Download pdf - Curs metabolism (2013) (partea I).ppt

8/16/2019 Curs metabolism (2013) (partea I).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/curs-metabolism-2013-partea-ippt 1/169

METABOLISMMETABOLISM

ȘL. Dr. Biochim Bogdan NicolaeȘL. Dr. Biochim Bogdan NicolaeManolescuManolescu

Facultatea de Chimie A licat! "i Știin#aFacultatea de Chimie A licat! "i Știin#aMaterialelorMaterialelor

Catedra de Chimie Organic! $C. Neni#escu$Catedra de Chimie Organic! $C. Neni#escu$



Biochimia are două ramuri:Biochimia are două ramuri:

biochimia descriptivă:biochimia descriptivă:descrie structura și funcțiile diverselor biomoleculedescrie structura și funcțiile diverselor biomoleculetipuri de biomolecule:tipuri de biomolecule:

glucide: monozaharide, oligozaharide, polizaharideglucide: monozaharide, oligozaharide, polizaharide(homo-/heteroglicani)(homo-/heteroglicani)

lipide: acizi grași (saturați, nesaturați), acilgliceroli,lipide: acizi grași (saturați, nesaturați), acilgliceroli,glicerofosfolipide, s ngolipide, steroliglicerofosfolipide, s ngolipide, steroliaminoacizi: aminoacizi, peptide, proteineaminoacizi: aminoacizi, peptide, proteinebaze azotate: acizi nucleici (!"#, !$#)baze azotate: acizi nucleici (!"#, !$#)

biochimia dinamică:biochimia dinamică:descrie următoarele aspecte:descrie următoarele aspecte:

căile metabolice prin care se sintetizează/degradează biomoleculelecăile metabolice prin care se sintetizează/degradează biomoleculelemodul de reglare al acestor căi metabolicemodul de reglare al acestor căi metabolice

permite %nțelegerea anumitor simptome %n cazul apariției unorpermite %nțelegerea anumitor simptome %n cazul apariției unordezechilibre ale căilor metabolicedezechilibre ale căilor metabolice

integrează cunoștințe de biochimie, ziologie, geneticăintegrează cunoștințe de biochimie, ziologie, genetică

Aspecte introductive Aspecte introductive



&etabolismul:&etabolismul:

poate de nit din mai multe puncte de vedere:poate de nit din mai multe puncte de vedere:mecanicist:mecanicist: totalitatea reacțiilor biochimice dintr-untotalitatea reacțiilor biochimice dintr-unorganismorganismtermodinamic:termodinamic: totalitatea reacțiilor biochimice prin care untotalitatea reacțiilor biochimice prin care unorganism viu (uni- sau multicelular) își obține ENERGIAorganism viu (uni- sau multicelular) își obține ENERGIA

I!ER" (G) necesar# pentru des$#șurarea diverselor $uncțiiI!ER" (G) necesar# pentru des$#șurarea diverselor $uncții

transformările biochimice din organismul uman au loc %n:transformările biochimice din organismul uman au loc %n:spațiul intracelular:spațiul intracelular: metabolismul intermediar metabolismul intermediar

spațiul e'tracelular:spațiul e'tracelular:digestia nutrienților de-a lungul tractului gastrointestinal (cavitateadigestia nutrienților de-a lungul tractului gastrointestinal (cavitateabucală, stomac, intestinul subțire)bucală, stomac, intestinul subțire)metabolizarea lipoproteinelor %n s ngemetabolizarea lipoproteinelor %n s ngemetabolizarea neurotransmițătorilor %n fantele sinapticemetabolizarea neurotransmițătorilor %n fantele sinaptice





organismul este format din organe ce conțin numeroaseorganismul este format din organe ce conțin numeroasetipuri de celule specializate:tipuri de celule specializate:enterocite (celulele mucoasei intestinale)enterocite (celulele mucoasei intestinale)eritrocite (globulele roșii din s nge), limfocite (globulele albe dineritrocite (globulele roșii din s nge), limfocite (globulele albe dins nge)s nge)

neuronineuronicelule musculare (scheletice, miocardice)celule musculare (scheletice, miocardice)broblastebroblaste

hepatocitehepatocite

metabolismul intermediar al acestor celule cuprinde:metabolismul intermediar al acestor celule cuprinde:c#i metabolice comune%c#i metabolice comune%

prezente la toate tipurile de celuleprezente la toate tipurile de celule

c#i metabolice particulare%c#i metabolice particulare%

prezente doar la anumite tipuri de celuleprezente doar la anumite tipuri de celuleasigură specializarea funcțională a celulelor respectiveasigură specializarea funcțională a celulelor respective





căi metabolice particulare:căi metabolice particulare:eritrocite:eritrocite:

metabolism adaptat pentru transportul gazelor respiratorii (metabolism adaptat pentru transportul gazelor respiratorii ( ** și +și + **))sinteza *, -bisfosfogliceratului (modulator alosteric al hemoglobinei)sinteza *, -bisfosfogliceratului (modulator alosteric al hemoglobinei)reglarea p -uluireglarea p -uluisinteza de glutation (. ) pentru inactivarea speciilor reactive ale o'igenuluisinteza de glutation (. ) pentru inactivarea speciilor reactive ale o'igenului

hepatocite:hepatocite:menținerea glicemiei, sinteza acizilor biliarimenținerea glicemiei, sinteza acizilor biliarimetabolizarea unor substanțe endo- și e'ogene (cu a0utorul citocromilor 1metabolizarea unor substanțe endo- și e'ogene (cu a0utorul citocromilor 1 234234 ))con0ugarea substanțelor endo- și e'ogene %n vederea eliminării din organism:con0ugarea substanțelor endo- și e'ogene %n vederea eliminării din organism:

con0ugare cu acid "-glucuroniccon0ugare cu acid "-glucuronicsulfataresulfatarecon0ugare cu glutation (. )con0ugare cu glutation (. )

țesutul nervos:țesutul nervos:sinteza diferiților neurotransmițătorisinteza diferiților neurotransmițători

țesutul renal:țesutul renal:formarea urineiformarea urineisinteza eritropoietinei ce stimulează eritropoieza %n măduva hematopoieticăsinteza eritropoietinei ce stimulează eritropoieza %n măduva hematopoietică





cuprinde trei tipuri ma0ore de procese:cuprinde trei tipuri ma0ore de procese: procese catabolice procese catabolice 5 degradarea biomoleculelor cu5 degradarea biomoleculelor cu E I!ERARE &EE I!ERARE &EENERGIEENERGIE

procese anabolice procese anabolice 5 sinteza biomoleculelor cu5 sinteza biomoleculelor cu ' N *+ &E' N *+ &EENERGIEENERGIE

procese am,bolice procese am,bolice 5 sinteza și degradarea unor biomolecule5 sinteza și degradarea unor biomolecule

catabolismul se referă la transformările substanțelor:catabolismul se referă la transformările substanțelor:e ogenee ogene : alimente, medicamente, aditivi alimentari, substanțe ce: alimente, medicamente, aditivi alimentari, substanțe ceintră accidental %n organism (insecticide, pesticide etc)intră accidental %n organism (insecticide, pesticide etc)endogeneendogene

anabolismul se referă la transformările substanțelor endogeneanabolismul se referă la transformările substanțelor endogene




"e ce au nevoie organismele de"e ce au nevoie organismele de ENERGIE I!ER"ENERGIE I!ER" (.)6(.)6

organismele vii au nevoie deorganismele vii au nevoie de ENERGIE I!ER"ENERGIE I!ER" (.) pentru:(.) pentru:sinteza diferitelor biomolecule (polizaharide,sinteza diferitelor biomolecule (polizaharide,triacilgliceroli, proteine, acizi nucleici)triacilgliceroli, proteine, acizi nucleici)

menținerea gradientelor ionice și de metaboliți la nivelulmenținerea gradientelor ionice și de metaboliți la nivelulmembranelor celularemembranelor celulare

secreția %n spațiul e'tracelular a diferitelor substanțesecreția %n spațiul e'tracelular a diferitelor substanțe(hormoni)(hormoni)

locomoție (contracția musculară)locomoție (contracția musculară)

deplasarea anumitor tipuri de celule %n organism etc7deplasarea anumitor tipuri de celule %n organism etc7




+um obțin organismele 8#8$.9! 9B8$; (.)6+um obțin organismele 8#8$.9! 9B8$; (.)6

toate celulele au nevoie de +, , , #, 1 și toate celulele au nevoie de +, , , #, 1 și

pentru a clasi ca organismele %n funcție de necesitățilepentru a clasi ca organismele %n funcție de necesitățilenutriționale trebuie să se țină cont de:nutriționale trebuie să se țină cont de:

sursa de carbonsursa de carbonsursa de energie liberăsursa de energie liberă

%n funcție de sursa de carbon organismele se %mpart %n: %n funcție de sursa de carbon organismele se %mpart %n:autotro$eautotro$e ::

gr7gr7autosautos 5 auto <5 auto < tro$ostro$os 5 hrănire (5 hrănire ( se hr#nesc singurese hr#nesc singure ))sintetizează toate substanțele organice folosind +sintetizează toate substanțele organice folosind + ** , , ** , #, # ,, , , **

heterotro$eheterotro$e ::necesită substanțe organice ca sursă de +necesită substanțe organice ca sursă de +

depind de organismele autotrofedepind de organismele autotrofe






%n funcție de sursa de energie liberă organismele %n funcție de sursa de energie liberă organismele autotro$eautotro$e seseclasi că astfel:clasi că astfel:

fotoautotrofe:fotoautotrofe:obțin energia liberă din energia radiativă (lumina solară)obțin energia liberă din energia radiativă (lumina solară)folosesc +folosesc + ** și și ** pentru sinteza de carbohidrați ( pentru sinteza de carbohidrați ( $otosinte.#$otosinte.# ))responsabile de apariția atmosferei aeroberesponsabile de apariția atmosferei aerobee'emple: plantele verzi, algele, unele specii de bacteriie'emple: plantele verzi, algele, unele specii de bacterii

chemoautotrofe (chemolitotrofe) (gr7chemoautotrofe (chemolitotrofe) (gr7 litoslitos 5 piatră):5 piatră):obțin energia liberă prin o'idarea unor substanțe anorganiceobțin energia liberă prin o'idarea unor substanțe anorganice(#(# ,, , , ** , =e, =e*<*< ))folosesc +folosesc + ** ca sursă de +ca sursă de +e'emple: unele specii de bacteriie'emple: unele specii de bacterii




%n funcție de sursa de energie liberă organismele %n funcție de sursa de energie liberă organismele heterotro$eheterotro$e seseclasi că astfel:clasi că astfel:

fotoheterotrofe:fotoheterotrofe:obțin energia liberă din energia radiativă (lumina solară)obțin energia liberă din energia radiativă (lumina solară)au nevoie de substanțe organice ca sursă de +au nevoie de substanțe organice ca sursă de +e'emple: un număr redus de specii de bacteriie'emple: un număr redus de specii de bacterii

chemoheterotrofe:chemoheterotrofe:

obțin energia liberă prin o'idarea substanțelor organiceobțin energia liberă prin o'idarea substanțelor organice(glucide, lipide, proteine)(glucide, lipide, proteine)au nevoie de substanțe organice ca sursă de +au nevoie de substanțe organice ca sursă de +e'emple: ma0oritatea bacteriilor, fungii, organismele animalee'emple: ma0oritatea bacteriilor, fungii, organismele animale((inclusiv specia uman#inclusiv specia uman# ))





rganismele vii

Organisme autotro%e

Organisme heterotro%e

Organisme%otoautotro%e

Organismechemoautotro%e

Organisme%otoheterotro%e

Organismechemoheterotro%e



#utriția speciei umane:#utriția speciei umane:

organism chemoheterotrof organism chemoheterotrof

obligat aerob (acceptorul nal de eobligat aerob (acceptorul nal de e -- este este **))

necesită două categorii de substanțe:necesită două categorii de substanțe:

macronutrienți:macronutrienți:glucideglucidelipidelipide

proteineproteine

micronutrienți:micronutrienți:vitaminevitamineelemente mineraleelemente minerale


prin degradare furnizează ENERGIE LIBERĂ (G)



"egradarea nutrienților pentru obținerea energiei libere:"egradarea nutrienților pentru obținerea energiei libere:

e'istă trei etape de degradare a nutrienților ( ans >rebs):e'istă trei etape de degradare a nutrienților ( ans >rebs):transformarea macromoleculelor din alimente %n monomerii constituențitransformarea macromoleculelor din alimente %n monomerii constituenți

degradarea monomerilor formați anterior %n intermediari metabolicidegradarea monomerilor formați anterior %n intermediari metabolicicomunicomuni

degradarea intermediarilor metabolici %ntr-o cale metabolică nală,degradarea intermediarilor metabolici %ntr-o cale metabolică nală,comună pentru toate tipurile de biomoleculecomună pentru toate tipurile de biomolecule

observații generale:observații generale:se eliberează energie doar %n etapele 99 și 999se eliberează energie doar %n etapele 99 și 999

??stocarea? energiei eliberate nu se face cu e ciență de @44A (sestocarea? energiei eliberate nu se face cu e ciență de @44A (sedisipează o parte din energie)disipează o parte din energie)

energia se stochează sub forma unor compuși macroergici (! 1) șienergia se stochează sub forma unor compuși macroergici (! 1) și

coenzime reduse (#!" , =!"coenzime reduse (#!" , =!" **))





@7@7 transformarea macromoleculelor din alimente %n monomeriitransformarea macromoleculelor din alimente %n monomeriiconstituenți:constituenți:are loc %n tractul gastrointestinal sub acțiunea unor enzimeare loc %n tractul gastrointestinal sub acțiunea unor enzimespeci ce (proteaze, peptidaze, lipaze, glicozidaze)speci ce (proteaze, peptidaze, lipaze, glicozidaze)

se eliberează unitățile monomerice ale macromoleculelor dinse eliberează unitățile monomerice ale macromoleculelor dinalimente:alimente:proteineproteine C aminoaciziC aminoaciziglucide C monozaharideglucide C monozaharidelipide C acizi gralipide C acizi gra și < glicerolși < glicerol

%n această etapă nu se eliberează energie %n această etapă nu se eliberează energie

*7*7 degradarea monomerilor formați anterior la intermediaridegradarea monomerilor formați anterior la intermediarimetabolici comuni:metabolici comuni:

monomerii sunt transformați la acetilmonomerii sunt transformați la acetil DD+o!+o!

se eliberează doar o cantitate mică de energie (! 1, #!" , =!"se eliberează doar o cantitate mică de energie (! 1, #!" , =!" **))





77 degradarea acetildegradarea acetil DD+o! %ntr-o cale metabolică nală, comună+o! %ntr-o cale metabolică nală, comunăpentru toate tipurile de biomolecule:pentru toate tipurile de biomolecule:are loc %n ciclul >rebs (ciclul acizilor tricarbo'ilici)are loc %n ciclul >rebs (ciclul acizilor tricarbo'ilici)

pentru ecare moleculă de acetilpentru ecare moleculă de acetil DD+o! intrată %n ciclul >rebs se+o! intrată %n ciclul >rebs se

formează:formează: molecule de #!" molecule de #!"@ moleculă de =!"@ moleculă de =!" **

@ moleculă de ! 1/. 1@ moleculă de ! 1/. 1

se eliberează cea mai mare parte a energieise eliberează cea mai mare parte a energiei

cei doi atomi de + din acetilcei doi atomi de + din acetil DD+o! se elimină sub formă de ++o! se elimină sub formă de + **




etapa 1 (transformarea macromoleculelor %n monomerii constituenți)

etapa 2 (degradarea monomerilor laintermediari metabolici - acetilD+o!)

