Metabolism Integrat

  • View
    17

  • Download
    4

Embed Size (px)

DESCRIPTION

vghjcdyj

Text of Metabolism Integrat

  • 10/22/2012

    1

    Metabolismul integrat

    Caile metabolice majore. Punctele cheie de jonctiune. Destinul metabolic al biomoleculelor Biochimia organelor

    - Creier

    - Muchi scheletic- Muchi cardiac- Rinichi- Ficat

    Reglarea hormonala a metabolismului

    Interelaiile metabolice n diferite stri- postprandial- interprandiala de post

    - de nfometare

    Stri metabolice anormale- Obezitate

    - Diabet

    Cile metabolice majore

  • 10/22/2012

    2

    Punctele cheie de jonciune sunt:- glucozo-6-fosfatul

    - piruvatul

    - acetil-CoA

    Ficatul reprezint centrul metabolic (este singurul organ n care se desfoar toate cile metabolice majore)

    Glucoza

    Glucozo-6-fosfat

    Glucozo-1-fosfat

    Glicogen Piruvat Ribozo-5-fosfat

    6-FosfogluconatFructozo-6-fosfat

    Ficatul = tampon al glucozei

  • 10/22/2012

    3

    Glucozo-6-fosfat

    Oxaloacetat

    Lactat

    Alanina

    Piruvat

    Acetil-CoAHMG-CoA

    Colesterol Corpi cetonici CO2

    Acizi grai

    Destinul metabolic al biomoleculelor

    Fiecare clasa de biomolecule are un destin alternativ

    n funcie de starea metabolic a organismului

    Destinul glucozei

    Intracelular se transform n glucozo-6-fosfat (Glc-6-P)

    Numai ficatul (rinichiul) posed glucozo-6-fosfataza

    Glc-6P poate fi

    - oxidat pentru a produce ATP i echivaleni reductori

    - oxidat pentru a genera NADPH i ribozo-5-fosfat

    - depozitat (cnd este n exces) sub form de glicogen

    - convertit n acetil-CoA i apoi n acizi grai

  • 10/22/2012

    4

    Destinul acizilor grai

    Intracelular (citoplasm) sunt activai (=> acil-CoA)

    Acil-CoA poate fi

    - oxidat la acetil-CoA i echivaleni reductori

    - convertit n corpi cetonici (combustibili extrahepatici)

    - transformat n acizi mono- i polinesaturai

    - depozitat (excesul) sub forma de TG n esutul adipos

    Sunt precursori ai

    - eicosanoidelor

    - colesterolului i derivailor lui (acizi biliari, hormoni steroizi)

    Destinul metabolic al biomoleculelor

    Destinul amino acizilor

    Sub form de aminoacil-ARNt sunt utilizai pentru sinteza enzimelor, transportorilor i a altor proteine utile

    Sunt precursori ai

    - hormonilor peptidici (ex. insulin, glucagon)

    - catecolaminelor

    - neuromediatorilor

    - hemului

    - bazelor azotate din nucleotide

    Pot fi catabolizai la acetil-CoA, piruvat sau intermediari ai ciclului Krebs pentru a fi oxidai complet (=> CO2 + H2O)

    Destinul metabolic al biomoleculelor

  • 10/22/2012

    5

    Creierul

    Consum preferenial glucoz (120g/zi) pentru obinerea energiei necesare: 70% pentru meninerea potenialului de membran i 30% pentru sinteza neuromediatorilor i a receptorilor. La o glicemie < 2,2mM ( KM GLUT3) devine disfuncional => coma urmat de deces

    Consumul de glucoz i O2 este constant indiferent de starea organismului

    Nu depoziteaz glucoz sau lipide

    n lipsa glucozei poate utiliza corpi cetonici (acizii grai nu pot depi bariera hemato-encefalic)

    Muchiul scheletic

    Se deosebete de creier prin faptul c: necesarul de combustibil depinde de intensitatea activitii:

    - n repaus consum acizii grai ca i combustibil, respectiv50% din O2

    - n timpul contraciei consum glucoz ca surs de energie,respectiv > 90% din O2; n absena glucozei pot consuma corpi cetonici

    poate depozita glicogen (75% din total) care poate fi hidrolizatcnd glucoza nu este disponibil

    Energia necesar pentru un sprint de 100m provine din ATP, fosfocreatin i glicoliza anaerob; dup 10sec de efort intens => [lactat] pH => inhibiia PFK1 => [ATP];Energia necesar pentru susinerea unui efort de durat (maraton) provine din fosforilarea oxidativ (mai lent dect glicoliza) => ritmul de alergare trebuie s fie mai lent pentru a rezista! Maratonitii antrenai au depozite mari de glicogen i consumcantiti egale de acizi grai (corpi cetonici) i glucoz => este necesar cooperarea ficatului, muchiului i a tesutului adipos!

  • 10/22/2012

    6

    Muschiul scheletic n timpul maratonului

    Muchiul cardiac

    Spre deosebire de muchiul scheletic, muchiul cardiac

    - este mai bogat n mitocondrii (50% din volumul celular)

    - funcioneaz numai n condiii aerobe (blocarea oxigenrii

    => infarct miocardic)

    - nu depoziteaz glicogen

    - prefer acizi grai ca surs de energie

    - poate utiliza corpi cetonici i lactat n condiii de stres

  • 10/22/2012

    7

    esutul adipos

    Depoziteaz trigliceride (50-70% din rezerva energetic a corpului)

    Trigliceridele sunt continuu sintetizate i degradate

    Cnd glicemia este sczut, glucagonul activeaz lipaza hormon sensibil => hidroliza TG depozitate

    glicerolul este exportat ctre ficat

    acizii grai sunt eliberai n circulaie

    Cnd glicemia este mare, insulina faciliteaz preluarea glucozei din snge i resinteza TG din acizi grai care provin mai ales din TG exportate de ficat sub form de VLDL (lipoprotein lipaza este activat de insulin)

