Hidratos de Carbono II - Metabolismo del glucógeno | Gluconeogénesis

Question 1

V o F:

El glucógeno tiene una estructura lineal, formada netamente de glucosa.

Answer 1

F, es ramificada

• Enlaces alfa 1-4 (parte LINEAL)
• Enlaces alfa 1-6 (punto de RAMIFICACÍON)

Question 2

Caracteriza a los extremos de la molécula de glucógeno:

Answer 2

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

Question 3

Describe a la fase anabolica del metabolismo del glucogeno:

Answer 3

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

Question 4

Cuales son las 2 fases del metabolismo del glucógeno?

Answer 4

• Glucogenogenesis: anabolica

- Glucogenolisis: catabolica

Question 5

En que tejidos se sintetiza fundamentalmente el glucogeno?

Answer 5

Higado y musculo

Question 6

Describe a la fase catabolica del metabolismo del glucogeno:

Answer 6

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

Question 7

V o F:

Tanto músculo, como hígado, son capaces de formar glucosa libre en glucogenolisis.

Answer 7

Falso, solo el higado.

• A través de la Glucosa-6-fosfatasa puede desfosforilar a la Glucosa-6-P

Question 8

Cuales son las 2 principales vías metabolicas que permiten generar glucosa en ayuno?

Answer 8

Glucogenólisis y Gluconeogénesis

Question 9

Que pasa en ayuno con el higado?

Answer 9

Genera: Glucogenólisis y Gluconeogénesis

• Las resevas de glucogeno alcanzan aprox para 10 hrs, si el ayuno se mantiene, solo se mantiene operando la gluconeogénesis

Question 10

Que pasa cuando hay Hiperglicemia fisiológica?

Answer 10

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

Question 11

Como es la degradación de glucogeno en musculo?

Answer 11

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

Question 12

Musculo genera glucosa libre?

Answer 12

No, porque no expresa la enzima glucosa-6-fosfatasa.

Question 13

Como es la unión de UTP y Glucosa-1-P?

Answer 13

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)

Question 14

Cual es la enzima que genera directamente la formación de glucogeno?

Answer 14

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

Question 15

A que puede corresponder un partidor de la glucogenogenesis? Cual es el inicial?

Answer 15

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.

Question 16

En que estado se activa la glucógeno sintasa?

Answer 16

Hiperglicemia, bajo el efecto de la insulina

Question 17

En la formación del glucógeno, como se forman las ramificaciones?

Answer 17

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

Question 18

Cual es la enzima clave de la glucogenolisis?

Answer 18

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)

Question 19

Como se activa la glucógeno fosforilasa en el organismo?

Answer 19

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.

Question 20

Qué enzima rompe los enlaces alfa 1-6?

Answer 20

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

Question 21

Qué pasa con la Glucosa-1-P que se produce por la accion de la glucogeno fosforilasa?

Answer 21

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

Question 22

V o F:

El musculo, en condiciones de hipoglicemia, no participa en la regulación de los niveles de glucosa en la sangre.

Answer 22

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

Question 23

Cuales son las 2 enzimas reguladas del metabolismo del glucogeno?

Answer 23

Glucogenogenesis: Glucogeno sintasa (activa sin P); en ausencia de insulina

• Glucogenolisis: Glucogeno fosforilasa (activa con P); con insulina

Question 24

Como se regulan las enzimas reguladas (xd) del metabolismo del glucógeno en presencia de hormonas hiperglicemiantes?

Answer 24

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

Question 25

Como se regulan las enzimas reguladas (xd) del metabolismo del glucógeno en presencia de insulina?

Answer 25

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

Question 26

Explica la regulación de la glucogeno sintasa, a través de la Glucogeno Sintasa Quinasa-3?

Answer 26

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

Question 27

Las enzimas reguladas del metabolismo del glicogeno se encuentran moduladas alostericamente. A qué forma de las enzimas regulan fundamentalmente?

Answer 27

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

Question 28

A modo general qué métodos de modulación tienen las enzimas reguladas del metabolismo del glucógeno?

Answer 28

1) Des/fosforilación

2) Regulación Alostérica

Question 29

Describe a la gluconeogénesis:

Answer 29

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.

Question 30

En que condiciones ocurre la gluconeogénesis? Donde ocurre?

Answer 30

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

Question 31

V o F:
Las reservas hepaticas se mantienen al rededor de 10 horas en ayuno, luego de este periodo se mantiene operando solo glucogenogenesis

Answer 31

Falso, para contrarrestar la hipoglicemia del ayuno se generar glucosa mediante a Gluconeogenesis

Question 32

En relación a la gluconeogenesis, cuales son las reacciones que no son directamente inversas a la glucolisis?

Answer 32

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)

Question 33

Nombra moléculas precursoras de glucosa en la gluconeogénesis:

Answer 33

Glicerol, alanina (genera piruvato), lactato (genera piruvato) y otros aá (piruvato)

Question 34

Explica el primer By pass de la vía de la gluconeogenica:

Answer 34

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

Question 35

En qué consiste en segundo By pass?

Answer 35

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

Question 36

En qué consiste en tercer By pass?

Answer 36

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)

Question 37

En molecula convergen tanto gluconeogénesis, como glucogenolisis?

Answer 37

Glucosa-6-P; ambas dps utilizan la Glucosa-6-Fosfatasa para generar glucosa libre

Question 38

Nombra la regulacion de la gluconeogenesis? (cómo se regulan sus enzimas)

Answer 38

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

Question 39

Como se relaciona la degradación de trigliceridos con la regulación de la glicemia?

Answer 39

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

Question 40

Como son los efectores de FFQ-1 y Piruvato carboxilasa?

Answer 40

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.

Question 41

Que enzimas funcionan en hipo/hiperglicemia?

Solo en relación a la Piruvato carboxilasa (gluconeogenesis) y FFQ-1 (glicolisis)

Answer 41

• Hiperglicemia: inslina, hay glucolisis y la gluconeogenesis opera a muy baja velocidad
• Hipoglicemia: glucagón, hay gluconeogenesis y la glucolisis opera a baja velocidad

Question 42

Qué reacción apoya energéticamente a la gluconeogenesis?

Answer 42

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.

Question 43

Como se forma piruvato desde lactato, para la gluconeogenesis?

Answer 43

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

Question 44

Como la alanina influye en la gluconeogenesis?

Answer 44

Proviene desde musculo esquelético y se transforma en piruvato para incorporarse a la via en el primer Bypass.

La enzima es unaTransaminasa.

Question 45

Como ayuda el glicerol a la gluconeogenesis?

Answer 45

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

Question 46

Cuales son los aá glucogénicos?

Answer 46

Aquellos que se pueden generar glucosa.

Hay glucogenicos y cetogenicos.

Gluco generan: en ultimo termino Fosfoenolpiruvato

Ceto: acetil CoA

Question 47

V o F:

En mamiferos hay sintesis neta de glucosa a partir de ac. grasos.

Answer 47

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