etapa 3 (degradarea acetilD+o! %n ciclul>rebs)

reoxidarea coenzime or redu!e (#!" , =!" *) are loc la nivelul lanțuluitransportor de electroni din mitocondrieși generează ! 1 prin $os$orilare o idativ#



Biosinteza biomoleculelor:Biosinteza biomoleculelor:

biosinteza pornește de la un număr limitat de intermediaribiosinteza pornește de la un număr limitat de intermediarimetabolici:metabolici:acetilacetil DD+o!+o!piruvatpiruvatintermediari ai ciclului >rebsintermediari ai ciclului >rebs

este utilizată energie sub formă de ! 1/. 1este utilizată energie sub formă de ! 1/. 1sunt utilizați echivalenții de reducere de la #!"1sunt utilizați echivalenții de reducere de la #!"1




ermodinamica biochimică: ermodinamica biochimică:

permite %nțelegerea:permite %nțelegerea:modului %n care organismele transformă diferitele forme de energie:modului %n care organismele transformă diferitele forme de energie:energia din glucoză este folosită pentru sinteza ! 1 (energia din glucoză este folosită pentru sinteza ! 1 ( stocat# în A/0stocat# în A/0 ))energia din ! 1 este folosită pentru contracția muscularăenergia din ! 1 este folosită pentru contracția muscularăenergia conservată %n gradientul electrochimic de la nivelul membraneienergia conservată %n gradientul electrochimic de la nivelul membraneiinterne mitocondriale este folosită pentru sinteza ! 1 (fosforilareainterne mitocondriale este folosită pentru sinteza ! 1 (fosforilareao'idativă)o'idativă)

modului %n care au loc și sunt reglate reacțiile biochimicemodului %n care au loc și sunt reglate reacțiile biochimice

se bazează pe un set de principii:se bazează pe un set de principii: principiul I principiul I::

energia totală a unui sistem și a mediului său %ncon0urător este constantăenergia totală a unui sistem și a mediului său %ncon0urător este constantăenergia nu poate , nici creat# și nici distrus#energia nu poate , nici creat# și nici distrus#energia se poate transforma dintr-o formă %n altaenergia se poate transforma dintr-o formă %n alta

principiul II principiul II::orice sistem tinde către o entropie ma'imă (orice sistem tinde către o entropie ma'imă ( grad de de.ordinegrad de de.ordine ))orice sistem tinde către echilibruorice sistem tinde către echilibru

/ermodinamica biochimic#/ermodinamica biochimic#




sistem termodinamicsistem termodinamic 5 regiune din spațiu delimitată real5 regiune din spațiu delimitată realsau imaginar de restul universului (mediul e'tern)sau imaginar de restul universului (mediul e'tern)

clasi carea sistemelor termodinamice:clasi carea sistemelor termodinamice:sisteme i.olatesisteme i.olate ::

nu schimbă nici energie și nici materie cu mediul e'ternnu schimbă nici energie și nici materie cu mediul e'tern

sisteme închisesisteme închise ::schimbă energie cu mediul e'tern, dar nu pot schimba materieschimbă energie cu mediul e'tern, dar nu pot schimba materie

sisteme deschisesisteme deschise ::schimbă și energie și materie cu mediul e'ternschimbă și energie și materie cu mediul e'tern





$uncții de stare$uncții de stare 5 parametri ce depind doar de starea5 parametri ce depind doar de stareasistemuluisistemului

funcții de stare:funcții de stare:entropia ( )entropia ( ) ::

parte a energiei unui sistem ce nu poate utilizată pentru a realizaparte a energiei unui sistem ce nu poate utilizată pentru a realizalucru mecaniclucru mecanic

entalpia (1)entalpia (1) ::cantitatea de căldură absorbită sau eliminată de un sistemcantitatea de căldură absorbită sau eliminată de un sistem

termodinamictermodinamic

energia liber# (G)energia liber# (G) ::parte a energiei unui sistem ce poate utilizată pentru a realiza lucruparte a energiei unui sistem ce poate utilizată pentru a realiza lucrumecanicmecanic




8chilibru și entropie:8chilibru și entropie:

moleculele de gaz vor adopta starea cea mai probabilă din punctmoleculele de gaz vor adopta starea cea mai probabilă din punctde vedere statistic (de vedere statistic ( temodinamica statistic#temodinamica statistic# ))la echilibru vor distribuite egal %ntre cele două vase (grad ma'imla echilibru vor distribuite egal %ntre cele două vase (grad ma'imde dezordine)de dezordine)

echilibru 2 grad ma im de de.ordine 2 entropie crescut#echilibru 2 grad ma im de de.ordine 2 entropie crescut#







ermodinamica biochimic ermodinamica biochimic ă:ă:

energia liberă (energie liberă .ibbs,energia liberă (energie liberă .ibbs, GG):):acea parte a energiei unui sistem ce poate , utili.at# pentru aacea parte a energiei unui sistem ce poate , utili.at# pentru a$ace lucru mecanic$ace lucru mecanicconcept introdus %n @EFE de G7 Hillard .ibbsconcept introdus %n @EFE de G7 Hillard .ibbs

energia liber# este un criteriu de spontaneitate pentruenergia liber# este un criteriu de spontaneitate pentrureacțiireacții care au loc la temperatur care au loc la temperatur # și presiune constant## și presiune constant# ::

indică dacă o reacție va avea loc sau nu spontanindică dacă o reacție va avea loc sau nu spontan 3 3 G 2 4G 2 4 ::

reacția este la echilibrureacția este la echilibru

3 3 GG 5 45 4 ::reacția are loc spontan %n sensul scrisreacția are loc spontan %n sensul scrisproces e'ergonicproces e'ergonic

3 3 G 6 4G 6 4 ::reacția nu are loc spontan %n sensul scris, ci %n sensul opusreacția nu are loc spontan %n sensul scris, ci %n sensul opusproces endergonicproces endergonic





se consideră o reacție de forma:se consideră o reacție de forma:

se aplică legea acțiunii maselor și se obține constanta dese aplică legea acțiunii maselor și se obține constanta deechilibru:echilibru:

variația energiei libere (variația energiei libere ( II GG) este legată de) este legată de 7 7 echech prin relația:prin relația:


A + B C + D

termen constanttermen constant

termen variabiltermen variabil




e'presia variației energiei libere (e'presia variației energiei libere ( II GG)) are două componente:are două componente:termen constant:termen constant:II GG88 (variația energiei libere %n condiții standard)(variația energiei libere %n condiții standard)depinde de reacțiedepinde de reacție

termen variabil ce depinde de:termen variabil ce depinde de:

concentrațiile reactanților și produșilor de reacțieconcentrațiile reactanților și produșilor de reacțiestoichiometria reacțieistoichiometria reacțieitemperaturătemperatură

condiții standardcondiții standard ::chimie:chimie:

concentrația reactanților și produșilor de reacție @&concentrația reactanților și produșilor de reacție @&presiune @ atmpresiune @ atm p1 2 4 (concentrația 1 p1 2 4 (concentrația 1 99 2 :+)2 :+) ( ( II GGJ,J, 7 7 echech))

biochimie:biochimie:concentrația reactanților și produșilor de reacție @&concentrația reactanților și produșilor de reacție @&presiune @ atmpresiune @ atm

p1 2 ; (concentrația 1 p1 2 ; (concentrația 1 99 2 :42 :4 -;-; +)+) ( ( II GGJK,JK,7 7 KKechech ))





la echilibru nu e'istla echilibru nu e'ist ă transformare netă (ă transformare netă ( II GG 5 4)5 4) ::

%nlocuind relația ( ) %n relația (*) se obține: %nlocuind relația ( ) %n relația (*) se obține:

din relația (3) se poate scoatedin relația (3) se poate scoate 7 7 KKechech ::


I GJK și7 Kech sunt legate %ntre ele prin relația (L)







energia liber# este o m#rime aditiv#energia liber# este o m#rime aditiv#acest fapt permite cuplarea unei reacții endergonice cu oacest fapt permite cuplarea unei reacții endergonice cu oreacție e'ergonică:reacție e'ergonică:

se consideră:se consideră:II GG@@ C 4 (reacC 4 (reac țție endergonicie endergonic ăă))II GG** M 4 (reacM 4 (reacțție e'ergonicie e'ergonic ăă))

dacă reacția (*) este su cient de e'ergonică astfel %nc tdacă reacția (*) este su cient de e'ergonică astfel %nc tII GG@@ << II GG** M 4, atunci ambele reacM 4, atunci ambele reac ții au loc spontanții au loc spontan

reacțiile (:) și (<) sunt cuplate printr-un intermediarreacțiile (:) și (<) sunt cuplate printr-un intermediarmetabolic comunmetabolic comun


A + B C + D (1)D + E F + G (2)

A + B + E C + F + G (3)




o reacție nefavorabilă termodinamic (o reacție nefavorabilă termodinamic ( endergonică) devineendergonică) devineposibilă prin cuplare cu o reacție favorabilă termodinamicposibilă prin cuplare cu o reacție favorabilă termodinamic(e'ergonică)(e'ergonică)

c#ile metabolice sunt $ormate din numeroase reacții cuplatec#ile metabolice sunt $ormate din numeroase reacții cuplateast$el înc=t> pentru întreaga cale metabolic#ast$el înc=t> pentru întreaga cale metabolic# 3 3 GG 5 45 4




+ompuși macroergici+ompuși macroergici

prin catabolizarea nutrienților se eliberează treptat oprin catabolizarea nutrienților se eliberează treptat ocantitate mare de energie:cantitate mare de energie:o'idarea glucozei:o'idarea glucozei:

++LL @*@* LL < L < L ** NN OO L +L + ** < L < L ** ( ( II GGJK 5 - *E34 PG/mol)JK 5 - *E34 PG/mol)

o'idarea acidului palmitic:o'idarea acidului palmitic:++@L@L ,*,* ** < * < * ** NN O @L +O @L + ** < @L < @L ** ((II GGJK 5 - QFE@ PG/mol)JK 5 - QFE@ PG/mol)

această energie este stocată sub forma compușiloraceastă energie este stocată sub forma compușilormacroergici:macroergici:

nuclezid trifosfați (! 1)nuclezid trifosfați (! 1)tioesteri (acetiltioesteri (acetil DD+o!)+o!)coenzime reduse (#!" , =!"coenzime reduse (#!" , =!" ** ))

'ompuși macroergici'ompuși macroergici



+ompuși macroergici+ompuși macroergici

compus macroergic 2 compus la a c#rui hidroli.#compus macroergic 2 compus la a c#rui hidroli.# 3 3 GG8? 58? 5 --@4> BCDmol@4> BCDmol

aceste substanțe se acumulează %n cantități limitate %n celuleaceste substanțe se acumulează %n cantități limitate %n celule

permit stocarea energiei eliberate %n reacții e'ergonice pentrupermit stocarea energiei eliberate %n reacții e'ergonice pentrua putea utilizată %n procese endergonice:a putea utilizată %n procese endergonice:

contracția muscularăcontracția musculară

transportul unor metaboliți %mpotriva unor gradiente (transporttransportul unor metaboliți %mpotriva unor gradiente (transportactiv)activ)

procese biosinteticeprocese biosintetice




+ompuși macroergici fosforilați+ompuși macroergici fosforilați

cel mai important este ! 1 (adenozin-3cel mai important este ! 1 (adenozin-3 K-trifosfat)K-trifosfat)

poate hidrolizatpoate hidrolizat %n două moduri (valori diferite ale %n două moduri (valori diferite ale II GGJK)JK)


i i i




i i i' i i i



Biochimia ! 1:Biochimia ! 1:

observații:observații:molecula A/0-ului nu are nimic special dpdv structuralmolecula A/0-ului nu are nimic special dpdv structuralcaracterul macroergic este dat de faptul că produșii decaracterul macroergic este dat de faptul că produșii dehidroliză sunt mai stabili dec t reactanții (hidroliză sunt mai stabili dec t reactanții ( II GGJK M 4)JK M 4)concentrațiile e'istenteconcentrațiile e'istente in vivoin vivo fac ca hidroliza ! 1-ului săfac ca hidroliza ! 1-ului să

elibereze o cantitate și mai mare de energie dec t %n condițiielibereze o cantitate și mai mare de energie dec t %n condițiistandardstandard

celula musculară conține:celula musculară conține:RR! 1! 1 SS 5 E,@ m&5 E,@ m&

RR!"1!"1 SS 5 4,Q m&5 4,Q m&RR11aa SS5 E,@ m&5 E,@ m&in vivoin vivo II GG ( F( FJJ+) devine T 2E,3 PG/mol+) devine T 2E,3 PG/mol

II GGJK 5 - 4,3 PG/molJK 5 - 4,3 PG/mol II GGin vivoin vivo 5 - 2E,3 PG/mol5 - 2E,3 PG/mol


' i i i' i i i



"e ce este ! 1-ul un compus macroergic6"e ce este ! 1-ul un compus macroergic6

trei factori asigură stabilizarea produșilor de reacție:trei factori asigură stabilizarea produșilor de reacție:stabilizarea prin rezonanță:stabilizarea prin rezonanță:

efectele de solvatare:efectele de solvatare:diminuarea repulsiilor electrostatice:diminuarea repulsiilor electrostatice:


' i i i' i i i



"e ce este ! 1-ul un compus macroergic6"e ce este ! 1-ul un compus macroergic6

molecula A/0-ului conține < leg#turi macroergicemolecula A/0-ului conține < leg#turi macroergice ::nu trebuie confundat conceptul de ?legătură macroergică? cunu trebuie confundat conceptul de ?legătură macroergică? cu?energia de legătură? (energia necesară ruperii unei legături?energia de legătură? (energia necesară ruperii unei legăturicovalente)covalente)

caracterul macroergic provine din stabilitatea produșilor decaracterul macroergic provine din stabilitatea produșilor dereacție comparativ cu reactanțiireacție comparativ cu reactanții

anhidridele fosforice sunt foarte stabile spre deosebire deanhidridele fosforice sunt foarte stabile spre deosebire dealte tipuri de anhidridealte tipuri de anhidride

hidroli.a A/0-ul este $avorabil# termodinamic> darhidroli.a A/0-ul este $avorabil# termodinamic> darde$avorabil# cinetic (are loc doar în pre.ența unor en.ime)de$avorabil# cinetic (are loc doar în pre.ența unor en.ime)


' i i i' i i i



$olurile metabolice ale ! 1:$olurile metabolice ale ! 1:

hidroliza ! 1 (proces e'ergonic) este cuplathidroliza ! 1 (proces e'ergonic) este cuplat ă cu o reacțieă cu o reacțieendergonică care astfel devine posibilăendergonică care astfel devine posibilă

sunt două modalități de cuplare:sunt două modalități de cuplare:cuplare fără intermediar metabolic comun:cuplare fără intermediar metabolic comun:

cuplare cu a0utorul unui intermediar metabolic comun:cuplare cu a0utorul unui intermediar metabolic comun:


' i i i' i gi i




' i gi i'omp și macroergici



+uplare fără intermediar metabolic comun:+uplare fără intermediar metabolic comun:

fosforilarea a numeroase substraturi:fosforilarea a numeroase substraturi:

e'plicație:e'plicație:

fosforilarea glucozei este un proces endergonic (fosforilarea glucozei este un proces endergonic ( II GGJK C 4)JK C 4)hidroliza ! 1 este un proces e'ergonic (hidroliza ! 1 este un proces e'ergonic ( II GGJK M 4)JK M 4)

molecula de ! 1 are un ?molecula de ! 1 are un ? potențial crescut de trans$er al potențial crescut de trans$er algrup#rii $os$at grup#rii $os$at ??


