Presentacin de PowerPoint
ALUMNO:CUELLO MEDINA GIOVANI VII CICLOMETABOLISMO DE
CARBOHIDRATOS
En este caso, se observa un aumento de glucosa en la sangre
(hiperglucemia), ante esta situacin, la hormona insulina debe
facilitar el almacenamiento de la energa en el hgado. Las seis
enzimas marcadas en rojo son afectadas por la accin de la insulina,
para promover la utilizacin y el almacenamiento de la glucosa, bien
en forma de glucgeno (hgado), de cidos grasos (tejido adiposo), o
en forma de colesterol (hgado y otros tejidos perifricos).
En un individuo normal, aproximadamente el 50% de la glucosa
ingerida se metaboliza por gluclisis, el 10% se acumula como
glucgeno y el 30 - 40% se convierte en lpidos. En trminos
generales, en ausencia de insulina, la gluclisis, la glucognesis y
la lipognesis disminuyen. Slo el 5% de la glucosa ingerida se
transforma en lpidos en un diabtico deficiente en insulina.La
insulina cumple 5 funciones importantes :
inhibe la liberacin del cido grasos del tejido adiposo.Promueve
la sntesis de glucgeno .Acelera el transporte de glucosa a travs
del GLUT4, en msculo y tejido adiposo.Activa la sntesis de triacil
glicerol en tejido adiposoInhibe la sntesis de glucosa en el
hgado
GLUCONEOGNESIS Una ruta metablica anablica que permite la
biosntesis de glucosa a partir de precursores no glucdicos. Incluye
la utilizacin de varios aminocidos, lactato, piruvato, glicerol y
cualquiera de los intermediarios del ciclo de los cidos
tricarboxlicos (o ciclo de Krebs) como fuentes de carbono para la
va metablica. Todos los aminocidos, excepto la leucina y la lisina,
pueden suministrar carbono para la sntesis de glucosa. Los cidos
grasos de cadena par no proporcionan carbonos para la sntesis de
glucosa, pues el resultado de su -oxidacin (Acetil-CoA) no es un
sustrato gluconeognico; mientras que los cidos grasos de cadena
impar proporcionarn un esqueleto de carbonos que derivarn en
Acetil-CoA y Succinil-CoA (que s es un sustrato gluconeognico por
ser un intermediario del ciclo de Krebs).
El cuadro muestra detalladamente cada una de las enzimas
reguladoras del metabolismo de carbohidratos importantes , con la
ruta metablica a la que pertenece, el tipo de regulacin, su
activador y sus inhibidores
El siguiente cuadro muestra las enzimas importante que
intervienen en el metabolismo lipdico. Podemos observarla
detalladamente cada una con su va, el tipo de regulacin, sus
activadores e inhibidores
Glutamato
Deshidrogenasa:EstaenzimacatalizalareaccindeoxidacindelGlutamatoa2-oxoglutaratodesprendindoseamonaco.L-glutamato
+ H2O + NAD (P)+2-oxoglutarato + NH3+ NAD (P) H+Carbamoil Fosfato
SintetasaCatalizala condensacin y activacin de amonio y cido
carbnico (HCO3) para formarcarbamoilfosfato, en donde se encuentra
ya el primer nitrgeno de los dos que tendr la urea. Esta reaccin,
necesita de la hidrlisis de 2 ATP. Los eucariontes tienen 2 formas
de CPS, una mitocondrial (CPS I que usa amonio y participa en la
biosntesis de urea) y unacitoslica(CPS II que usaglutamatoy
participa en la biosntesis de pirimidina.
El glucagon es un peptido de 29 aminoacidos, se produce en las
celulas alfa del pancreas mediante el procesamiento proteolitico
del proglucagon, una proteina precursora de mayor tamao. Ademas de
expresarse en el pancreas, el proglucagon tambien se manifiesta en
el intestino y el cerebro. Aun cuando el glucagon es el principal
metabolito bioactivo que se produce en las alfa pancreaticas, el
procesamiento diferencial en el intestino da lugar a la produccion
de peptido parecido a glucagon GLP-1 y GLP-2 en respuesta a comida,
cuya funcion es ser activadores de la secrecion de insulina, efecto
contrario al glucagon
DEGRADACIN DE GLUCGENOEl primer paso para la obtencin de glucosa
a partir de glucgeno est madiado por laglucgeno fosforilasa, enzima
que se regula mediante fosforilacin inducida por hormonas. La
insulina inhibira su actividad mientras que el glucagn la activar,
con el objetivo de aumentar los niveles de glucosa en sangre o para
la propia utilizacin en el tejido, como es el caso de las clulas
musculares. En una situacin de riesgo, donde se necesite energa de
forma rpida para escapar de un peligro se aumentarn los niveles de
adrenalina, y esta hormona tambin es capaz de inducir la activacin
de la glucgeno fosforilasa, lo que permitir obtener glucosa
rpidamente.
