Krebs GNG 2014

  • View
    16

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Krebs GNG 2014

Text of Krebs GNG 2014

  • Curs 6 1.04.2014

    Ciclul Krebs-ciclul Krebs cale amfibolic-reacii anapleroticeGluconeogenezaCalea pentozofosfailor

  • Cile de metabolizare a glucozei

  • Ciclul KrebsCiclul Krebs (ciclul acizilor tricarboxilici),

    proces mitosolic

  • -cale de: degradare oxidativ a acetil~CoA i reducere NAD+ i FAD

    calea final comun pentru oxidarea aerob glucidelipide i proteine

  • are rol n

    gluconeogenez

    lipogenez i interconversia unor aminoacizi

  • Ecuaia global a ciclului Krebs i beneficiul energetic al ciclului

  • Ciclul Krebs: cale final de degradare, glucide,lipide, proteine.

  • Beneficiul total Krebs cuplat cu LR este de:

    11 ATP + 1 GTP = 12 moli NTP (nucleozid trifosfat), pentru fiecare molecul de acetil-CoA degradat

  • Reglarea activitii ciclului Krebs Activitatea ciclului este reglat prin:

    cantitatea de acetil~CoA, provenit din glucoz, aminoacizi sau acizi grai;cantitatea de oxaloacetat, care introduce acetil~CoA n ciclul Krebs;cantitatea de O2 i de ADP, deci prin viteza funcionrii LR i a fosforilrii oxidative

  • modificarea activitii celor trei enzime reglatoare ale ciclului: citrat sintaza, izocitrat dehidrogenaza i a-cetoglutarat dehidrogenaza

  • Ciclul Krebs, cale amfiboliccale amfibolic este implicat n procese catabolice, i anabolice. 1.Procese catabolice.Ciclul Krebs = cale pentru ox. acetil-CoA derivat din glucide, acizi grai i aminoacizi. Electronii generai prin funcionarea ciclului sunt transferai n LR unde ATP, prin fosforilarea oxidativ.

  • 2.Procese anabolicea. oxaloacetatul i a-cetoglutaratul, pot forma prin reaciile de transaminare sau aminare reductiv, aminoacizii corespunztori (aspartic i glutamic). Deoarece reaciile de transaminare sunt reversibile, anumii aminoacizi sunt transformai, n funcie de necesitile celulei, n intermediari ai ciclului Krebs.

  • Reaciile de transaminare catalizate de GOT i GPT:

  • Reacia de aminare reductiv:

  • Acidul aspartic

    -biosinteza nucleotidelor pirimidinice

    Glutamina

    -biosinteza nucleotidelor purinice.

    Succinatul

    -biosinteza hemului prin ciclul succinat-glicin.

    Oxaloacetatul transportat din mitosol n citosol ca malat, este convertit la fosfoenol-piruvat care se angajaz n gluconeogenez.

    Citratul, reprezint forma de transport a acetil-CoA din mitosol n citosol, unde este utilizat n sinteza de novo a acizilor grai sau a colesterolului.

  • Aminoacizii glucoformatori:

    Glu, Asp, Arg, Pro, His, Val, Met, Ser, Gly, Thr, Cys, Tyr, Phese transform n intermediari ai ciclului Krebs.

    Aminoacizii cetoformatori:

    Leu i Lys genereaz: acetoacetat i acetoacetil-CoA care nu pot fi transformate n glucoz. Aminoacizii cetoformatori ca i acizii grai pot furniza numai acetil-CoA.

  • Glucidele i anumii aa pot furniza:

    -acetil-CoA care se consum i -oxaloacetatul care permite amorsarea ciclului Krebs. Formarea acetil-CoA condiioneaz, utilizarea grsimilor.

  • Recii anaplerotice

  • Reacii anapleroticeReaciile care permit creterea concentraiei intermediarilor ciclului Krebs1.Reacia de carboxilare a piruvatului la oxaloacetat

    Abilitatea acetil-CoA de a stimula piruvat carboxiligaza i de a inhiba piruvat dehidrogenaza ajut celula n stabilirea soartei piruvatului.

  • Soarta metabolic a piruvatului

  • Biotina

  • 2.Reacia catalizat de glutamat dehidrogenaz

  • Degradarea acizilor grai cu numr impar de atomi de carbon i a unor aminoacizi (izoleucin, valin, metionin), soldate cu formarea succinil-CoA.

  • Reaciile de transaminare de tipul

    Oxaloacetat + Glutamat Aspartat + a-Cetoglutarat nu sunt reacii anaplerotice deoarece ele produc un intermediar al ciclului Krebs (a-Cetoglutarat) consumnd un alt intermediar (Oxaloacetat)

  • Bilanul energetic al arderii glucozei Bilanul oxidrii complete a unui mol de glucoz pn la CO2 i H2O este de 38 moli ATP

    prin oxidarea glucozei n condiii de aerobioz se elibereaz 38 x 7,3 = 277 kcal/mol glucoz.

    Oxidarea glucozei n condiii standard genereaz 686 kcal/mol:

  • Bilanul energetic al glicolizei

    Beneficiul net: 4-2 = 2 ATP/mol glucoz degradat la lactat.Deoarece n glicoliza anaerob

    rezult:

  • Gluconeogeneza

  • Gluconeogeneza (GNG)Caracteristicile gluconeogenezei: Presupune sintez de glucoz:-aa -lactat-glicerol -propionat (din acizi grai cu numr impar de atomi de carbon, Val i Leu).

    are loc n principal n ficat i rinichi

  • este un proces caracteristic

    fazei catabolice;

    raport glucagon/insulin mare.