'omp și macroergici'ompuși macroergici



+uplare cu a0utorul unui intermediar metabolic comun:+uplare cu a0utorul unui intermediar metabolic comun:

reacția catalizată de glutamin sintetază:reacția catalizată de glutamin sintetază:

reacția de sinteză a -glutaminei este endergonică:reacția de sinteză a -glutaminei este endergonică:





ipuri de reacții %n care participă ! 1: ipuri de reacții %n care participă ! 1:

activarea diferiților metaboliți:activarea diferiților metaboliți:fosforilare glucozei la glucozo-L-fosfatfosforilare glucozei la glucozo-L-fosfatfosforilarea glicerolului la glicerol- -fosfatfosforilarea glicerolului la glicerol- -fosfat

activarea aminoacizilor la aminoacilactivarea aminoacizilor la aminoacil DD!$#!$# tt

activarea acizilor grași la acil grasactivarea acizilor grași la acil gras DD+o!+o!

interconversia nuclezid fosfaților:interconversia nuclezid fosfaților:sinteza #"1 din #&1 (sinteza #"1 din #&1 ( nucleo.id mono$os$at Bina.enucleo.id mono$os$at Bina.e ):):

sinteza # 1 din #"1 (sinteza # 1 din #"1 ( nucleo.id di$os$at Bina.#nucleo.id di$os$at Bina.# ):):

'ompuși macroergiciompuși macroergici

hidroliza ! 1 la !"1 și 1 a

hidroliza ! 1 la !&1 și 11a

Activarea aci ilor grașiActivarea aci ilor grași



Activarea aci.ilor grași Activarea aci.ilor grași

Activarea aminoaci.ilor în translație Activarea aminoaci.ilor în translație




=ormarea ! 1 %n celule:=ormarea ! 1 %n celule:

$os$orilare la nivel de substrat $os$orilare la nivel de substrat :: proces de trans$er al unei grup#ri o-$os$at de pe molecula unui proces de trans$er al unei grup#ri o-$os$at de pe molecula unuicompus macroergic pe molecula de A&0 cu $ormarea A/0compus macroergic pe molecula de A&0 cu $ormarea A/0proces independent de prezența o'igenului (proces independent de prezența o'igenului ( aerobio.# 9aerobio.# 9anaerobio.#anaerobio.# ))e'emple:e'emple:

glicoliză: -fosfoglicerat Pinază, piruvat Pinazăglicoliză: -fosfoglicerat Pinază, piruvat Pinazăciclul >rebs: succinilciclul >rebs: succinil DD+o! sintetază+o! sintetază

$os$orilare o idativ#$os$orilare o idativ#::proces dependent de prezența o'igenului (proces dependent de prezența o'igenului ( aerobio.#aerobio.# ))are loc doar %n mitocondriiare loc doar %n mitocondrii

reacțiile catali.ate dereacțiile catali.ate de ::adenilat Pinază (mioPinază):adenilat Pinază (mioPinază):creatin Pinază:creatin Pinază:

ompuși macroergiciompuși macroergici



0iruvat Bina. 0iruvat Bina. ##




+onsumul de ! 1 la om:+onsumul de ! 1 la om:

un adult (F4 Pg) consumă apro'imativ @@7F44 PG/ziun adult (F4 Pg) consumă apro'imativ @@7F44 PG/zi

sinteza ! 1 se face cu o e ciență de apro'imativ 34A:sinteza ! 1 se face cu o e ciență de apro'imativ 34A:

@@7F44/* 5 37E34 PG/zi@@7F44/* 5 37E34 PG/zi

II GGhidrolizăhidroliză 5 - 34 PG/mol (5 - 34 PG/mol (in vivoin vivo), deci:), deci:

37E34/34 5 @@F moli de ! 1 reciclați zilnic37E34/34 5 @@F moli de ! 1 reciclați zilnic

sarea disodică a ! 1 are && 5 33@ g/mol, deci:sarea disodică a ! 1 are && 5 33@ g/mol, deci:

@@F@@FUU 33@ 5 L272LF g ! 1/zi 5 L2,2F Pg ! 1/zi33@ 5 L272LF g ! 1/zi 5 L2,2F Pg ! 1/zi





!cilfosfații:!cilfosfații:

caracteristicile acilfosfaților:caracteristicile acilfosfaților:sunt anhidride mi'te (acid fosforic T acid carbo'ilic)sunt anhidride mi'te (acid fosforic T acid carbo'ilic)factori ce conferă caracter macroergic acilfosfaților:factori ce conferă caracter macroergic acilfosfaților:

produșii reacției de hidroliză sunt stabilizați prin rezonanțăprodușii reacției de hidroliză sunt stabilizați prin rezonanțădiminuarea repulsiilor electrostatice %n moleculele produșilor dediminuarea repulsiilor electrostatice %n moleculele produșilor dereacțiereacțiesolvatarea produșilor de reacție contribuie la stabilizarea lorsolvatarea produșilor de reacție contribuie la stabilizarea lor

e'emple de acilfosfați:e'emple de acilfosfați:acetilfosfat (acetilfosfat ( II GGJKJK 5 - 2 ,@ PG/mol)5 - 2 ,@ PG/mol)

@, -bisfosfoglicerat (@, -bisfosfoglicerat (II GGJKJK 5 - 2Q,2 PG/mol)5 - 2Q,2 PG/mol)


@-$os$oglicerat Bina.#@-$os$oglicerat Bina.#




8nolfosfații:8nolfosfații:

caracteristicile enolfosfaților:caracteristicile enolfosfaților:conțin o legătură esterică enol T acid fosforicconțin o legătură esterică enol T acid fosforicfactori ce conferă caracter macroergic enolfosfaților:factori ce conferă caracter macroergic enolfosfaților:

esteri carea menține blocată o grupă hidro'il de tip enolicesteri carea menține blocată o grupă hidro'il de tip enolichidroliza eliberează enolul care tautomerizează spontan la formahidroliza eliberează enolul care tautomerizează spontan la formacetonică (proces puternic e'ergonic)cetonică (proces puternic e'ergonic)

e'emple de enolfosfați:e'emple de enolfosfați:fosfoenolpiruvatul (fosfoenolpiruvatul ( II GGJKJK 5 - L@,Q PG/mol)5 - L@,Q PG/mol)









=osfoguanidine (fosfageni):=osfoguanidine (fosfageni):

caracteristicile fosfoguanidinelor:caracteristicile fosfoguanidinelor:din punct de vedere chimic sunt fosfoamide (amide ale aciduluidin punct de vedere chimic sunt fosfoamide (amide ale aciduluifosforic)fosforic)factori ce conferă caracter macroergic fosfoguanidinelor:factori ce conferă caracter macroergic fosfoguanidinelor:

stabilizarea prin rezonanță a grupării guanidinostabilizarea prin rezonanță a grupării guanidino

e'emple de fosfoguanidine:e'emple de fosfoguanidine:fosfocreatina:fosfocreatina:

abundentă la vertebrateabundentă la vertebrateII GGJK 5 - 2 ,@ PG/molJK 5 - 2 ,@ PG/mol

fosfoargininafosfoarginina ::abundentă la nevertebrateabundentă la nevertebrateII GGJK 5 -JK 5 - ** PG/molPG/mol





=osfocreatina funcționează ca un ?tampon? de ! 1:=osfocreatina funcționează ca un ?tampon? de ! 1:

%n condiții standard %n condiții standard II GGJKJK5 < @*,L PG/mol pentru reacția:5 < @*,L PG/mol pentru reacția:

in vivoin vivo, %n mușchi, concentrațiile sunt:, %n mușchi, concentrațiile sunt:R! 1S 5 2 m&R! 1S 5 2 m&R!"1S 5 4,4@ m&R!"1S 5 4,4@ m&

RfosfocreatinRfosfocreatin

ăă

SS 5 *3 m&5 *3 m&

RRcreatinăcreatină SS 5 @ m&5 @ m&

in vivoin vivo, creatin Pinaza funcționează la echilibru, creatin Pinaza funcționează la echilibru


H2 N N COO -

NH

CH 3

-2O 3PNH N COO -

NH

CH 3ATPADP

creatinã fosfocreatinã

creatin kinazã

I. 5 - 4,2Q PG/mol




=osfocreatina:=osfocreatina:

%n mușchiul scheletic are o concentrație de @3-24 m& %n mușchiul scheletic are o concentrație de @3-24 m&permite regenerarea ! 1 %n primele 3-@4 secunde ale unuipermite regenerarea ! 1 %n primele 3-@4 secunde ale unuisprint de @44 msprint de @44 msportivii de performanță consumă suplimente pe bază desportivii de performanță consumă suplimente pe bază decreatinăcreatină





ioesteri: ioesteri:

factori ce conferă caracter macroergic tioesterilor:factori ce conferă caracter macroergic tioesterilor:datorită volumului mai mare al atomului de este %mpiedicatădatorită volumului mai mare al atomului de este %mpiedicatăcon0ugarea p-con0ugarea p- VVlegătura +- nu are caracter parțial de legătură dublă ca %n cazullegătura +- nu are caracter parțial de legătură dublă ca %n cazullegăturii +- din esterilegăturii +- din esteri

e'emple de tioesteri:e'emple de tioesteri:acetilacetil DD+o! (+o! ( II .. JKJK 5 - @,3 PG/mol)5 - @,3 PG/mol)









+oncepte %n studiul metabolismului celular:+oncepte %n studiul metabolismului celular:

cale metabolic#cale metabolic# 5 o secvență de reacții catalizate de enzime5 o secvență de reacții catalizate de enzimece pornește de la compusul W și a0unge la compusul Xce pornește de la compusul W și a0unge la compusul X

metabolit metabolit 5 orice substanță ce apare ca intermediar sau ca5 orice substanță ce apare ca intermediar sau caprodus nal al unei căi metaboliceprodus nal al unei căi metabolice

c#ile metabolice sunt interconectatec#ile metabolice sunt interconectate

metabolomicametabolomica ::disciplină a biochimiei ce studiază totalitatea metaboliților dintr-odisciplină a biochimiei ce studiază totalitatea metaboliților dintr-ocelulă și modul %n care acești sunt interconectați %n cadrulcelulă și modul %n care acești sunt interconectați %n cadrulmetabolismuluimetabolismuluicuprinde ramuri distincte %n funcție de tipul metaboliților:cuprinde ramuri distincte %n funcție de tipul metaboliților:

proteomica proteomica (studiază totalitatea proteinelor, dinamica și funcțiile lor)(studiază totalitatea proteinelor, dinamica și funcțiile lor)lipidomicalipidomica (studiază totalitatea lipidelor, dinamica și funcțiile lor)(studiază totalitatea lipidelor, dinamica și funcțiile lor)glicomicaglicomica (studiază totalitatea glucidelor și glicocon0ugatelor,(studiază totalitatea glucidelor și glicocon0ugatelor,dinamica și funcțiile lor)dinamica și funcțiile lor)

Aspecte introductivep




pp

8 1 ! 8 Y#Z;[! &8 !B 9 &\ 6]




pp

+u cine %ncepe glicoliza6^ polizaharuri (amidon, glicogen)^ glucoză^ glucozo-L-fosfat

+are este produsul nal al glicolizei6^ piruvat^ -lactat^ etanol^ acetilD+o!




+ăile metabolice:+ăile metabolice:

%nceputul și nalul unei căi metabolice sunt stabilite arbitrar, %nceputul și nalul unei căi metabolice sunt stabilite arbitrar,pentru a facilita %nvățarea și obținerea unei imagini depentru a facilita %nvățarea și obținerea unei imagini deansamblu asupra metabolismuluiansamblu asupra metabolismului

se prezintă căile metabolice centrale, comune unui numărse prezintă căile metabolice centrale, comune unui număr

foarte mare de organismefoarte mare de organisme

trebuie avute %n vedere următoarele aspecte:trebuie avute %n vedere următoarele aspecte:metaboliții dintr-o cale metabolică pot puncte de rami caremetaboliții dintr-o cale metabolică pot puncte de rami care

substratul de la care pornește o cale metabolică poate provenisubstratul de la care pornește o cale metabolică poate provenidin altă cale metabolicădin altă cale metabolică

produsul nal al unei căi metabolice poate intra %n altă caleprodusul nal al unei căi metabolice poate intra %n altă calemetabolicămetabolică

pp




tructura căilor metabolice:tructura căilor metabolice:

au fost identi cate mai multe tipuri de căi metabolice:au fost identi cate mai multe tipuri de căi metabolice:c#i metabolice linearec#i metabolice lineare ::cele mai simple căi metabolicecele mai simple căi metabolicee'emple: sinteza - er din -fosfoglicerat, glicolizae'emple: sinteza - er din -fosfoglicerat, glicoliza

c#i metabolice ciclicec#i metabolice ciclice ::produsul nal este de fapt substratul de la care pornește calea metabolicăprodusul nal este de fapt substratul de la care pornește calea metabolicăe'emple: ciclul >rebs (ciclul acizilor tricarbo'ilici), ciclul ureogenetic, ciclule'emple: ciclul >rebs (ciclul acizilor tricarbo'ilici), ciclul ureogenetic, ciclulglio'ilatuluiglio'ilatului

c#i metabolice cu aspect de spiral#c#i metabolice cu aspect de spiral# ::o secvență determinată de reacții se repetă deo secvență determinată de reacții se repetă de nn oriorie'emple:e'emple: __-o'idarea acizilor grași (spirala `nen)-o'idarea acizilor grași (spirala `nen)

c#i metabolice rami,catec#i metabolice rami,cate ::unul dintre intermediari este punct de divergență a căii (pornesc mai multeunul dintre intermediari este punct de divergență a căii (pornesc mai multeramuri)ramuri)

e'emple: biosinteza nucleotidelor purinicee'emple: biosinteza nucleotidelor purinice

pp




pp

+ale metabolică lineară +ale metabolică ciclică(ciclul 7rebs )

+ale metabolică cu aspect de spirală(spirala nen )

$\+ \$! +;9 $ &8 !B 9+8 8 8 "9+ ! ; "8 =\#+[99 8 $]]




p

Biosinteza purinelor:^ calea metabolică se rami că lanivelul 9&1 (inozin-3K-monofosfat)^ sinteza ! 1 depinde de . 1^ sinteza . 1 depinde de ! 1^ aceast# dependenț# încrucișat#

permite menținerea unui echilibruîntre nucleotidele cu adenin# și cecu guanin#




+aracteristicile generale ale căilor metabolice:+aracteristicile generale ale căilor metabolice:

@7@7 căile metabolice sunt ireversibile și orice cale metabolicăcăile metabolice sunt ireversibile și orice cale metabolicătrebuie să aibă o etapă de ?anga0are? (trebuie să aibă o etapă de ?anga0are? ( committed stepcommitted step ))

*7*7 căile degradative (catabolice) trebuie să decurgă princăile degradative (catabolice) trebuie să decurgă prinreacții distincte de căile biosintetice (anabolice)reacții distincte de căile biosintetice (anabolice)

77 metaboliții trebuie să e activați %nainte de a intră %ntr-ometaboliții trebuie să e activați %nainte de a intră %ntr-ocale metabolicăcale metabolică

2727 toate căile metabolice sunt reglate prin mai multe tipuritoate căile metabolice sunt reglate prin mai multe tipuride mecanismede mecanisme





c#ile metabolice sunt ireversibilec#ile metabolice sunt ireversibile ::o reaco reac ție pentru careție pentru care II GG 4 4 este ireversibilă (este ireversibilă ( reacție e ergonic#reacție e ergonic# ))

%n general, o astfel de reacție este plasată la %nceputul unei căi %n general, o astfel de reacție este plasată la %nceputul unei căimetabolicemetabolice

datorită reacției ireversibile (datorită reacției ireversibile ( II GG 4 4):): %ntreaga cale metabolică devine ireversibilă %ntreaga cale metabolică devine ireversibilăaltfel spus: ?altfel spus: ? se imprim# un anumit sens c#ii metabolicese imprim# un anumit sens c#ii metabolice ??