La gluclisis es la va metablica encargada de oxidar la glucosa
con la finalidad de obtener energa para la clula. Consiste en 10
reacciones enzimticas consecutivas que convierten a la glucosa en
dos molculas de piruvato, el cual es capaz de seguir otras vas
metablicas y as continuar entregando energa al organismo. Las
principales enzimas reguladoras de esta va son:Lafosfofructoquinasa
1 (FFK1): Enzima encargada de los primeros pasos de la gluclisis.
Se activa por desfosforilacin, inducida por la unin de la insulina
a su receptor. Es inhibida por la unin de glucagn a los receptores
de membrana celulares, en situaciones de disminuida
glucemia.Lapiruvato quinasa (PK): que permite el paso de
fosfoenolpiruvato a piruvato. Esta enzima est regulada por la
insulina a varios niveles. Por un lado la insulina induce su
desforforilacin, que implica la adquisicin de su configuracin
funcional. Por otro lado, la insulina activa una serie de factores
de transcripcin que induciran la sntesis de novo de esta
enzima.
Laadrenalinaactivar la gluclisis induciendo la actividad de la
FFK1, pero tan solo en clulas musculares, puesto que en situacin de
peligro interesar que sea este tejido el de mayor actividad para
una huda rpida. En el hgado, en cambio, en lugar de estimular la
gluclisis, estimular la gluconeognesis, para que este organo enve
ms metabolitos energticos a la sangre, y as llegue ms energa al
msculo. Por esta misma razn, la adrenalina induce la degradacin de
glucgeno en hgado y msculo, para que en el msculo se consuma, y la
obtenida en el hgado se enva al torrente sanguneo para seguir
alimentando al msculo y resto de tejidos.
mecanismo de accin de la adrenalina y los efectos de la PKA en
las clulas hepticas En las clulas hepticas, la adrenalina se une al
receptor adrenrgico y al activar la PKA, esta fosforila entre otros
sustratos a la fosforilasa quinasa. La fosforilasa quinasa
fosforila la glucgeno fosforilasa, que luego fosforila el glucgeno
y lo convierte en glucosa-6-fosfato. De esta forma se desencadena
la glucogenlisis. la fosforilasa quinasa participa en la
fosforilacin de la sintasa y por tanto, en su inhibicin, la
adrenalina inhibe tambin la sntesis de glucgeno heptico.
Funcin de la HSL en la liplisisEn relacin a la liplisis se
conoce que debido a la hidrlisis de una molcula de TAG se producen
tres molculas de cidos grasos que son liberadas al torrente
sanguneo, y una molcula de glicerol; los cidos grasos tambin puede
oxidarse o re-esterificarse en los adipocitos para producir TAG.
Con respecto a la regulacin que ejerce la hormona sensitiva a la
lipasa (HSL) en este proceso se ha demostrado que esta hidroliza
cidos grasos ubicados en las posiciones sn-1 y sn-3 de los TAG para
producir 2-Monoacilglicerol (MAG), que a su vez ser hidrolizado por
la enzima monoacilglicerol lipasa. En este sentido la liplisis del
adipocito es activada mediante catecoalaminas en perodos de ayuno y
ejercicio. Al unirse la hormona a los receptores Gsse causa un
aumento de la actividad de la adenilato ciclasa; la cual a su vez
genera un aumento de la concentracin intracelular del AMPc, el cual
activa la accin de protena quinasa A (PKA) dependiente de AMPc. La
PKA es la encargada de fosforilar a la hormona HSL en tres residuos
de serina ubicados en una cadena de 150 aminocidos, la cual termina
con un mdulo regulador que se encuentra en el extremo carboxilo
COOH terminal del HSL, el cual contiene la triada cataltica formada
por Ser-423, Asp-703 e His-733. La fosforilacin de la HSL origina
un aumento en la actividad hidroltica de la misma, la translocacin
de la HSL del citosol del adipocito hacia las gotas de lpidos,
junto con la ruptura facilitada del TAG contenido en la clula. La
HSL puede ser fosforilada por otras protenas de la familia de las
quinasas como ERK por medio de la va de las Map-quinasa-quinasa y
la protena quinasa K activada por el AMP (AMP-K), esta ltima acta
como un sensor de energa celular, y una vez que la HSL es
fosforilada por la AMPK no puede ser fosforilada por PKA de forma
subsecuente y viceversa; por lo cual se cree que una fosforilacin
de la HSL mediada por la AMP-K puede tener un efecto
antilipoltico.