    Rinichiul

    Sarcina major a rinichiului este producerea urinei, vehicul al reziduurilor hidrosolubile

    Compoziia final a urinei este realizat dup cteva cicluri de filtrare i reabsorbie (pentru a preveni pierderea substanelor utile)

    Energia necesar pentru aceast funcie este produs prin catabolizarea glucozei i a acizilor grai

    n timpul inaniiei sintetizez glucoz prin gluconeogenez

  • 10/22/2012

    8

    Ficatul

    Este centrul metabolismului

    Menine nivelul glicemiei i regleaz concentraia metaboliilor din snge

    Cnd glicemia este mare sintetizeaz glicogen, acizi grai i

    TG (pe care le export sub form de VLDL)

    Interprandial sintetizeaz glucoz i corpi cetonici (pentru muchiul scheletic i cardiac)

    Sintetizeaz colesterol i acizi biliari

    Absoarbe majoritatea amino acizilor exogeni din snge pentru a sintetiza proteine

    Prefer acizii grai i -ceto acizii ca surs de energie

    Catabolizeaz amino acizi numai cnd sunt n exces

    Ficatul = TAMPON AL GLUCOZEI

    Prin: Glicogenogeneza Glicogenoliza Gluconeogeneza Glicoliza anaeroba si aeroba Transformarea glucozei in produsi neglucidici (AG, AA)

    Controlat de hormoni i aciunea sistemului nervos: Hipoglicemiani

    Parasimpatic Insulina

    Hiperglicemiani Simpatic Hormonii hipofizari Hormonii CSR Hormoniii tiroidieni Glucagon

    Cnd glicemia este crescut:

    Glucoza glicogen (la persoanele cu afectare hepatic glicemia postprandialcrete de 2-3 ori mai mult dect la normali)

    Cnd glicemia este sczut:

    Glicogen glucoza

    AA, glicerol glucoza

  • 10/22/2012

    9

    Reglarea hormonala a metabolismului

    Adrenalina

    Produs de medulo-suprarenal Este un derivat al tirozinei Pregtete organele periferice pentru a face fa la stresGlucagon

    Secretat de celulele ale pancreasului Este un hormon peptidic Are efect hiperglicemiantInsulina

    Secretat de celulele ale pancreasului Este un hormon peptidic Are efect hipoglicemiantCortizol

    Semnalizeaza stresul (anxietate, frica, durere, infectie, hipoglicemie cronica) de lunga durata

    Actioneaza asupra muschiului, ficatului si tesutului adipos Altereaza metabolismul prin modificarea expresiei genelor enzimelor reglatoare =>

    stimularea lipolizei (in tesutul adipos) proteoliza si exportul amino acizillor (in muschi ) gluconeogeneza ( concentratia piruvat carboxilazei in ficat)

    Reglarea glicemiei

  • 10/22/2012

    10

    Insulina

    esuturi int: muchi (M), esut adipos (A), ficat (F)

    Enzime int Efecte metabolice(+) Transportorul glucozei GLUT 4 (+) Preluarea glucozei (M, A)

    (+) Glucokinaza (+) Preluarea glucozei (F)

    (+) Glicogen sintetaza (+) Glicogenosinteza (F, M)

    (-) Glicogen fosforilaza (-) Glicogenoliza (F, M)

    (+) PFK2 (+) Glicoliza (F, M)

    (-) Gluconeogeneza (F)

    (+) Complexul PDH (+) Producerea acetil-CoA (F, M)

    Enzime activate prin defosforilare Glicogen sintetaza Piruvat kinaza Piruvat dehidrogenaza Acetil-CoA carboxilaza HMG-CoA reductaza

    Gene induse Glut 4 Glucokinaza Piruvat kinaza & Fosfofructo kinaza1 (PFK1) Lipoprotein lipaza

    Insulina

  • 10/22/2012

    11

    Glucagon

    esuturi int: ficat (F), esut adipos (A)

    Enzime int Efecte metabolice(+) Glicogen fosforilaza (+) Glicogenoliza (F)

    (-) Glicogen sintetaza (-) Glicogenosinteza (F)

    (+) F2,6 bis-fosfataza (+) Gluconeogeneza (F)

    (-) Glicoliza (F)

    (-) Piruvat kinaza (-) Glicoliza (F)

  • 10/22/2012

    12

    Enzime activate prin fosforilare Glicogen fosforilaza

    Fructozo-2,6-bisfosfataza (PFKII)

    Glucozo-6-fosfataza

    Gene induse Fosfoenolpiruvat carboxikinaza & Piruvat carboxilaza

    Fructozo-2,6-bisfosfataza (PFKII)

    Glucozo-6-fosfataza

    Glucagon

  • 10/22/2012

    13

    Adrenalina

    Enzime int Efecte metabolice

    (+) Glicogen fosforilaza (+) Glicogenoliza (F, M)

    (-) Glicogen sintetaza (-) Glicogenosinteza (F, M)

    (+) PFK2 (+) Glicoliza (M)

    (-) PFK2 (-) Glicoliza (F)

    (+) Gluconeogeneza (F)

    (+) Lipaza hormon sensibil (+) Lipoliza (A)

    (+) Secreia glucagonului

    (-) Secreia de insulinei

    esuturi int: muchi (M), esut adipos (A), ficat (F)

    Enzime activate prin fosforilare

    Lipaza hormon sensibila

    Glicogen fosforilaza

    Adrenalina

    Cortizolul

    Enzime activate prin fosfo