A B C D E FE1 E2 E3 E E!

ca"e #eta$o"icã i%oteticã

E& catali'ea'! o reac#ie cu ( G ) *





c#ile degradative (catabolice) trebuie s# decurg# prin reacțiic#ile degradative (catabolice) trebuie s# decurg# prin reacțiidistincte de c#ile biosintetice (anabolice)distincte de c#ile biosintetice (anabolice) ::

A

B

&

'

A

B

&

'

(

imposibil termodinamic posibil termodinamic

(G

B+ , * "i (G

+B - *

8'istența unor reacții distincte deinterconversie face posibilă reglareaindependent# a celor dou# c#i metabolic

^ c nd celula are nevoie de calea WBblocată,

^ c nd celula are nevoie de B calea B eblocată7





unii metaboliți trebuie s# ,e FactivațiF înainte de a intraunii metaboliți trebuie s# ,e FactivațiF înainte de a intraîntr-o cale metabolic# (degradativ#Dbiosintetic#)într-o cale metabolic# (degradativ#Dbiosintetic#)

activarea este realizată prin:activarea este realizată prin:reacții de nucleotidilare a metabolițilorreacții de nucleotidilare a metaboliților

reacții de fosforilarereacții de fosforilaretransformare %n tioesteri cu a0utorul coenzimei ! (+o! ):transformare %n tioesteri cu a0utorul coenzimei ! (+o! ):




Activarea &-gluco.ei la *&0 Activarea &-gluco.ei la *&0 GlcGlc





toate c#ile metabolice sunt reglatetoate c#ile metabolice sunt reglate :: %n orice cale metabolică e'istă două tipuri de reacții: %n orice cale metabolică e'istă două tipuri de reacții:reacții aproape de echilibrureacții aproape de echilibrureacții departe de echilibrureacții departe de echilibru

reacțiile aproape de echilibru:reacțiile aproape de echilibru:sunt reacții reversibile (sunt reacții reversibile ( II GG 4) 4)permit echilibrarea rapidă a reactanților ( u'ul printr-o astfel de reacțiepermit echilibrarea rapidă a reactanților ( u'ul printr-o astfel de reacțieeste determinat numai de raportul concentrațiilor reactanților șieste determinat numai de raportul concentrațiilor reactanților șiprodușilor de reacție)produșilor de reacție)sunt catali.ate de en.ime ce nu sunt supuse unor mecanisme desunt catali.ate de en.ime ce nu sunt supuse unor mecanisme dereglarereglare

reacțiile departe de echilibru:reacțiile departe de echilibru:sunt reacții ireversibile (sunt reacții ireversibile ( II GG 4) 4)nu permit echilibrarea reactanțilornu permit echilibrarea reactanțilorsunt catali.ate de en.ime ce sunt supuse unor mecanisme de reglaresunt catali.ate de en.ime ce sunt supuse unor mecanisme de reglare






&ecanisme de reglare a căilor metabolice:&ecanisme de reglare a căilor metabolice:

mecanisme ce operea.# pe termen scurt mecanisme ce operea.# pe termen scurt ::controlul calitativ al enzimelor reglatoriicontrolul calitativ al enzimelor reglatorii

controlul accesibilității substratelorcontrolul accesibilității substratelor

controlul cu a0utorul ?controlul cu a0utorul ? substrate c clessubstrate c cles ??

mecanisme ce operea.# pe termen lungmecanisme ce operea.# pe termen lung ::controlul cantitativ al enzimelor reglatoriicontrolul cantitativ al enzimelor reglatorii




&ecanisme ce operează pe termen scurt:&ecanisme ce operează pe termen scurt:

mecanisme de control calitativ al enzimelor reglatorii:mecanisme de control calitativ al enzimelor reglatorii:asigură modularea activității enzimelor reglatoriiasigură modularea activității enzimelor reglatorii

nu afectează cantitatea de enzimănu afectează cantitatea de enzimă

e'istă două tipuri de mecanisme de control calitativ:e'istă două tipuri de mecanisme de control calitativ:modi,c#ri allosterice ale en.imelor modi,c#ri allosterice ale en.imelor modi,c#ri covalente reversibile ale en.imelor modi,c#ri covalente reversibile ale en.imelor

modi cările allosterice ale enzimelor:modi cările allosterice ale enzimelor:au loc sub acțiuneaau loc sub acțiunea e$ectorilor allostericie$ectorilor allosterici ::

produsul nal al căii metaboliceprodusul nal al căii metaboliceintermediari ai căii metaboliceintermediari ai căii metabolicealți metaboliți cu masă moleculară micăalți metaboliți cu masă moleculară mică

determină modi carea a nității enzimei reglatorii pentrudetermină modi carea a nității enzimei reglatorii pentrusubstrat (substrat ( 7 7 &&) sau a) sau a v v ma'ma' cu care aceasta funcționeazăcu care aceasta funcționează




&odi cări allosterice ale enzimelor:&odi cări allosterice ale enzimelor:

efectorii allosterici pot :efectorii allosterici pot :e$ectori allosterici po.itivie$ectori allosterici po.itivi : stimulează activitatea enzimei: stimulează activitatea enzimeireglatoriireglatoriie$ectori allosterici negativie$ectori allosterici negativi : inhibă activitatea enzimei reglatorii: inhibă activitatea enzimei reglatorii

e'istă două modele de reglare prin intermediul efectorilore'istă două modele de reglare prin intermediul efectorilorallosterici:allosterici:$eed-bacB inhibiția$eed-bacB inhibiția ::

mecanism foarte frecventmecanism foarte frecventprodusul nal inhibă una dintre enzimele reglatorii din caleaprodusul nal inhibă una dintre enzimele reglatorii din caleametabolicămetabolicăse previne acumularea %n e'ces a produsului nal c nd celula nu arese previne acumularea %n e'ces a produsului nal c nd celula nu are

nevoie de elnevoie de el$eed-$orHard stimularea$eed-$orHard stimularea ::

mecanism foarte rarmecanism foarte rarpermite ?anunțarea? altor enzime că va urma o creștere a u'ului %npermite ?anunțarea? altor enzime că va urma o creștere a u'ului %ncalea metabolicăcalea metabolicăcrește activitatea enzimelor respective ceea ce permite menținereacrește activitatea enzimelor respective ceea ce permite menținereaconcentrației constante a intermediarilor metaboliciconcentrației constante a intermediarilor metabolici




$eglarea prin$eglarea prin $eed-bacB inhibiție$eed-bacB inhibiție a activității ! + (aspartata activității ! + (aspartattranscarbamoilaza):transcarbamoilaza):

enzima limitantă de viteză a biosintezeienzima limitantă de viteză a biosintezei de novode novo a nucleotidelora nucleotidelorpirimidinicepirimidinice

+ 1 funcționează ca un efector allosteric negativ pentru ! ++ 1 funcționează ca un efector allosteric negativ pentru ! +




Reglarea glicoli.ei în ,cat Reglarea glicoli.ei în ,cat

feed-bacP inhibiție

feed-for ard stimulare

$eglarea piruvat Pinazei %n cat:

enzima este stimulată de fructozo-*,L-bisfosfat




&odi cări covalente reversibile ale enzimelor:&odi cări covalente reversibile ale enzimelor:

cea mai frecventă modi care covalentă reversibilă estecea mai frecventă modi care covalentă reversibilă estefosforilarea:fosforilarea:

constă %n transferul unei grupeconstă %n transferul unei grupe oo-fosfat pe enzima țintă ( - er, - hr,-fosfat pe enzima țintă ( - er, - hr,- `r)- `r)

procesul este reversibil și necesită două tipuri de enzime:procesul este reversibil și necesită două tipuri de enzime:Bina.eBina.e : catalizează transferul grupării: catalizează transferul grupării oo-fosfat (folosind ! 1 ca donor)-fosfat (folosind ! 1 ca donor)$os$oprotein $os$ata.e$os$oprotein $os$ata.e : catalizează %ndepărtarea grupării: catalizează %ndepărtarea grupării oo-fosfat-fosfat

cele două forme (fosfo/defosfo) ale enzimei țintă au activitățicele două forme (fosfo/defosfo) ale enzimei țintă au activitățidiferitediferite

$orma $os$o (inactiv#)$orma $os$o (inactiv#)$orma de$os$o (activ#)$orma de$os$o (activ#)




&odi cări covalente reversibile ale enzimelor:&odi cări covalente reversibile ale enzimelor:

acest tip de modi care permite reglarea coordonată a unoracest tip de modi care permite reglarea coordonată a unorenzime reglatorii din căi metabolice antagonice:enzime reglatorii din căi metabolice antagonice:glicogenoliza:glicogenoliza:

glicogen $os$orila.a Bina.aglicogen $os$orila.a Bina.a (.=>): !+ 9Z; Y# = $&; = =(.=>): !+ 9Z; Y# = $&; = =

glicogen $os$orila.aglicogen $os$orila.a (.=): !+ 9Z; Y# = $&; = =(.=): !+ 9Z; Y# = $&; = =

glicogenogeneza:glicogenogeneza:glicogen sinta.aglicogen sinta.a (. ): 9#!+ 9Z; Y# = $&; = =(. ): 9#!+ 9Z; Y# = $&; = =




$eglarea activității enzimelor prin controlul accesibilității$eglarea activității enzimelor prin controlul accesibilitățiisubstratelor:substratelor:

accesul substratelor la enzimele reglatorii este controlataccesul substratelor la enzimele reglatorii este controlatprin două mecanisme:prin două mecanisme:

compartimentarea celular#compartimentarea celular# ::speci că celulelor euPariotespeci că celulelor euPariotecăile metabolice antagonice sunt localizate %n compartimentecăile metabolice antagonice sunt localizate %n compartimentediferitediferite

controlul u ului de metaboliți între compartimentele celularecontrolul u ului de metaboliți între compartimentele celulare ::intrarea glucozei %n țesuturile glucoindependente este facilitată deintrarea glucozei %n țesuturile glucoindependente este facilitată de

insulinăinsulinăpentru a pentru a __-o'idați, acizii grași trebui translocați din citosol %n-o'idați, acizii grași trebui translocați din citosol %nmitocondriemitocondrie




+ompartimentarea celulară:+ompartimentarea celulară:

este speci că celulei euPariote (gr7este speci că celulei euPariote (gr7 eueu 5 adevărat,5 adevărat, BarionBarion 55nucleu)nucleu)

prezintă numeroase organite celulare delimitate de membrane:prezintă numeroase organite celulare delimitate de membrane:nucleunucleu

mitocondriimitocondriiaparat .olgiaparat .olgipero'izomipero'izomilizozomilizozomireticul endoplasmaticreticul endoplasmatic

%n ecare compartiment se desfășoară anumite procese %n ecare compartiment se desfășoară anumite procesemetabolicemetabolice

delimitate de un înveliș dublu membranar delimitate de un înveliș dublu membranar

delimitate de o singur# membran#delimitate de o singur# membran#

celul# animal# celul# vegetal#celul# animal# celul# vegetal#



celul# animal# celul# vegetal#g




+ontrolul u'ului de metaboliți %ntre compartimentele celulare:+ontrolul u'ului de metaboliți %ntre compartimentele celulare:

u'ul %ntr-o cale metabolică depinde de accesibilitateau'ul %ntr-o cale metabolică depinde de accesibilitateasubstratului %n compartimentul %n care se derulează caleasubstratului %n compartimentul %n care se derulează caleametabolică:metabolică:

alimentarea glicolizei cu glucoză depinde de numărul dealimentarea glicolizei cu glucoză depinde de numărul detransportori . \ 2 din membrana celularătransportori . \ 2 din membrana celulară

intrarea moleculelor de acil grasintrarea moleculelor de acil gras DD+o! din citoplasmă %n+o! din citoplasmă %nmitocondrie este blocată de către malonilmitocondrie este blocată de către malonil DD+o! pentru a+o! pentru aasigura sinteza netă de acizi grașiasigura sinteza netă de acizi grași




9ntrarea glucozei %n țesuturi:9ntrarea glucozei %n țesuturi:

țesuturile se clasi că %n două categorii %n funcție dețesuturile se clasi că %n două categorii %n funcție dedependența de glucoză:dependența de glucoză:țesuturi glucoindependente (insulinodependente)țesuturi glucoindependente (insulinodependente) ::

mușchiul scheletic, miocardul, țesutul adipos, diafragmamușchiul scheletic, miocardul, țesutul adipos, diafragma

țesuturi glucodependente (insulinoindependente)țesuturi glucodependente (insulinoindependente) ::țesutul nervos, eritrocitulțesutul nervos, eritrocitul

țesuturile glucoindependente e'primă %n membrana celulelorțesuturile glucoindependente e'primă %n membrana celulelortransportorul pentru glucoză . \ 2transportorul pentru glucoză . \ 2

0 /0RAN&IA0 /0RAN&IA , insulina determină creșterea numărului de, insulina determină creșterea numărului demolecule . \ 2 %n membrana celulară și permite intrareamolecule . \ 2 %n membrana celulară și permite intrareaglucozei %n țesuturiglucozei %n țesuturi




Intrarea gluco.ei în celulele țesuturilIntrarea gluco.ei în celulele țesuturil

glucoindependente este mediat# deglucoindependente este mediat# de

transportorul G */JKtransportorul G */JK

/ransportorul G */J este translocat /ransportorul G */J este translocat din citoplasm# (ve.icule de stocare)din citoplasm# (ve.icule de stocare)

c#tre membrana celular# sub acțiunc#tre membrana celular# sub acțiun

insulineiKinsulineiK




alonilalonilDD+o! inhibă intrarea moleculelor de acil gras+o! inhibă intrarea moleculelor de acil gras DD+o! %n mitocondrie, ceea ce facilitea+o! %n mitocondrie, ceea ce faciliteasinteza acizilor grași %n citoplasmă ]sinteza acizilor grași %n citoplasmă ]




$eglarea căilor metabolice cu a0utorul ?$eglarea căilor metabolice cu a0utorul ? substrate c clessubstrate c cles ?:?:

substrate c clesubstrate c cle 5 o pereche de reacții care5 o pereche de reacții care fac parte dinfac parte dindouă căi metabolice distinctedouă căi metabolice distincte

caracteristici ale unui astfel de ciclu:caracteristici ale unui astfel de ciclu:reacțiile sunt ireversibile (reacțiile sunt ireversibile ( II GG 4)4)

reacțiile au loc simultan dar cu intensități diferitereacțiile au loc simultan dar cu intensități diferiteuna dintre reacții este cuplat# cu hidroli.a A/0una dintre reacții este cuplat# cu hidroli.a A/0

consecințele funcționării unui astfel de ciclu:consecințele funcționării unui astfel de ciclu:se consumă ! 1 (se disipează energie sub formă de căldură)se consumă ! 1 (se disipează energie sub formă de căldură)nu are loc o tran$ormare net# a în 0 și inversnu are loc o tran$ormare net# a în 0 și invers