REGULACIN DE LA LIPLISIS EN EL TEJIDO ADIPOSOla liplisis en el
adipocito es un proceso complejo que est controlado por la
integracin de mltiples y diversos mecanismos hormonales y de
biosealizacin como los mencionados anteriormente y las vas de
sealizacin cumplen un rol importante en la regulacin debido a su
interaccin con las diferentes hormonas que se mencionaron.Funcin de
la Desnutrin/ATGL en la liplisis
La desnutrin/ATGL es una lipasa de TAG formada por una cadena de
486 aminocidos, la cual posee un dominio de tipo patatin en su
extremo amino NH2 terminal. Dentro del dominio patatin se pueden
encontrar tres regiones importantes, una rica en glicina que cumple
una funcin de ligando de nucletidos; una regin de actividad
hidrolasa de serina, y por ltimo una regin que contiene residuo de
aspartato. Los residuos de serina y aspartato constituyen una diada
cataltica que es necesaria para que el dominio patatin ejerza su
actividad como lipasa. Una super expresin de desnutrin/ATGL causa
un aumento en la ruptura de TAG y en la liberacin de cidos grasos,
lo cual demuestra su actividad como ligasa. De igual forma por
medio de ensayos in vitro de la hidrolasa de lpidos se ha
confirmado que la desnutrin/ATGL es una hidrolasa de TAG, que en
comparacin con la HSL no hidroliza uniones de tipo colesteril o
retinil ster; y su importancia como hidrolasa tambin ha sido
confirmada ya que en ausencia total de esta, se da un aumento de la
masa del tejido adiposo causando la deposicin de lpidos en otros
tejidos. Esta lipasa se encuentra expresada mayormente en tejido
adiposo, y su expresin est determinada por el proceso de
diferenciacin de las clulas mesenquimticas en adipocitos, y su
expresin es inducida por medio de altos niveles de
glucocorticoides, los cuales aumentan en perodos de ayuno. Por otro
lado la insulina y la ingesta de nutrientes inhiben la expresin de
desnutrin/ATGL, que est relacionado con el desarrollo de la
obesidad; sin embargo la regulacin hormonal de la desnutrin/ATGL no
se ha determinado con certeza pero se plantea que es muy diferente
a la de la HSL.
Papel de las Catecolaminas en la liplisis
Durante el perodo de ayuno las catecolaminas son las hormonas
principales en la estimulacin de la liplisis, y llegan al tejido
adiposo mediante la circulacin como lo hace la epinefrina o por
inervacin del sistema simptico en el caso de la norepinefrina, y su
accin est regulada mediante tres receptores celulares adrenrgicos
diferentes como son AR, AR y AR; siendo los dos primeros receptores
expresados en todos los tejidos y el receptor AR no se encuentra
frecuentemente expresado en adipocitos en caso del ser humano. Cada
receptor se encuentra asociado a una protena Gs. Las catecolaminas
tambin pueden ejercer un efecto antilipoltico al unirse a un
receptor 2AR acoplado a una protena Gi lo cual disminuye las
concentraciones intracelulares de AMPc. De igual forma la insulina
ejerce un efecto antilipoltico y es el principal regulador hormonal
negativo de la liplisis ya que estimula la desfosforilacin de HSL
inactivndola, a la vez que favorece la activacin de la
fosfodiesterasa que reduce los niveles de concentracin del AMPc. As
mismo la insulina favorece la fosforilacin y activacin de la
fosfodiesterasa3B (PDE3B) por medio de la activacin de la cascada
PI3K/Akt y la PKB/Akt es la encargada de fosforilar a PDE3B. Otro
mecanismo de inhibicin que ejerce la insulina es la activacin de la
protena fosfatasa-1 mediante la fosforilacin de su subunidad
reguladora; esta fosfatasa desfosforila a la HSL desactivndola y
disminuyendo la liplisis al inactivar una de sus principales
enzimas catalizadoras.Por otro lado la regulacin de la liplisis por
otras hormonas o factores autocrinos y paracrinos no ha sido
comprobada, se ha reportado que la hormona tiroidea, la hormona de
crecimiento y el TNF junto con otros factores estimulan la liplisis
mientras que el neuropptido Y la inhibe. El PGE en concentraciones
nanomolares suprime la liplisis, mientras que en concentraciones
micromolares la estimula; a diferencia de PGI que en
concentraciones nanomolares estimula la liplisis y en
concentraciones micromolares la suprime.