  • ncepe la 4-6 ore de la ultima mas

    devine maxim la ~ 16 ore,

    cnd rezervele (variabile) de glicogen hepatic s-au epuizat

  • GNG este un proces: -reductiv (necesit NADH + H+) -consumator de energie provenit din arderea AG furnizai prin lipoliza TAG, din esutul adipos. Pentru sinteza unui mol de glucoz:

  • Sunt trei etape specifice GNGireversibilecatalizate de enzime specifice

    Unele enzime din GNG sunt mitocondrialealtele citosolice

  • Soarta metabolic a piruvatului

  • Etapele specifice GNG1.Transformarea piruvatului n fosfoenolpiruvat2.Transformarea fructozo-1,6-bisfosfatului n fructozo-6-fosfat3.Transformarea glucozo-6-fosfatului n glucoz.

  • Transformarea piruvatului n fosfoenolpiruvat

  • Naveta malat-aspartat este bidirecional Prin aciunea acestei navete se asigur att reoxidarea NADH + H+ citoplasmatic, ct i reglarea cuplurilor NADH NAD+ extra i intramitocondriale

  • Substratele utilizate n GNG2 categorii :de provenien neglucidic: -anumii aa i -AG cu numr impar de atomi de carbon;

    de provenien glicolitic dintr-un esut extrahepatic: -lactat-alanin-glicerol

  • circuite de substrate ntre:

    ficat i esuturile periferice

  • ciclul lactatului (ciclul Cori)

  • ciclul alaninei (ciclul Felig)

  • Curs 7

  • Gluconeogeneza din lactat

    Lactatul din eritrocitmuchi n contracie sau alte esuturi, trece n snge de unde este captat de miocard, ficat, rinichi.

    n miocard: lactat CO2 + H2O + ATP

    ficat i rinichi: lactat glucoz

  • Gluconeogeneza din aa

    Aminoacizii glucoformatori

    Leu i Lys, sunt ceto-formatori (prin degradare se pot obine corpi cetonici)

    n foame, crete proteoliza muscular

    Proteoliza excesiv, n inaniie, poate afecta integritatea celulareste limitat prin sinteza i utilizarea corpilor cetonici

  • Gluconeogeneza din glicerol

    n inaniie sau foame:

    TAG AG + glicerol (adipos)

    Acetil~CoA ATP Ficat (GNG)

    convertit, n ficat, la corpi cetonici, care vor fi eliberai n snge

  • Gluconeogeneza din acid propionic

    Acidul propionic n forma sa activ de propionil~CoA, provine din dou surse:

    b-oxidarea acizilor grai cu numr impar de atomi de carbon;

    metabolismul aminoacizilor ramificai (Val, Ileu).

  • Reglarea gluconeogenezei Reglarea GNG prin:

    -concentraia substratelor-concentraia ATP (nivelul energetic celular)-modificarea concentraiei enzimelor reglatoare ale GNG -modificarea activitii enzimelor reglatoare aleGNG.

  • Intensitatea GNG trebuie s fie invers proporional cu intensitatea glicolizei.

  • Reglare hormonalInsulina reprim transcrierea genelor pentru enzimele reglatoare ale GNG

    induce sinteza glucokinazei i piruvatkinazei hepatice, enzime ale glicolizei.

    insulina stimuleaz glicoliza i inhib lipoliza, condiie nefavorabil desfurrii GNG.

  • Glucagonul, glucocorticoizii i adrenalina activeaz transcrierea genelor enzimelor reglatoare ale GNG;

    Prin lipoliza TAG se formeaz

    -glicerol, substrat al GNG -acizi grai energie (ATP) echivaleni reductori (NADH)

    Acetil-CoA rezultat prin b-oxidare activeaz piruvatcarboxiligaza i inhib piruvat dehidrogenaza, deciznd intrarea piruvatului n gluconeogenez

  • Modificarea covalent sau alosteric a activitii enzimelor reglatoare din GNG

    Piruvat-carboxiligaza este activat alosteric de acetil-CoA.

    Fosfoenolpiruvat carboxikinaza, este activat de creterea concentraiilor ATP i oxaloacetat.

    Fructozo-1,6-bisfosfataza este inhibat alosteric de AMP i fructozo-2,6-bisfosfat, ambii activatori alosterici ai FFK-1, enzima reglatoare a glicolizei.

    Glucozo-6-fosfataza reglarea activitii ei prin concentraia glucozei sanguine

  • Ingestia de etanol inhib gluconeogeneza

    Etanol + Piruvat Acetaldehid + Lactat

    Etanol + Oxaloacetat Acetaldehid + Malat

  • Calea pentozofosfailor untul pentozo-fosfailor Calea fosfogluconatului

  • Are loc n citosolul celulelor din:

    ficat; esutul adipos; glanda mamar n lactaie; cortexul suprarenalelor; gonade; eritrocite; cornee.

  • cale de degradare oxidativ a glucozei:

    -nu se consum O2

    -nu se consum i nu se produce ATP

    -se produc pentoze i NADPH

  • este o cale anabolic utilizeaz cei 6 C ai glucozei pentru a face pentoze i echivaleni reductori

  • Pentozele servesc la biosinteza: nucleozidelor;

    nucleotidelor; polinucleotidelor (ARN, ADN), coenzimelor (NAD+, FAD, CoA-SH);

  • NADPH necesar pentru:

    biosinteze reductive: hormoni steroizi; colesterol; acizi grai; aminoacizi via glutamat dehidrogenaz; regenerarea G-SHtransformarea Met-Hb n Hb;funcionarea monoxigenazelor