!u"!trate c#c e $ futi e c#c e (cic u inuti ) %&!u"!trate c#c e $ futi e c#c e (cic u inuti ) %&





cuplarea reacțiilor catalizate de:cuplarea reacțiilor catalizate de:L-$os$o$ructo-:-Bina.# (0M7-:)L-$os$o$ructo-:-Bina.# (0M7-:)::enzimă din glicolizăenzimă din glicolizăse consum# A/0se consum# A/0

$ructo.o-:>L-bis$os$ata.#$ructo.o-:>L-bis$os$ata.# ::enzimă din gluconeogenezăenzimă din gluconeogenezănu se consum# A/0nu se consum# A/0





se consideră o transformare de tipul:se consideră o transformare de tipul:

caracteristicile reacțiilor * și :caracteristicile reacțiilor * și :nu sunt la echilibru (reacții ireversibile)nu sunt la echilibru (reacții ireversibile)sunt catalizate de enzime distinctesunt catalizate de enzime distincte (pentru a posibile(pentru a posibiletermodinamictermodinamic ))au rateleau ratele B B @@ și respectivși respectiv B B -@-@

u'ul prin calea metabolică (u'ul prin calea metabolică ( C C 55 B B @@ TTB B -@-@) poate modi cat prin:) poate modi cat prin:scăderea valoriiscăderea valorii B B @@ și creșterea valoriiși creșterea valorii B B -@-@ ((se acumulea.# !se acumulea.# ! ))creșterea valoriicreșterea valorii B B @@ și scăderea valoriiși scăderea valorii B B -@-@ ((se acumulea.# 'se acumulea.# ' ))

avanta0e:avanta0e:reglarea u'ului se poate face mai e cient pentru că e'istă douăreglarea u'ului se poate face mai e cient pentru că e'istă douăenzime ce pot modulate cu efectori alostericienzime ce pot modulate cu efectori alostericidacă ar fost o reacție reversibilă ar fost doar o singură enzimădacă ar fost o reacție reversibilă ar fost doar o singură enzimă





starea inițială:starea inițială:transformarea ! %n B aretransformarea ! %n B are B B @@ 5 @445 @44transformarea B %n ! aretransformarea B %n ! are B B -@-@ 5 Q45 Q4

C C 55 B B @@ TTB B -@-@ 5 @44 T Q4 5 @45 @44 T Q4 5 @4

starea nală:starea nală:este determinată de un efector alosteric comuneste determinată de un efector alosteric comuntransformarea ! %n B aretransformarea ! %n B are B B @@ 5 @*45 @*4transformarea B %n ! aretransformarea B %n ! are B B -@-@ 5 F*5 F*

C C 55 B B @@ TTB B -@-@ 5 @*4 T F* 5 2E5 @*4 T F* 5 2E

concluzii:concluzii:o modi care de doar *4A a ratelor celor două reacțiio modi care de doar *4A a ratelor celor două reacțiidetermină o creștere a u'ului de E4Adetermină o creștere a u'ului de E4Aun singur efector alosteric in uențează două enzime din douăun singur efector alosteric in uențează două enzime din două

căi metabolice opusecăi metabolice opuse




+ontrolul cantitativ al enzimelor reglatorii:+ontrolul cantitativ al enzimelor reglatorii:

cantitatea enzimelor reglatorii depinde de:cantitatea enzimelor reglatorii depinde de:rata de sinteză (rata de transcriere a genei speci ce)rata de sinteză (rata de transcriere a genei speci ce)rata de degradare a proteineirata de degradare a proteineirata de degradare a !$#-ului mesager corespunzătorrata de degradare a !$#-ului mesager corespunzător

cantitatea de enzimă este controlată de statusul hormonal:cantitatea de enzimă este controlată de statusul hormonal:$a.a postprandial#$a.a postprandial# ::concentrație crescut# de IN * IN"concentrație crescut# de IN * IN"

crește sinteza de glucoPinază, L-fosfofructo-@-Pinază, piruvat Pinazăcrește sinteza de glucoPinază, L-fosfofructo-@-Pinază, piruvat Pinazăeste stimulată glicolizaeste stimulată glicoliza

$a.a interprandial#$a.a interprandial# ::concentrație crescut# de G *'AG Nconcentrație crescut# de G *'AG Ncrește sinteza de fosfoenolpiruvat carbo'iPinază, fructozo-@,L-crește sinteza de fosfoenolpiruvat carbo'iPinază, fructozo-@,L-bisfosfatazăbisfosfatazăeste stimulată gluconeogenezaeste stimulată gluconeogeneza

e'presia unei gene poate controlată de mai mulți hormone'presia unei gene poate controlată de mai mulți hormon

!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



ormonii:ormonii:

compuși chimici:compuși chimici:sintetizați și secretați de anumite celule specializate ca urmaresintetizați și secretați de anumite celule specializate ca urmarea unor modi cări din mediul intern sau e'terna unor modi cări din mediul intern sau e'ternacționea.# asupra unor celule țint# ce e prim# receptoriiacționea.# asupra unor celule țint# ce e prim# receptoriispeci,cispeci,cipermit adaptarea organismului la variația condițiilor de mediupermit adaptarea organismului la variația condițiilor de mediu

fac legătura dintre:fac legătura dintre:celule senzor (care sesizează modi cările)celule senzor (care sesizează modi cările)celule țintă (care elaborează un răspuns adaptativ)celule țintă (care elaborează un răspuns adaptativ)

rolurile generale ale hormonilor:rolurile generale ale hormonilor:mențin homeostazia anumitor parametrii (glicemia)mențin homeostazia anumitor parametrii (glicemia)pregătesc organismul pentru situații de stres ( ght or ight)pregătesc organismul pentru situații de stres ( ght or ight)controlează maturarea organismului, dezvoltarea și menținereacontrolează maturarea organismului, dezvoltarea și menținereacaracterelor se'ualecaracterelor se'ualecontrolează și coordonează răspunsul imuncontrolează și coordonează răspunsul imun




+lasi carea hormonilor:+lasi carea hormonilor:

e'istă mai multe criterii de clasi care a hormonilor:e'istă mai multe criterii de clasi care a hormonilor:

dup# structura chimic#%dup# structura chimic#%hormoni derivați de la aminoacizi (catecolamine, hormonii tiroidieni)hormoni derivați de la aminoacizi (catecolamine, hormonii tiroidieni)hormoni polipeptidici și proteici (insulina, glucagonul, parathormonul)hormoni polipeptidici și proteici (insulina, glucagonul, parathormonul)hormoni steroizi (se'uali, mineralocorticoizi, glucocorticoizi)hormoni steroizi (se'uali, mineralocorticoizi, glucocorticoizi)hormoni derivați de la acizi grași polinesaturați (eicosanoide)hormoni derivați de la acizi grași polinesaturați (eicosanoide)

dup# solubilitatea în ap#%dup# solubilitatea în ap#%hormoni hidrosolubili (insulina, glucagonul, catecolaminele)hormoni hidrosolubili (insulina, glucagonul, catecolaminele)hormoni liposolubili (hormonii steroizi, hormonii tiroidieni)hormoni liposolubili (hormonii steroizi, hormonii tiroidieni)

dup# distanța dintre locul de sinte.# și cel de acțiune%dup# distanța dintre locul de sinte.# și cel de acțiune%hormoni endocrinihormoni endocrinihormoni paracrinihormoni paracrinihormoni autocrinihormoni autocrini




$eceptorii lipo li/hidrofobi sunt transportați %n s nge de:$eceptorii lipo li/hidrofobi sunt transportați %n s nge de:

proteine nespeci ce: albuminaproteine nespeci ce: albumina proteine speci ce:proteine speci ce:

+B.+B. B. B. B.B.




1ormonii tiroidieni1ormonii tiroidieni 'atecolamine'atecolamine

+ineralocorticoid+ineralocorticoid

1ormoni se uali și gestageni1ormoni se uali și gestageni




+lasi carea hormonilor:+lasi carea hormonilor:

hormoni endocrini:hormoni endocrini:sunt produși de celule din glandele endocrinesunt produși de celule din glandele endocrineacționează asupra unor celule țintă situate la distanțăacționează asupra unor celule țintă situate la distanțăsunt transportați către celulele țintă prin sistemul circulator (s nge)sunt transportați către celulele țintă prin sistemul circulator (s nge)

hormoni paracrini:hormoni paracrini:sunt produși de anumite celulesunt produși de anumite celuleacționează asupra unor celule țintă situate %n imediata vecinătate aacționează asupra unor celule țintă situate %n imediata vecinătate acelulelor producătoarecelulelor producătoarenu sunt transportați către celulele țintă prin sistemul circulatornu sunt transportați către celulele țintă prin sistemul circulator(s nge)(s nge)

hormoni autocrini:hormoni autocrini:sunt produși de anumite celulesunt produși de anumite celuleacționează asupra celulei producătoareacționează asupra celulei producătoarenu sunt transportați către celulele țintă prin sistemul circulatornu sunt transportați către celulele țintă prin sistemul circulator(s nge)(s nge)




i l d i




istemul endocrin:istemul endocrin:

totalitatea glandelor endocrine și a celulelor endocrinetotalitatea glandelor endocrine și a celulelor endocrinediseminate %n diverse țesuturi din organismul umandiseminate %n diverse țesuturi din organismul uman

%n organism e'istă: %n organism e'istă:glande endocrine:glande endocrine:

hipo zahipo zatiroida și paratiroideletiroida și paratiroidelesuprarenalelesuprarenalelegonadele (ovare/testicule)gonadele (ovare/testicule)

celule endocrine diseminate %n diferite țesuturi:celule endocrine diseminate %n diferite țesuturi:celule secretorii din mucoasa tractului gastrointestinalcelule secretorii din mucoasa tractului gastrointestinal

e'istă mai multe nivele de organizare ce permit o reglaree'istă mai multe nivele de organizare ce permit o reglarecoordonată a tuturor glandelor endocrinecoordonată a tuturor glandelor endocrine




#i l d i l i l i d i#i l d i l i l i d i




#ivele de organizare ale sistemului endocrin:#ivele de organizare ale sistemului endocrin:

hipotalamus%hipotalamus%se a ă sub controlul sistemului nervos centralse a ă sub controlul sistemului nervos centralpermite controlul sistemului endocrin de către sistemul nervospermite controlul sistemului endocrin de către sistemul nervosproduce și eliberează două categorii de hormoni polipeptidici:produce și eliberează două categorii de hormoni polipeptidici:

factori eliberatori (releasing factors)factori eliberatori (releasing factors)factori inhibitori ai eliberării (release-inhibiting factors)factori inhibitori ai eliberării (release-inhibiting factors)

hipo,.# (glanda pituitar#)%hipo,.# (glanda pituitar#)%glandă situată la baza creieruluiglandă situată la baza creieruluilegată de hipotalamus prin ti0a hipotalamo-hipo zară (ti0alegată de hipotalamus prin ti0a hipotalamo-hipo zară (ti0apituitară)pituitară)produce și eliberează hormoni tro ci:produce și eliberează hormoni tro ci:

stimulează activitatea glandelor endocrine țintăstimulează activitatea glandelor endocrine țintă

glande endocrineglande endocrine

l d l l d#i l d i l i l i d i




#ivele de organizare ale sistemului endocrin:#ivele de organizare ale sistemului endocrin:

la ecare nivel se secretă o cantitate mai mare de hormonla ecare nivel se secretă o cantitate mai mare de hormon

durată de viață %n circulație a hormonilor este din ce %n cedurată de viață %n circulație a hormonilor este din ce %n cemai mare de la un nivel la altulmai mare de la un nivel la altul

astfel se realizează oastfel se realizează o ampli,care în cascad#ampli,care în cascad# a semnalelora semnalelorhormonalehormonale




ii hi t l i iii hi t l i i




ormonii hipotalamici:ormonii hipotalamici:

sunt peptide și polipeptide ( p nă la 22 de aminoacizi)sunt peptide și polipeptide ( p nă la 22 de aminoacizi)

acționează asupra celulelor țintă din lobul anterior alacționează asupra celulelor țintă din lobul anterior alhipo zei ce produce și eliberează hormonii tro cihipo zei ce produce și eliberează hormonii tro ci

sunt secretați %n cantitate e'trem de mică (nanograme)sunt secretați %n cantitate e'trem de mică (nanograme)

clasi carea hormonilor hipotalamici:clasi carea hormonilor hipotalamici:

homoni eliberatori%homoni eliberatori% $ (th`rotropin-releasing hormone) $ (th`rotropin-releasing hormone)

+$ (corticotropin-releasing hormone)+$ (corticotropin-releasing hormone). $ (gro th hormone-releasing hormone). $ (gro th hormone-releasing hormone)1$ (prolactin-releasing hormone)1$ (prolactin-releasing hormone)

hormoni inhibitori ai eliber#rii%hormoni inhibitori ai eliber#rii%. 9 (gro th hormone release-inhibiting hormone) (somatostatină). 9 (gro th hormone release-inhibiting hormone) (somatostatină)19 (prolactin hormone release-inhibiting hormone)19 (prolactin hormone release-inhibiting hormone)




ormonii hipo zei anterioare (hormonii tro ci):ormonii hipo zei anterioare (hormonii tro ci):!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



ormonii hipo zei anterioare (hormonii tro ci):ormonii hipo zei anterioare (hormonii tro ci):

sunt polipeptidesunt polipeptide

sunt secretați %n cantitate mai mare dec t hormonii hipotalamicisunt secretați %n cantitate mai mare dec t hormonii hipotalamici(micrograme)(micrograme)

lobul anterior al hipo zei conține cinci tipuri:lobul anterior al hipo zei conține cinci tipuri:

celule somatotrope%celule somatotrope%produc și eliberează hormonul de creștere (. )produc și eliberează hormonul de creștere (. )

celule corticotrope%celule corticotrope%produc și eliberează hormonul adrenocorticotrop (!+ )produc și eliberează hormonul adrenocorticotrop (!+ )

celule tirotrope%celule tirotrope%produc și eliberează hormonul tirotrop ( , th`roid-stimulating hormone)produc și eliberează hormonul tirotrop ( , th`roid-stimulating hormone)

celule gonadotrope%celule gonadotrope%produc și eliberează gonadotropinele (= , follicle-stimulating hormone ,produc și eliberează gonadotropinele (= , follicle-stimulating hormone ,luteinizing hormone)luteinizing hormone)

celule lactotropeDmamotrope%celule lactotropeDmamotrope%produc și eliberează prolactinaproduc și eliberează prolactina










ormonul de creștere ( gro th hormone):ormonul de creștere (. , gro th hormone):!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



ormonul de creștere (. , gro th hormone):ormonul de creștere (. , gro th hormone):

polipeptid de @Q@ de aminoacizipolipeptid de @Q@ de aminoacizi

efectele . :efectele . :stimulează dezvoltarea diferitelor țesuturi (muscular, osos)stimulează dezvoltarea diferitelor țesuturi (muscular, osos)induce sinteza hepatică a somatomedinelor:induce sinteza hepatică a somatomedinelor:

polipepetide ce stimulează dezvoltarea cartilagiilorpolipepetide ce stimulează dezvoltarea cartilagiilormanifestă acțiune similară cu cea a insulineimanifestă acțiune similară cu cea a insulinei

patologie:patologie:gigantism:gigantism:

producție e'cesivă de .producție e'cesivă de .se dezvoltă e'cesiv sistemul ososse dezvoltă e'cesiv sistemul osos

se dezvoltă e'cesiv țesuturile moi (palme, țesutul facial)se dezvoltă e'cesiv țesuturile moi (palme, țesutul facial)((acromegalieacromegalie ))

nanism hipo zar:nanism hipo zar:producție scăzută de .producție scăzută de .creștere insu cientă (un copil de @4 ani arată ca unul de 2-3 ani uncreștere insu cientă (un copil de @4 ani arată ca unul de 2-3 ani unadolescent de *4 ani arată ca un copil de F-@4 ani)adolescent de *4 ani arată ca un copil de F-@4 ani)