Mecanismo deaccin de la piridoxina en el organismo
Mecanismo deaccin de la piridoxina en el organismo
se va dar en tres procesosAbsorcin,transporte y
almacenamiento1.ABSORCIONElproceso de absorcin de las tres formas
primarias de la vitamina B6 se lleva a cabo principalmente por un
proceso de transporte pasivo no saturable, principalmente en el
yeyuno e leon; esta absorcin es facilitada por la fosforilacin para
formar fosfato de piridoxal y fosfato de piridoxamina, luego cada
uno de estos se une aprotenasen la mucosa intestinal y en lasangre
.Lasclulas principalmente van a captar piridoxal en vez de fosfato
piridoxal, por el cual se dice que la desfosforilacin se da como
parte del proceso de captacin celular, despus de la captacin el
piridoxal es fosforilado nuevamente a fosfato de piridoxal y
fosfato de piridoxamina. Las concentraciones ms altas se encuentran
el hgado,cerebro , rin, bazo ymsculos . Los msculos contienen del
80%-90% de reserva de fosfato de piridoxal2. TRANSPORTE Y
LAMCENAMIENTOEl fosfato de piridoxal y el piridoxal comprenden
cerca de 75 a 80% de la vitamina B6 total que circula en el plasma,
despus de estas formas, la piridoxina es la forma ms comn, la cual
es captada por los tejidos para ser convertida a fosfato de
piridoxina, sin embargo, muchos tejidos carecen de suficiente
actividad de oxidasa para convertir el fosfato de piridoxina a
fosfato de piridoxal.Las diversasfunciones de la vitamina B6 en los
humanos son complejas y estn interrelacionadas. Debido a la
reactividad del fosfato de piridoxal con los aminocidos y varios
compuestos nitrogenados, las funciones bioqumicas de la vitamina B6
se concentran alrededor de estas molculas. En estas funciones el
fosfato de piridoxal acta como un catalizador de numerosas
reacciones.
2.- METABOLISMO
El hgado es el rgano responsable de la mayor parte del
metabolismo de la vitamina B6. Como resultado de esto, dicho rgano
aporta la forma activa de la vitamina B6 (el fosfato de piridoxal)
a la circulacin y a otrostejidos . Las tres formas no fosforiladas
son convertidas a sus respectivas formas fosforiladas por la
Piridoxin-Cinasa, la cual utiliza como cofactores el zinc y al ATP.
El fosfato de piridoxamina y el fosfato de piridoxina pueden ser
transformados a fosfato de piridoxal mediante una
flavin-mononucletido-oxidasa. El piridoxal que proviene de esta
desfosforilacin, as como el derivado defuentesnutricias o
medicamentosas, puede ser convertido a cido 4-piridxico en una
reaccin no reversible donde participa el flavin-adenil-dinucletido
y un aldehdo-oxidasa. Esta reaccin se presenta en el hgado humano,
pero se desconoce si sucede lo mismo en otros tejidos.
3.- Excrecin
Losproductos del metabolismo de la vitamina B6 se excreta en la
orina; elproductoprincipal es el cido peridoxlico, el cual es el
40-60% del total de la vitamina ingerida. Varios estudios han
demostrado que el cido peridoxlico es imperceptible en la orina, el
cual es un marcador til para determinar la cantidad de vitamina B6
en el organismo. Otros productos del metabolismo de la vitamina B6
como: el piridoxal, piridoxamina, piridoxina y sus fosfatos se
excretan en la orina cuando se hallan en altas dosis.
