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REGULACIÓN DEL METABOLISMO
PARTE II: REGULACIÓN HORMONAL DEL
METABOLISMO DE LA GLUCOSA
Mayo, 2011
HORMONAS
Compuestos capaces de modificar la actividad celular de tejidos y órganos.
Cualquier célula puede ser el blanco de estos compuestos siempre y cuando exista el RECEPTOR ESPECÍFICO para este en la célula.
HORMONAS
Lipófilas
Hidrófilas
La transmisión de las señales hormonales a la célula difiere según el tipo de hormona
FUNDAMENTO DE LA ACCIÓN HORMONAL
Como insulina
RECEPTORES Y SEÑALES DE TRANSDUCCIÓN
Material soluble en agua, iones, pequeñas moléculas inorgánicas, polipéptidos y proteínas no pueden entrar a la célula y para influenciarla, deben reaccionar con una proteína en la membrana plasmática.
A estas moléculas hidrofílícas se les llama ligantes o ligandos y a la molécula en la membrana plasmática receptor.
LIGANTES PRIMER MENSAJERO
Segundos mensajeros
Transmiten la información desde el complejo receptor-ligando.
Consituyen el siguiente paso en el circuito molecular de la información.
AMPc, GMPcíclico, el ión calcio, el inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) y el diacilglicerol (DAG).
TODOS SON amplificadores de la señal (YA QUE SE PRODUCEN MUCHAS MOLÉCULAS Y SE UNEN A MUCHOS BLANCOS)
Transducción de señales
Al proceso que se lleva a cabo desde el momento de la activación del receptor hasta la formación del segundo mensajero se le llama transducción, porque es la transformación de un tipo de señal en otra; es decir, de señal extracelular a señal intracelular
** la fosforilación de proteínas, es la forma habitual de transferir información.
El hígado desempeña un papel fundamental en la homeostasis de la glucosa en el organismo
INSULINA
GLUCAGÓNADRENALINA
GLUCOGENO: forma de almacenamiento de glucosa
GlucogenosintasaGlucogenofosforilasa
INSULINA
Estructura de la insulina
Hormona peptídicaDon dos cadenas unidas por puentes disulfuroLa cadena α: puente disulfuro.
αβ
Receptor de insulina Formado por dos cadenas
c/u con una subunidad α y una β
Subunidad α se encuentra en el exterior de la célula
Subunidad β en el interior de la célula
Las dos subunidades α se unen para formar el sitio de unión para una molécula de insulina
Cada subunidad beta: domino proteína quinasa, tirosinaquinasa
AUTOFOSFORILACIÓNAUTOFOSFORILACIÓN
Efecto de la insulina sobre el metabolismo energético Efecto
Enzima diana Entrada de glucosa (músculo) Transportador de
glucosa Entrada de glucosa (hígado)
Glucoquinasa Síntesis de Glucógeno Glucógeno
sintasa
(hígado, músculo) Glucolisis hasta AcetilCoA PFK-1 y
PyrDH
(hígado, músculo) Síntesis de Acidos Grasos (hígado)
AcetilCoACarboxilasa Sintesis de TAG (tejido adiposo) Lipoproteín
lipasa Degradación de Glucógeno Glucógeno
fosforilasa
(hígado, músculo)
Señalización de la insulina. Muy compleja
Diferentes efectos de insulina en la célula
1. Modificación en la transcripción de genes2. Fosforilación de proteínas para la Inducción de procesos anabólicos y de la glucólisis3. Fosforilación de proteínas para la movilización de transportadores de glucosa. AUMENTA LA TOMA DE GLUCOSA
La toma de glucosa se modifica pero no en todos los tejidos Hay tejidos sensibles a insulina (solo los
que tienen sus receptores para insulina) Hay tejidos que tienen a la proteína
transportadora ya en membranas intracelulares (pedazos de membrana conteniendo transportador)
Hay transportadores específicos que así se guardan en la célula (Sólo los GLUT4)
Distribución Km (mmol/L) Tamaño (aa) Otros
GLUT1 EritrocitosFetoPlacentaCerebro
5-7 492
GLUT2 HígadoRiñónIntestino
7-20 524
GLUT3 Cerebro 1.6 496
GLUT4 Músculo Tejido Adiposo
5 509 Inducible por insulina
Diferentes transportadores de glucosa en el mismo organismo (isoformas)
Todos son transportadores difusionales y no están en todos los tejidos
Reclutamiento de transportador de glucosa en la membrana plasmática
ADP
PI3K, cinasa muy importante para la movilización de vesículas de membrana con transportador Glut4
Wormanina
Inhibidor de la fosfatidilinositol-3-kinasa (PI3K)
Se une de manera específica al sitio de unión de ATP de la enzima
REACTIVOS para el experimento
Estudien para que se usan c/u
Solución Krebs-Ringer-Glucosa-Herpes (130 mM NaCl, 5mM kCl, 1.2 mM KH2PO4 , 2mM MgSO4 . 7 H2O, 10 mM glucosa, 1 mM CaCl2 . 2H20 ,
0.2% BSA y 20 mM HERPES pH 7) 0.9% NaCl Solución de insulina 2000 μU/ml. 4 μM de wormanina
Del protocolo experimental
ESTUDIEN: Qué hicimos? cómo lo hicimos? Y para que lo hicimos?
bibliografía
Bioquímica, Jeremy Mark Berg, pp 392-394
Bioquímica médica, John W. Baynes, pp 279-281
Bioquímica: texto y atlas, Jan Koolman, pp120-122
Fundamentos de Bioquimica, Donald Voet, pp 744-745, 756-757