0acient cu acromegalie0acient cu acromegalie



Maraonul ABhenaton (:@; -:@L< îK')Maraonul ABhenaton (:@; -:@L< îK')a su$erit probabil de acromegaliea su$erit probabil de acromegalie

gg

ormonii glandelor endocrine:ormonii glandelor endocrine:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



ormonii glandelor endocrine:ormonii glandelor endocrine:

au structură chimică e'trem de variabilăau structură chimică e'trem de variabilă

sunt secretați %n cantitate mai mare dec t hormoniisunt secretați %n cantitate mai mare dec t hormoniihipo zei anterioare (miligrame)hipo zei anterioare (miligrame)

sunt responsabili de generarea răspunsului adaptativ alsunt responsabili de generarea răspunsului adaptativ alorganismuluiorganismului

controlează prin feed-bacP negativ secreția hormonilorcontrolează prin feed-bacP negativ secreția hormonilorhipotalamici și hipo zarihipotalamici și hipo zari

$eglarea secreției hormonale:$eglarea secreției hormonale:




$eglarea secreției hormonale:$eglarea secreției hormonale:

se $ace prin blucle de $eed-bacB negativ ce acționea.#%se $ace prin blucle de $eed-bacB negativ ce acționea.#%la nivelul hipotalamusului:la nivelul hipotalamusului:

se inhibă sinteza și secreția factorilor eliberatorise inhibă sinteza și secreția factorilor eliberatorila nivelul lobului anterior al hipo zei:la nivelul lobului anterior al hipo zei:

se inhibă sinteza și eliberarease inhibă sinteza și eliberarea

e'emplu de reglare hormonală:e'emplu de reglare hormonală:hipotalamus: +$hipotalamus: +$hipo ză: !+hipo ză: !+corticosuprarenală: cortizolcorticosuprarenală: cortizol

cortizolul va inhiba secreția de:cortizolul va inhiba secreția de:+$+$!+!+

+um declanșează hormonul răspunsul biologic %n celula țintă6+um declanșează hormonul răspunsul biologic %n celula țintă6




+um declanșează hormonul răspunsul biologic %n celula țintă6+um declanșează hormonul răspunsul biologic %n celula țintă6

celulele generea.# un r#spuns biologic sub acțiunea unuicelulele generea.# un r#spuns biologic sub acțiunea unuihormon doar dac# pre.int# receptori pentru hormonulhormon doar dac# pre.int# receptori pentru hormonulrespectiv respectiv

celulele care nu pre.int# receptori pentru un anumit hormoncelulele care nu pre.int# receptori pentru un anumit hormonnu vor r#spunde la pre.ența acestuianu vor r#spunde la pre.ența acestuia

receptorii hormonali:receptorii hormonali:receptorii tuturor hormonilor sunt proteinereceptorii tuturor hormonilor sunt proteinepot avea două tipuri de localizări:pot avea două tipuri de localizări:

la nivelul membranei (hormonii hidro li)la nivelul membranei (hormonii hidro li) %n interiorul celulei (hormonii hidrofobi/lipo li) %n interiorul celulei (hormonii hidrofobi/lipo li)

interacția unui hormon cu receptorul corespunzătorinteracția unui hormon cu receptorul corespunzătordeclanșează o serie de procese intracelulare care determinădeclanșează o serie de procese intracelulare care determinămodi carea activității anumitor proteine și apare astfelmodi carea activității anumitor proteine și apare astfelrăspunsul biologic adaptativrăspunsul biologic adaptativ



+lasi carea receptorilor intracelulari:+lasi carea receptorilor intracelulari:




+lasi carea receptorilor intracelulari:+lasi carea receptorilor intracelulari:

receptorii citoplasmatici%receptorii citoplasmatici%localizați %n citoplasmă %n comple' cu o proteină hspQ4localizați %n citoplasmă %n comple' cu o proteină hspQ4legarea hormonului permite eliberarea proteinei hspQ4 șilegarea hormonului permite eliberarea proteinei hspQ4 șitranslocarea comple'ului hormon-receptor %n nucleutranslocarea comple'ului hormon-receptor %n nucleucomple'ul hormon-receptor se leagă la secvența $8 speci căcomple'ul hormon-receptor se leagă la secvența $8 speci căși determină modularea e'presiei geniceși determină modularea e'presiei genicee emple%e emple% hormonii steroizi, vitamina "hormonii steroizi, vitamina " activată (calcitriol)activată (calcitriol)

receptorii nucleari%receptorii nucleari%sunt localizați %n nucleu (legați la secvențele $8sunt localizați %n nucleu (legați la secvențele $8corespunzătoare)corespunzătoare)legarea hormonului favorizează recrutarea altor proteine șilegarea hormonului favorizează recrutarea altor proteine șimodularea e'presiei genicemodularea e'presiei genicee emple%e emple% hormonii tiroidieni, acidul retinoichormonii tiroidieni, acidul retinoic

pentru c# modulea.# e presia genic#> hormonii lipo,li pentru c# modulea.# e presia genic#> hormonii lipo,lidetermin# e$ecte celulare care persist# mult în timpdetermin# e$ecte celulare care persist# mult în timp

(oreD.ile)(oreD.ile)




&ecanismele de acțiune ale hormonilor cu receptori intracelulari:&ecanismele de acțiune ale hormonilor cu receptori intracelulari:

hormonii tiroidieni (cercul negru)hormonii tiroidieni (cercul negru)

hormonii steroizi (triunghiul negru)hormonii steroizi (triunghiul negru)







$eceptorii pentru hormonii hidrofobi/lipo li conțin mai multe regiuni:$eceptorii pentru hormonii hidrofobi/lipo li conțin mai multe regiuni:

^ regiune de legare a hormonuluiregiune de legare a hormonului

^ regiune de legare la nivelul secvențelor $8 din !"#regiune de legare la nivelul secvențelor $8 din !"#

tructura elementelor $8:tructura elementelor $8:




tructura elementelor $8:tructura elementelor $8:

e'istă două tipuri:e'istă două tipuri:

secvențe invers repetate%secvențe invers repetate%conțin secvențe he'anucleotidice separate de o secvențăconțin secvențe he'anucleotidice separate de o secvențătrinucleotidicătrinucleotidicăpermit legarea receptorului sub formă de dimerpermit legarea receptorului sub formă de dimerreceptorii pentru hormonii steroizireceptorii pentru hormonii steroizi

secvențe direct repetate%secvențe direct repetate%conțin secvențe he'anucleotidice separate de *-3 perechi de bazeconțin secvențe he'anucleotidice separate de *-3 perechi de bazeleagă receptorul heterodimerizat cu alt coreceptorleagă receptorul heterodimerizat cu alt coreceptorreceptorii pentru vitamina "receptorii pentru vitamina " , hormonii tiroidieni, acidul retinoic, hormonii tiroidieni, acidul retinoic

$eceptori membranari:$eceptori membranari:




$eceptori membranari:$eceptori membranari:

sunt receptori pentru hormonii hidro li:sunt receptori pentru hormonii hidro li:catecolaminecatecolaminehormoni peptidici și polipeptidici (insulină, glucagon etc)hormoni peptidici și polipeptidici (insulină, glucagon etc)

hormonii hidrosolubili nu traversea.# membrana celular# șihormonii hidrosolubili nu traversea.# membrana celular# și

acționea.# asupra unui receptor locali.at în membranaacționea.# asupra unui receptor locali.at în membranacelular#celular#

tipuri de receptori membranari:tipuri de receptori membranari:receptorii cu rol de canale ionicereceptorii cu rol de canale ionice

receptorii cuplați cu proteine .receptorii cuplați cu proteine .

receptorii cuplați cu enzimereceptorii cuplați cu enzime

$eceptorii cu rol de canale ionice:$eceptorii cu rol de canale ionice:





sunt proteine membranare formate din mai multesunt proteine membranare formate din mai multesubunitățisubunități

sub acțiunea unor liganzi are loc o modi caresub acțiunea unor liganzi are loc o modi careconformațională:conformațională:

deschiderea canaluluideschiderea canalului %nchiderea canalului %nchiderea canalului

canalele permit trecerea unor cationi: #acanalele permit trecerea unor cationi: #a << , > , > << , +a, +a *<*<

sunt activați de neurotransmițători (acetilcolina)sunt activați de neurotransmițători (acetilcolina)





$eceptorii cu rol de canale ionice:$ p

receptorul de acetilcolină:receptorul de acetilcolină:localizat la nivelul plăcii neuromusculare %n membrana celuleilocalizat la nivelul plăcii neuromusculare %n membrana celuleimusculare striatemusculare striateformează un canal ionic ce permite trecerea #aformează un canal ionic ce permite trecerea #a <<

este un heteropentamer (este un heteropentamer ( ** __ ):):ecare subunitateecare subunitate leagă c te o moleculă de acetilcolinăleagă c te o moleculă de acetilcolină

sub acțiunea impulsului nervos se eliberează acetilcolină %nsub acțiunea impulsului nervos se eliberează acetilcolină %nfanta sinaptică ce difuzează p nă la receptorul dinfanta sinaptică ce difuzează p nă la receptorul dinmembrana celulei muscularemembrana celulei musculare

activarea receptorului determină deschiderea canalului șiactivarea receptorului determină deschiderea canalului șiionii de #aionii de #a << intră %n celula musculară și este declanșatăintră %n celula musculară și este declanșatăcontracțiacontracția




0laca neuromuscular#0laca neuromuscular#

Eliberarea acetilcolinei în $anta neuro-Eliberarea acetilcolinei în $anta neuro-muscular#muscular#

tructura receptorului pentru acetilcolitructura receptorului pentru acetilcoli





$ecepto cu o de ca a e o ce:$ p

receptorul pentru acetilcolină este inactivat de unele to'ine:receptorul pentru acetilcolină este inactivat de unele to'ine:histrionicato in#%histrionicato in#%

alcaloid secretat de tegumentul batracienilor din speciaalcaloid secretat de tegumentul batracienilor din specia ophagaophagahistrionicahistrionica

d-tubocurarin#%d-tubocurarin#%alcaloid din curaraalcaloid din curara

cobrato in#%cobrato in#%polipeptid produs de șerpi din speciile genuluipolipeptid produs de șerpi din speciile genului NaOa spKNaOa spK

aceste substanțe se leagă la receptor și %mpiedicăaceste substanțe se leagă la receptor și %mpiedicădeschiderea sa ceea ce determină paralizia musculaturiideschiderea sa ceea ce determină paralizia musculaturiischeleticescheletice




$eceptorii cuplați cu proteine .:$eceptorii cuplați cu proteine .:




p p ț pp p ț p

proteine membranare:proteine membranare:prezintă Fprezintă F -heli'uri transmembranare (*4-*F aminoacizi) și L-heli'uri transmembranare (*4-*F aminoacizi) și Lbucle:bucle:

bucle e'tracelulare formează situsul de legare a ligandului bucle e'tracelulare formează situsul de legare a ligandului bucle intracelulare bucle intracelulare

capătulcapătul NN-terminal este localizat %n spațiul e'tracelular-terminal este localizat %n spațiul e'tracelularcapătulcapătul '' -terminal este localizat %n spațiul intracelular-terminal este localizat %n spațiul intracelular

sunt cea mai numeroasă clasă de receptori hormonali la omsunt cea mai numeroasă clasă de receptori hormonali la om(peste @444 de receptori diferiți)(peste @444 de receptori diferiți)

liganzii sunt e'trem de diferiți:liganzii sunt e'trem de diferiți:hormoni peptidici și proteicihormoni peptidici și proteicinucleozide, nucleotidenucleozide, nucleotidecatecolaminecatecolamineeicosanoide (prostaglandine, trombo'ani, prostacicline,eicosanoide (prostaglandine, trombo'ani, prostacicline,leucotriene)leucotriene)

+a+a *<*< (senzorul de calciu din paratiroide)(senzorul de calciu din paratiroide)

+um funcționează un receptor cuplat cu o proteină .6+um funcționează un receptor cuplat cu o proteină .6




ț p p pț p p p

interacția ligandului cu cele bucle e'tracelulare aleinteracția ligandului cu cele bucle e'tracelulare alereceptorului determină o modi care conformațională a celorreceptorului determină o modi care conformațională a celorFF -heli'uri-heli'uri

este e'pus domeniul intracelular prin care receptoruleste e'pus domeniul intracelular prin care receptorul

interacționează cu o anumită proteină .interacționează cu o anumită proteină .

imediat după interacția cu proteina . scade a nitateaimediat după interacția cu proteina . scade a nitateareceptorului pentru ligand ceea ce duce la eliberareareceptorului pentru ligand ceea ce duce la eliberarealigandului din situsul de legareligandului din situsul de legare

receptorul revine la conformația inițială ceea ce determinăreceptorul revine la conformația inițială ceea ce determinăoprirea interacției cu proteina .oprirea interacției cu proteina .




