 grupo P:
Se pasa de Glucosa-6-P a Glucosa; se genera Pi obvio
**Enzima: Glucosa-6-fosfatasa (presente en higado y riñón)
En molecula convergen tanto gluconeogénesis, como glucogenolisis?
Glucosa-6-P; ambas dps utilizan la Glucosa-6-Fosfatasa para generar glucosa libre
Nombra la regulacion de la gluconeogenesis? (cómo se regulan sus enzimas)
1) Piruvato carboxilasa: enzima alostérica del primer By pass. Es activada por Acrtil-CoA producto dela degradación de ácidos grasos, proceso que también se activa durante el ayuno
2) Fructosa-1,6-bifosfatasa: enzima alosterica del segundo Bypass, es la MARCAPASO de la vía y se regula por:
- Pf = [ATP] / [ADP] [Pi]
- Relación [Insulina] / [Glucagón]; a través de la fructosa-2-6-biP
- La actividad del Ciclo K, en citrato
**Tanto fructosa-1,6-bifosfatasa (gluconeogenesis) como la FFQ-1 (glucolisis), ejercen la regulación concertada de ambas vias
Como se relaciona la degradación de trigliceridos con la regulación de la glicemia?
Se divide en 2 procesos:
a) Lipolisis: se oxidan (beta oxidación) ac. grasos a Actil-CoA (que activa a la Piruvato carboxilasa (primer Bypass)
b) en tejido adiposo, se obtiene glicerol, que sirve como sustrato para la gluconeogenesis
Como son los efectores de FFQ-1 y Piruvato carboxilasa?
Son iguales, pero opuestos:
1) FFQ-1:
+ ADP/AMP, fructosa-2,6-biP
- ATP, citrato, H+
2) Piruvato carbocilasa:
+ ATP, citrato
- ADP/AMP, fructosa-2,6-biP
Cuando gluconeogenesis este activa, glucolisis se inactiva y viceversa.
Que enzimas funcionan en hipo/hiperglicemia?
Solo en relación a la Piruvato carboxilasa (gluconeogenesis) y FFQ-1 (glicolisis)
- Hiperglicemia: inslina, hay glucolisis y la gluconeogenesis opera a muy baja velocidad
- Hipoglicemia: glucagón, hay gluconeogenesis y la glucolisis opera a baja velocidad
Qué reacción apoya energéticamente a la gluconeogenesis?
La beta-oxidación de acidos grasos, porque, ademas de generar acetil coa, forma moleculas de NADH y FADH2 que entran a la fosforilación oxidativa y se acoplan energeticamente a la gluconeogenesis; igualmente el acetil puede irse al ciclo de krebs, a parte de formar parte del primer Bypass.
Como se forma piruvato desde lactato, para la gluconeogenesis?
En higado hay una isoforma de la enzima que normalmalmente en procesos anaerobios transforma el piruvato en lactato, pero esta es inversa.
La Lactato Deshidrogenasa transforma el lactato en piruvato para la gluconeogenesis a nivel del primer Bypass
**recordar que el lactato proviene de musculo y eritrocitos
Como la alanina influye en la gluconeogenesis?
Proviene desde musculo esquelético y se transforma en piruvato para incorporarse a la via en el primer Bypass.
La enzima es unaTransaminasa.
Como ayuda el glicerol a la gluconeogenesis?
Se transforma a glicerol-P y se oxida a dihidroxiacetona fosfato para entrar a nivel de las triosas-P.
Se combina con otro triosa-P que se denomina Gliceraldehido-3-P para formar la Fructosa-1,6-biP y continuar su camino hasta ser glucosa libre
Cuales son los aá glucogénicos?
Aquellos que se pueden generar glucosa.
Hay glucogenicos y cetogenicos.
Gluco generan: en ultimo termino Fosfoenolpiruvato
Ceto: acetil CoA
V o F:
En mamiferos hay sintesis neta de glucosa a partir de ac. grasos.
F. Los ac. grasos se degradas a Acetil-Coa, la cual no se puede convertir en piruvato pq la piruvato deshidrogenasa genera que la relacion en sentido inverso sea irreversible.
**No cuenta para la sintesis neta que ese acetil entre en ciclo de krbs para formar fosfoenolpiruvato e irse a glucosa dps, pq:
- Sintesis neta significa que todos los C de la glucosa deben provenir de los C del acido graso