$eceptorii cuplați cu enzime:$eceptorii cuplați cu enzime:




p p ț

proteine membranare formate din mai multe subunitățiproteine membranare formate din mai multe subunități

acești receptori au:acești receptori au:activitatea enzimatică proprie (intrinsecă)activitatea enzimatică proprie (intrinsecă)interacționează cu alte enzimeinteracționează cu alte enzime

e'emple de receptori cuplați cu enzime:e'emple de receptori cuplați cu enzime:receptorii pentru factorii de creștere ce controlează proliferareareceptorii pentru factorii de creștere ce controlează proliferareacelularăcelularăreceptorul insulinicreceptorul insulinic

receptorul pentru leptinăreceptorul pentru leptină





factori de creștere:factori de creștere:proteine ce stimulează proliferarea celularăproteine ce stimulează proliferarea celulară8.= (epidermal gro th factor), =.= ( broblast gro th factor),8.= (epidermal gro th factor), =.= ( broblast gro th factor),#.= (nerve gro th factor)#.= (nerve gro th factor)

receptorii conțin două domenii:receptorii conțin două domenii:e'tracelular:e'tracelular:

recunoaște și leagă ligandulrecunoaște și leagă ligandulpermite dimerizarea receptoruluipermite dimerizarea receptorului

intracelular:intracelular:

prezintă activitate Pinazică după legarea liganduluiprezintă activitate Pinazică după legarea ligandului

legarea ligandului determină dimerizarea receptorului, iarlegarea ligandului determină dimerizarea receptorului, iardomeniile citosolice se fosforilează %ncrucișat pe resturi de `rdomeniile citosolice se fosforilează %ncrucișat pe resturi de `r





unii receptori e'istă ca dimeri:unii receptori e'istă ca dimeri:receptorul pentru insulinăreceptorul pentru insulinăreceptorul pentru leptinăreceptorul pentru leptină

interacția hormon T receptor determină fosforilareainteracția hormon T receptor determină fosforilarea %ncrucișată a unor resturi de `r din domeniile intracelulare %ncrucișată a unor resturi de `r din domeniile intracelulare

resturile de `r fosforilate sunt recunoscute de alte enzimeresturile de `r fosforilate sunt recunoscute de alte enzimeși proteineși proteine

$eceptorul pentru insulină:$eceptorul pentru insulină:




este un heterotetramer:este un heterotetramer:* subunități* subunități (e'tracelulare)(e'tracelulare)* subunități* subunități __ (transmembranare)(transmembranare)

interacția insulină T receptor activează domeniile cuinteracția insulină T receptor activează domeniile cu

activitate tirozin Pinazică ale regiunilor intracelulareactivitate tirozin Pinazică ale regiunilor intracelulareresturile de `r fosforilată sunt recunoscute de proteineleresturile de `r fosforilată sunt recunoscute de proteinele9$ (insulin receptor substrate) care se leagă la receptorul9$ (insulin receptor substrate) care se leagă la receptorulactivatactivat

proteinele 9$ sunt autofosforilate și asigură activarea maiproteinele 9$ sunt autofosforilate și asigură activarea maimultor căi de semnalizare intracelularămultor căi de semnalizare intracelulară

$eceptorul pentru leptină:$eceptorul pentru leptină:




leptina:leptina:hormon polipeptidic produs de către adipocite (celulele țesutuluihormon polipeptidic produs de către adipocite (celulele țesutuluiadipos)adipos)roluri biologice:roluri biologice:

controlează ingestia de alimente %n funcție de cantitatea decontrolează ingestia de alimente %n funcție de cantitatea detriacilgliceroli din țesutul adipostriacilgliceroli din țesutul adiposprevine apariția obezitățiiprevine apariția obezitățiiprevine acumularea de triacilgliceroli %n alte țesuturi dec t cel adiposprevine acumularea de triacilgliceroli %n alte țesuturi dec t cel adiposmutațiile genei ce codi că leptina sunt asociate cu obezitateamutațiile genei ce codi că leptina sunt asociate cu obezitateamorbidă și o ingestie de alimente crescutămorbidă și o ingestie de alimente crescută

receptorul pentru leptină:receptorul pentru leptină:este un dimereste un dimerinteracția leptină T receptor determină activarea domeniilor cuinteracția leptină T receptor determină activarea domeniilor cuactivitate tirozin Pinazicăactivitate tirozin Pinazicăresturile de `r fosforilată sunt recunoscute de proteinele GaPresturile de `r fosforilată sunt recunoscute de proteinele GaP(Ganus Pinase) ce fosforilează proteinele ! (signal transducer(Ganus Pinase) ce fosforilează proteinele ! (signal transducer

and activator of transcription)and activator of transcription)


8venimente moleculare:8venimente moleculare:



leptina activează receptorulleptina activează receptorul

receptorul fosforilează proteinele GaPreceptorul fosforilează proteinele GaP proteinele GaP fosforilează proteinele !proteinele GaP fosforilează proteinele !

! este un factor transcripțional ce est! este un factor transcripțional ce est

translocat %n nucleu unde modulează e'prtranslocat %n nucleu unde modulează e'prunor geneunor gene

+um transmite un receptor membranar semnalul %n interiorul+um transmite un receptor membranar semnalul %n interiorull l i6l l i6




celulei6celulei6

transmiterea semnalului către interiorul celulei necesită:transmiterea semnalului către interiorul celulei necesită:sistem de transducere a semnalului%sistem de transducere a semnalului%

mai multe sisteme de transducere (transmitere) a semnaluluimai multe sisteme de transducere (transmitere) a semnaluluicel mai frecvent este reprezentat decel mai frecvent este reprezentat de proteinele G heterotrimere proteinele G heterotrimere

sistem e$ector%sistem e$ector%enzime cu diferite funcții (nucleotid ciclaze, fosfolipaze, protein Pinaze,enzime cu diferite funcții (nucleotid ciclaze, fosfolipaze, protein Pinaze,fosfataze)fosfataze)e'emple: adenilat ciclaza, fosfolipaza +e'emple: adenilat ciclaza, fosfolipaza +

mesageri secun.i%mesageri secun.i%

sunt molecule mici (hidro- sau lipo le)sunt molecule mici (hidro- sau lipo le)sunt generați %n interiorul celulei ca urmare a interacției hormon-receptorsunt generați %n interiorul celulei ca urmare a interacției hormon-receptorpot reprezentate de:pot reprezentate de:

ioni: +aioni: +a *<*<

compuși organici: !&1 ciclic (!&1compuși organici: !&1 ciclic (!&1 cc), inozitol-@,2,3-trifosfat (91), inozitol-@,2,3-trifosfat (91),),diacilglicerol ("!.)diacilglicerol ("!.)




1roteinele . heterotrimere:1roteinele . heterotrimere:




constituie sistemul de transducere a semnalului pentruconstituie sistemul de transducere a semnalului pentrureceptorii cuplați cu proteine .receptorii cuplați cu proteine .

o astfel de proteină este formată din trei subunități:o astfel de proteină este formată din trei subunități:subunitatesubunitate ( Q-2L P"a):( Q-2L P"a):

conferă individualitate funcțională proteinelor . heterotrimereconferă individualitate funcțională proteinelor . heterotrimereeste ancorată %n membrana celulară printr-o catenă de acideste ancorată %n membrana celulară printr-o catenă de acidmiristic/palmiticmiristic/palmiticconține situsul de legare al G&0DG/0conține situsul de legare al G&0DG/0

posed# și activitate G/0-a.ic# (hidroli.# a G/0 la G&0) posed# și activitate G/0-a.ic# (hidroli.# a G/0 la G&0)

subunitățilesubunitățile __ ( 3 P"a) și( 3 P"a) și (@4 P"a):(@4 P"a):formează un heterodimer %n care sunt legate necovalent cuformează un heterodimer %n care sunt legate necovalent cua nitate marea nitate maresunt ancorate %n membrana celulară printr-o catenă izoprenoidicăsunt ancorate %n membrana celulară printr-o catenă izoprenoidică

ipuri de proteine .: ipuri de proteine .:




e'istă mai multe tipuri de proteine . %n funcție de tipul dee'istă mai multe tipuri de proteine . %n funcție de tipul desubunitatesubunitate

ecare tip de proteină . activează alt sistem efectorecare tip de proteină . activează alt sistem efector(enzimă):(enzimă):

proteine .proteine .

ss conțin subunitateaconțin subunitatea

ss și activează adenilat ciclazași activează adenilat ciclaza

proteine .proteine . ii conțin subunitateaconțin subunitatea ii și inhibă adenilat ciclazași inhibă adenilat ciclazaproteine .proteine . jj conțin subunitateaconțin subunitatea jj și activează fosfolipaza +și activează fosfolipaza +

+iclul de funcționare al proteinelor . heterotrimere:+iclul de funcționare al proteinelor . heterotrimere:




starea de ba.#%starea de ba.#%proteina . e'istă %n formă heterotrimeră (.proteina . e'istă %n formă heterotrimeră (. g_hg_h ))la subunitateala subunitatea este legată o moleculă de ."1este legată o moleculă de ."1

evenimente declanșate de interacția comple ului hormon Pevenimente declanșate de interacția comple ului hormon Preceptor cu proteina Greceptor cu proteina G Q S Q S %%

este eliberată molecula de ."1 din subunitateaeste eliberată molecula de ."1 din subunitateasubunitateasubunitatea leagă o moleculă de . 1leagă o moleculă de . 1are loc disocierea subunitățiiare loc disocierea subunității de heterodimerulde heterodimerul __subunitateasubunitatea (. 1) activează un sistem efector adecvat(. 1) activează un sistem efector adecvat

stingerea semnali.#rii prin proteinele G heterotrimere%stingerea semnali.#rii prin proteinele G heterotrimere%subunitateasubunitatea %și manifestă activitatea . 1-azică și hidrolizează %și manifestă activitatea . 1-azică și hidrolizează. 1 la ."1 (se inactivează). 1 la ."1 (se inactivează)subunitateasubunitatea se reasociază cu heterodimerulse reasociază cu heterodimerul __ și refaceși refaceproteina . inactivăproteina . inactivă




'iclul proteinelor G heterotrimere'iclul proteinelor G heterotrimere

+iclul de funcționare al proteinelor . heterotrimere:+iclul de funcționare al proteinelor . heterotrimere:




un comple' hormon T receptor interacționează cu @4-@44un comple' hormon T receptor interacționează cu @4-@44molecule de proteină .molecule de proteină .

se reali.ea.# ampli,carea semnalului hormonalse reali.ea.# ampli,carea semnalului hormonal



&esagerul secund !&1 ciclic (!&1c):&esagerul secund !&1 ciclic (!&1c):




este metabolizat de două enzime:este metabolizat de două enzime:

sinteză: adenilat ciclazăsinteză: adenilat ciclazăcatabolizare: fosfodiesterază (hidroliză la 3catabolizare: fosfodiesterază (hidroliză la 3 K-K-!&1)!&1)

activează protein Pinaza ! (1>!):activează protein Pinaza ! (1>!):formată din * subunități reglatorii ($) și *formată din * subunități reglatorii ($) și *

subunități catalitice (+)subunități catalitice (+)ecare subunitate reglatorie leagă c te *ecare subunitate reglatorie leagă c te *

molecule de !&1cmolecule de !&1clegarea !&1c duce la disocierea subunităților reglatorii de celelegarea !&1c duce la disocierea subunităților reglatorii de celecataliticecataliticesubunitățile reglatorii fosforilează resturi de er/ hr din proteine țintăsubunitățile reglatorii fosforilează resturi de er/ hr din proteine țintă




&ecanismul de acțiune al protein Pinazei !:&ecanismul de acțiune al protein Pinazei !:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



fosforilează diferite proteine ceea ce determină:fosforilează diferite proteine ceea ce determină:

activarea proteineloractivarea proteinelorinactivarea proteinelorinactivarea proteinelor

proteinele fosforilate de către 1>! pot :proteinele fosforilate de către 1>! pot :enzime:enzime:

glicogen fosforilaza Pinazaglicogen fosforilaza Pinaza

glicogen fosforilazaglicogen fosforilazaglicogen sintazaglicogen sintazaacetilacetil DD+o! carbo'iligaza+o! carbo'iligazaL-fosfofructo-@-PinazaL-fosfofructo-@-Pinazalipaza hormon sensibilălipaza hormon sensibilă

factori transcripționali:factori transcripționali:+$8B (c!&1 response element binding protein)+$8B (c!&1 response element binding protein)

pentru că in uențează e'presia genică, modi cările indusepentru că in uențează e'presia genică, modi cările indusede !&1c prin intermediul 1>! persistă mai mult %n timpde !&1c prin intermediul 1>! persistă mai mult %n timp





&esagerii secunzi 91&esagerii secunzi 91 și "!.:și "!.:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



"!.:"!.:răm ne ancorat %n membrana celularărăm ne ancorat %n membrana celularăactivează protein Pinaza + (1>+)activează protein Pinaza + (1>+)

9191::este hidrosolubileste hidrosolubildifuzează %n citoplasmădifuzează %n citoplasmăinteracționează cu un receptor din membrana reticululuiinteracționează cu un receptor din membrana reticululuiendoplasmaticendoplasmaticdetermină eliberarea %n citoplasmă a ionilor de +adetermină eliberarea %n citoplasmă a ionilor de +a *<*<

1>+ și ionii de +a1>+ și ionii de +a *<*< modi cămodi că activitatea unor proteineactivitatea unor proteinecelularecelulare șiși genereazgenereaz ă un răspuns biologică un răspuns biologic




+um se oprește funcționarea căilor de semnalizare6+um se oprește funcționarea căilor de semnalizare6!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



căile de semnalizare trebuie să e oprite imediat după ce s-acăile de semnalizare trebuie să e oprite imediat după ce s-a

generat răspunsul biologicgenerat răspunsul biologic

mecanisme de oprire a căilor de semnalizare:mecanisme de oprire a căilor de semnalizare:inactivarea proteinelor . heterotrimere prin hidroliza . 1 la ."1inactivarea proteinelor . heterotrimere prin hidroliza . 1 la ."1

eliminarea !&1c din subunitățile reglatorii ale 1>! și reasociereaeliminarea !&1c din subunitățile reglatorii ale 1>! și reasociereaacestora cu subunitățile catalitice (se inactivează 1>!)acestora cu subunitățile catalitice (se inactivează 1>!)

defosforilarea proteinelor fosforilate anterior de Pinaze (1>!,defosforilarea proteinelor fosforilate anterior de Pinaze (1>!,1>+):1>+):

sub acțiunea fosfoproteinfosfatazelorsub acțiunea fosfoproteinfosfatazelor

inactivarea mesagerilor secunzi:inactivarea mesagerilor secunzi:hidroliza !&1c la 3hidroliza !&1c la 3 K-!&1 sub acK-!&1 sub acțiunea fosfodiesterazelorțiunea fosfodiesterazelorhidroliza 91hidroliza 91resinteza fosfatidilinozitolilor din "!.resinteza fosfatidilinozitolilor din "!.

ormonii pancreatici:ormonii pancreatici:




pancreasul este o glandă mi'tă:pancreasul este o glandă mi'tă:

componenta e ocrin#componenta e ocrin# secretă enzime implicate %n digestie:secretă enzime implicate %n digestie:digestia proteinelor: tripsină, chimotripsină, carbo'ipeptidazădigestia proteinelor: tripsină, chimotripsină, carbo'ipeptidazădigestia lipidelor: lipază, fosfolipaze, colesterol esterazădigestia lipidelor: lipază, fosfolipaze, colesterol esterază

componenta endocrin#componenta endocrin# secretă doi hormoni:secretă doi hormoni:9# \ 9#;9# \ 9#;. \+!. #. \+!. #

pancreasul endocrin conține insulele angerhans:pancreasul endocrin conține insulele angerhans:celulecelule QQ%%

reprezintă *3A din totalul celulelorreprezintă *3A din totalul celulelorsecretă . \+!. #secretă . \+!. #

celulecelule %%reprezintă L4A din totalul celulelorreprezintă L4A din totalul celulelorsecretă 9# \ 9#;secretă 9# \ 9#;

celulecelule TT%%reprezintă @4A din totalul celulelorreprezintă @4A din totalul celulelor

secretă &! ! 9#;secretă &! ! 9#;


0ancreasul e ocrin0ancreasul e ocrin



G *'AG NG *'AG N

IN * IN"IN * IN"

IN * IN"IN * IN"

9nsulina:9nsulina:




alcătuită din * catene polipeptidice legate prin punți disulfuricealcătuită din * catene polipeptidice legate prin punți disulfurice

interacționează cu receptorul speci c:interacționează cu receptorul speci c:receptor membranarreceptor membranaralcătuit din:alcătuit din:

* subunități* subunități __ (transmembranare)(transmembranare)

* subunități* subunități (e'tracelulare) legate de subunitățile(e'tracelulare) legate de subunitățile __ prin punțiprin punțidisulfuricedisulfurice

interacția insulină T receptor insulinic declanșează procese ceinteracția insulină T receptor insulinic declanșează procese cedetermină:determină:

modi cări metabolicemodi cări metabolicemodi carea e'presiei anumitor genemodi carea e'presiei anumitor gene

insulina este hormonul care domin# $a.a post-prandial# și careinsulina este hormonul care domin# $a.a post-prandial# și carestimulea.# procesele anabolice (hipoglicemiant)stimulea.# procesele anabolice (hipoglicemiant)

Biosinteza insulinei:Biosinteza insulinei:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



este sintetizată sub formă de proinsulină (EL aminoacizi)este sintetizată sub formă de proinsulină (EL aminoacizi)pentru că este necesar controlul formării punților disulfuricepentru că este necesar controlul formării punților disulfurice

biosinteza hormonului activ presupune eliminarea unorbiosinteza hormonului activ presupune eliminarea unorfragmente peptidicefragmente peptidice

hormonul activ este format din:hormonul activ este format din:catena !:catena !:

*@ aminoacizi*@ aminoacizicatena B:catena B:

4 aminoacizi4 aminoacizicatenele ! și B sunt unite prin două punți disulfuricecatenele ! și B sunt unite prin două punți disulfurice




8fectele metabolice ale insulinei:8fectele metabolice ale insulinei:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



facilitează translocarea transportorului . \ 2 dinfacilitează translocarea transportorului . \ 2 dincitoplasmă către membrana celulară (celule musculare,citoplasmă către membrana celulară (celule musculare,adipocite)adipocite)

e$ecte metabolice în ,cat%e$ecte metabolice în ,cat%glucoza intră %n hepatocite cu a0utorul . \ *glucoza intră %n hepatocite cu a0utorul . \ *

modi că activitatea unor enzime prin defosforilare:modi că activitatea unor enzime prin defosforilare:activează glicogen sintazaactivează glicogen sintazainactivează glicogen fosforilaza Pinazainactivează glicogen fosforilaza Pinaza

modi că e'presia unor gene ce codi că enzime reglatorii:modi că e'presia unor gene ce codi că enzime reglatorii:

G I' GEN IN/EU"G I' GEN IN/EU"

/I+* AREA/I+* AREAG I' IUEIG I' IUEI

/I+* AREA/I+* AREAI0 GENEUEII0 GENEUEI

IN1I!AREAIN1I!AREAG *' NE GENEUEIG *' NE GENEUEI




e$ecte metabolice în ,cat%e$ecte metabolice în ,cat%stimularea:stimularea:glicolizeiglicolizei

glicogenosintezei (sinteza de glicogen)glicogenosintezei (sinteza de glicogen)lipogenezei (sinteza de acizi grași)lipogenezei (sinteza de acizi grași)

inhibarea:inhibarea:gluconeogenezeigluconeogenezei

e'cesul de glucoză ce nu mai poate stocat sub formă dee'cesul de glucoză ce nu mai poate stocat sub formă deglicogen este transformat %n acizi grași (lipogeneză)glicogen este transformat %n acizi grași (lipogeneză)

acizii grași sunt folosiți pentru sinteză de triacilgliceroli careacizii grași sunt folosiți pentru sinteză de triacilgliceroli caresunt e'portați %n circulație sub formă de particule Z "sunt e'portați %n circulație sub formă de particule Z "(ver` lo densit` lipoproteins)(ver` lo densit` lipoproteins)

,catul este un organ ce sinteti.ea.# lipide> dar nu le,catul este un organ ce sinteti.ea.# lipide> dar nu ledepo.itea.#Vdepo.itea.#V




e$ecte metabolice în țesutul adipos%e$ecte metabolice în țesutul adipos%modi că activitatea unor enzime:modi că activitatea unor enzime:

activează lipoprotein lipaza (hidrolizează triacilglicerolii dinactivează lipoprotein lipaza (hidrolizează triacilglicerolii dinparticulele Z " )particulele Z " )inhibă lipaza hormon sensibilă prin defosforilare (blocheazăinhibă lipaza hormon sensibilă prin defosforilare (blocheazădegradarea triacilglicerolilor)degradarea triacilglicerolilor)

efecte metabolice nete:efecte metabolice nete:stimulează captarea glucozei cu a0utorul . \ 2stimulează captarea glucozei cu a0utorul . \ 2stimulează sinteza de triacilglicerolistimulează sinteza de triacilgliceroli

e$ecte metabolice în țesutul muscular%e$ecte metabolice în țesutul muscular%stimulează glicogenosinteza (sinteza de glicogen)stimulează glicogenosinteza (sinteza de glicogen)

e$ecte metabolice în țesutul nervos%e$ecte metabolice în țesutul nervos%țesutul nervos utilizează glucoza independent de prezențațesutul nervos utilizează glucoza independent de prezențainsulineiinsulinei




stimulează captarea aminoacizilor (Zal, eu, 9le, `r, 1he) destimulează captarea aminoacizilor (Zal, eu, 9le, `r, 1he) decătre celulecătre celule

stimulează biosinteza proteinelorstimulează biosinteza proteinelor

inhibă catabolismul proteinelorinhibă catabolismul proteinelor

$eglarea secreției de insulină:$eglarea secreției de insulină:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



factori ce stimulează secreția de insulină:factori ce stimulează secreția de insulină:creșterea glicemieicreșterea glicemieicreșterea concentrației de acizi grași %n s ngecreșterea concentrației de acizi grași %n s ngecreșterea concentrației de aminoacizi %n s ngecreșterea concentrației de aminoacizi %n s ngehormoni eliberați de tractul gastrointestinal:hormoni eliberați de tractul gastrointestinal:

sunt secretați %n circulație %n momentul ingestiei de alimentesunt secretați %n circulație %n momentul ingestiei de alimente

determină o creștere ?anticipativă? a insulinemieidetermină o creștere ?anticipativă? a insulinemieie'emple: gastrină, colecistoPinină, secretinăe'emple: gastrină, colecistoPinină, secretină

factori ce inhibă secreția de insulină:factori ce inhibă secreția de insulină:scăderea glicemieiscăderea glicemieirestricția caloricărestricția calorică

&ecanismul secreției de insulină:&ecanismul secreției de insulină:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



secreția de insulină depinde de statusul energetic al celulelorsecreția de insulină depinde de statusul energetic al celulelor

__

etapele secreției de insulină de către celuleleetapele secreției de insulină de către celulele __::e'primă %n membrană transportorul . \ *e'primă %n membrană transportorul . \ *

metabolizarea glucozei determină producerea de ! 1metabolizarea glucozei determină producerea de ! 1

se %nchid canalele de potasiu dependente de ! 1 ceea ce ducese %nchid canalele de potasiu dependente de ! 1 ceea ce ducela depolarizarea membranei celularela depolarizarea membranei celulare

depolarizarea membranei celulare determină deschidereadepolarizarea membranei celulare determină deschidereacanalelor de +acanalelor de +a *<*< dependente de potențialdependente de potențial

in u'ul de +ain u'ul de +a *<*< determină fuzionarea veziculelor cu insulină cudetermină fuzionarea veziculelor cu insulină cumembrana celularămembrana celulară




.lucagonul:.lucagonul:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



este un hormon polipeptidic (*Q aminoacizi)este un hormon polipeptidic (*Q aminoacizi)

interacționează cu receptorul speci c:interacționează cu receptorul speci c:receptor membranar cuplat cu o proteină .receptor membranar cuplat cu o proteină . ss

determină activarea adenilat ciclazei și creșterea intracelularădetermină activarea adenilat ciclazei și creșterea intracelularăa concentrației de !&1ca concentrației de !&1c

interacția glucagon T receptor speci c declanșează proceseinteracția glucagon T receptor speci c declanșează procesece determină:ce determină:

modi cări metabolicemodi cări metabolicemodi carea e'presiei anumitor genemodi carea e'presiei anumitor gene

glucagonul este hormonul ce domin# $a.a inter-prandial# șiglucagonul este hormonul ce domin# $a.a inter-prandial# șicare stimulea.# procesele catabolice (hiperglicemiant)care stimulea.# procesele catabolice (hiperglicemiant)

8fectele metabolice ale glucagonului:8fectele metabolice ale glucagonului:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



e$ecte metabolice în ,cat%e$ecte metabolice în ,cat%modi că activitatea unor enzime prin fosforilare:modi că activitatea unor enzime prin fosforilare:

inhibă glicogen sintazainhibă glicogen sintazaactivează glicogen fosforilaza Pinazaactivează glicogen fosforilaza Pinaza

modi că e'presia unor gene ce codi că enzime reglatorii:modi că e'presia unor gene ce codi că enzime reglatorii:

G I' GEN IU"G I' GEN IU"

/I+* AREA/I+* AREA*' NE GENEUEI*' NE GENEUEI

IN1I!AREAIN1I!AREAG I' IUEIG I' IUEI

IN1I!AREAIN1I!AREAI0 GENEUEI0 GENEUEI

8fectele metabolice ale glucagonului:8fectele metabolice ale glucagonului:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



e$ecte metabolice în țesutul adipos%e$ecte metabolice în țesutul adipos%activează lipaza hormon sensibilă prin fosforilareactivează lipaza hormon sensibilă prin fosforilarestimulează lipoliza (degradarea triacilglicerolilor)stimulează lipoliza (degradarea triacilglicerolilor)

e$ecte metabolice în țesutul muscular%e$ecte metabolice în țesutul muscular%celulele musculare nu e'primă receptorul pentru glucagoncelulele musculare nu e'primă receptorul pentru glucagon

e$ecte metabolice în țesutul nervos%e$ecte metabolice în țesutul nervos%țesutul nervos nu e'primă receptorul pentru glucagonțesutul nervos nu e'primă receptorul pentru glucagon

$eglarea secreției de glucagon:$eglarea secreției de glucagon:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



factori ce stimulează secreția de glucagon:factori ce stimulează secreția de glucagon:scăderea glicemieiscăderea glicemieicreșterea concentrației de aminoacizi %n s nge:creșterea concentrației de aminoacizi %n s nge:

%n mod particular !la și !rg %n mod particular !la și !rgaminoacizii sunt utilizați ca substrat pentru gluconeogenezăaminoacizii sunt utilizați ca substrat pentru gluconeogeneză

factori ce inhibă secreția de glucagon:factori ce inhibă secreția de glucagon:creșterea glicemieicreșterea glicemiei

ormonii medulosuprarenalieni:ormonii medulosuprarenalieni:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



glandele suprarenale:glandele suprarenale:glande pereche (2 g ecare)glande pereche (2 g ecare)localizate la polul apical al rinichilorlocalizate la polul apical al rinichilor

o glandă conține două regiuni distincte:o glandă conține două regiuni distincte:regiunea cortical# (corticosuprarenala)%regiunea cortical# (corticosuprarenala)%

reprezintă apro'imativ E4A din glandăreprezintă apro'imativ E4A din glandăeste organizată %n regiuni distincteeste organizată %n regiuni distincteproduce și eliberează hormoni steroiziproduce și eliberează hormoni steroizi

regiunea medular# (medulosuprarenala)%regiunea medular# (medulosuprarenala)%

reprezintă apro'imativ *4A din glandăreprezintă apro'imativ *4A din glandăare origine nervoasăare origine nervoasăproduce și eliberează catecolamineleproduce și eliberează catecolaminele




inteza hormonilor medulosuprarenalieni:inteza hormonilor medulosuprarenalieni:

d l l d l id l l d l i




medulosuprarenala produce catecolamine:medulosuprarenala produce catecolamine:compuși derivați de la `r:compuși derivați de la `r:

adrenalină (epinefrină)adrenalină (epinefrină)noradrenalină (norepinefrină)noradrenalină (norepinefrină)

derivă formal de la catecol:derivă formal de la catecol:

celule croma necelule croma ne

sinteza catecolaminelor:sinteza catecolaminelor:necesită vitamina + (reacția )necesită vitamina + (reacția )transformarea noradrenalinei la adrenalină estetransformarea noradrenalinei la adrenalină este

catalizată de o enzimă stimulată de + $ 9catalizată de o enzimă stimulată de + $ 9

catecolaminele sunt hormoni care permit catecolaminele sunt hormoni care permit organismului s# se adapte.e la stresorganismului s# se adapte.e la stres




1#& 5 feniletanolamin #-metil transferază1#& 5 feniletanolamin #-metil transferază

tresul determin# eliberarea de corti.ol din corticosuprarenal#tresul determin# eliberarea de corti.ol din corticosuprarenal#care stimulea.# sinte.a epine$rinei (E0) la nivelul medulosuprarenaleicare stimulea.# sinte.a epine$rinei (E0) la nivelul medulosuprarenalei

pentru a permite adaptarea organismului la condițiile de stresK pentru a permite adaptarea organismului la condițiile de stresK

&ecanismul de acțiune al catecolaminelor:&ecanismul de acțiune al catecolaminelor:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



acționează pe receptori adrenergici:acționează pe receptori adrenergici:receptori membranari cuplați cu proteine .receptori membranari cuplați cu proteine .organizați %n două subfamilii:organizați %n două subfamilii:

receptorireceptori adrenergici:adrenergici: @@ șiși **

receptorireceptori __ adrenergici:adrenergici: __@@ șiși __**

receptorii utilizează diferite sisteme efectoare:receptorii utilizează diferite sisteme efectoare:receptoriireceptorii @@ sunt cuplați cu fosfolipaza +sunt cuplați cu fosfolipaza +receptoriireceptorii ** ::

acționează prin intermediul unei proteine .acționează prin intermediul unei proteine . ii

determină scăderea concentrației de !&1 ciclicdetermină scăderea concentrației de !&1 ciclicreceptoriireceptorii __ adrenergici:adrenergici:

acționează prin intermediul unei proteine .acționează prin intermediul unei proteine . ss

determină creșterea concentrației de !&1 ciclicdetermină creșterea concentrației de !&1 ciclic

răspunsul unui țesut la acțiunea catecolaminelor depinderăspunsul unui țesut la acțiunea catecolaminelor depindede receptorii pe care %i e'primă țesutul respectivde receptorii pe care %i e'primă țesutul respectiv

8fectele biochimice ale catecolaminelor:8fectele biochimice ale catecolaminelor:!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



răspunsul unui țesut la acțiunea catecolaminelor depinderăspunsul unui țesut la acțiunea catecolaminelor depindede tipul de receptori adrenergici prezenți %n acel țesutde tipul de receptori adrenergici prezenți %n acel țesut

e$ectele metabolice în ,cat%e$ectele metabolice în ,cat%activează glicogen fosforilaza Pinaza (prin fosforilare)activează glicogen fosforilaza Pinaza (prin fosforilare)inhibă glicogen sintaza (prin fosforilare)inhibă glicogen sintaza (prin fosforilare)stimulează gluconeogenezastimulează gluconeogeneza

e$ecte metabolice în țesutul adipos%e$ecte metabolice în țesutul adipos%activează lipaza hormon sensibilă (prin fosforilare)activează lipaza hormon sensibilă (prin fosforilare)

stimulează lipoliza (degradarea triacilglicerolilor)stimulează lipoliza (degradarea triacilglicerolilor)

e$ecte metabolice în țesutul muscular%e$ecte metabolice în țesutul muscular%activează glicogen fosforilaza Pinaza (prin fosforilare)activează glicogen fosforilaza Pinaza (prin fosforilare)inhibă glicogen sintaza (prin fosforilare)inhibă glicogen sintaza (prin fosforilare)

/I+* AREA/I+* AREAG I' GEN IUEIG I' GEN IUEI

/I+* AREA/I+* AREAG I' GEN IUEIG I' GEN IUEI

Yn loc de concluzie7777Yn loc de concluzie7777!iochimia hormonilor !iochimia hormonilor



insulina%insulina%hormon hipoglicemianthormon hipoglicemiantstimulează procesele anabolice, inhibă gluconeogenezastimulează procesele anabolice, inhibă gluconeogeneza

glucagonul%glucagonul%hormon hiperglicemianthormon hiperglicemiantstimulează procesele catabolice și gluconeogenezastimulează procesele catabolice și gluconeogeneza

catecolaminele%catecolaminele%hormoni ce pregătesc organismul să reziste %n condiții de streshormoni ce pregătesc organismul să reziste %n condiții de stres

stimulează procesele catabolice și gluconeogenezastimulează procesele catabolice și gluconeogenezainduc eliberarea glucagonului din pancreasinduc eliberarea glucagonului din pancreas