Mecanismo deaccin de la piridoxina
Metabolismo del aminocidos
El fosfato de piridoxal (PLP) es un cofactor de las
transaminasas, enzimas del hgado capaces de catabolizar a los
aminocidos; por ello participan:En la conversin de la metionina en
casenaEn el metabolismo selenometionina al selenohomocisteina, y
este al seleniuro dehidrgeno.En la conversin del triptfano a
niacina (B3)En creacin de aminas fisiolgicas activas mediante la
descarboxilacin de aminocidos. Ejemplos:Histadina a
histaminaTriptfano a serotoninaGlutamato a GABA (cido
gamma-aminobutrico)Dihidroxifenilalanina a dopaminaMetabolismo del
aminocidos
METABOLISMO DE LIPIDOS
la sntesis de ceramida requiere de fosfato de piridoxal; en esta
reaccin se forma la esfingosina (alcohol de 18 carbonos) que al
combinarse con un cido graso van a formar la ceramida (molcula base
de los esfingolpidos) .La vitamina B6 es un componente esencial de
las enzimas que facilitan la biosntesis (anabolismo) de
esfingolpidos, estos van incluir a las esfingomielinas y
glicoesfingolpidos (los cerebrosidos, globosidos y ganglisidos).
Las esfingomielinas son los nicos esfingolpidos que son
fosfolpidos. Los esfingolpidos son un componente de todas las
membranas pero son particularmente abundantes en la capa de
mielina.
El cido linolico es especialmente importante porque es necesario
para la sntesis del cido araquidnico. Como veremos posteriormente,
el cido araquidnico es el precursor de los eicosanoides (las
prostaglandinas y los tromboxanos). Es este papel de los cidos
grasos en la sntesis de eicosanoides que lleva a un bajo
crecimiento, mala cicatrizacin y a dermatitis en personas que no
consumen grasa en sus dietas. Tambin, el cido linolico es un
constituyente de los esfingolpidos de las clulas epidermales que
funcionan como barrera impermeable al agua en la piel.
27
GLUCONEOGNESIS
La vitamina B6 tambin desempea un papel importante en la
gluconeognesis ya que el fosfato de piridoxal, mediante reacciones
qumicas nos va a proporcionar aminocidos, sobre los cuales acten
encimas para producir la gluconeognesis.As tambin la vitamina B6 es
una coenzima requerida por la fosforilasa de glucgeno, encima
necesaria para que ocurra la gluclisis. Facilita la liberacin de
glucgeno de hgado y msculos.
El fosfato de piridoxal es una coenzima que interviene en las
reacciones enzimticas que conducen a las sntesis de varios
neurotransmisores importantes como: Serotonina Epinefrina
(adrenalina) Norepinefrina (noradrenalina) Acido gamma-
aminobutrico
Losniosalimentados con frmulas carentes con vitamina B6 muestran
electroencefalogramas anormales y presentan convulsiones. El
tratamiento con vitamina B6 puede corregir las alteraciones del
electroencefalograma. Los adultos alimentados con dietas bajas en
vitamina B6 durante tres a cuatro semanas tambin han presentado
anormalidades electroencefalografas.La ingesta deficiente de esta
vitamina tuvieron alteraciones en las concentraciones de cidos
grasos en el cerebelo y en el cerebro. Otros cambios que se
observaron en las clulas nerviosas son concentraciones bajas de
cido alfa-aminobutrico y alteracin de la concentracin de
aminocidos. Estas observaciones centran la necesidad de un aporte
adecuado de vitamina B6 para eldesarrolloy adecuado funcionamiento
delsistema nervioso.
El fosfato de piridoxal se relaciona con el metabolismo de la
histaminaLa ingesta de vitamina B6 tiene un impacto significativo
sobre la funcin inmune. En estudios con animales y humanos se ha
encontrado que una ingesta baja de vitamina B6 se acompaa de
trastornos inmunitarios.Laproduccinde interleucina y la
proliferacin de linfocitos estn disminuidas en humanos con
deficiencia de vitamina B6.As tambin se relaciona con el
metabolismo de la histamina que produce reacciones alergicas.
La inhibicin de la actividad de la enzimaALA dehidrasa es un
sensible indicador de intoxicacin aguda y crnica por plomo. Esta
inhibicin produce el aumento en sangre y orina del cido delta amino
levulnico.EN CONCLUSON:Los niveles elevados de delta-ALA en la
orina pueden indicar:Intoxicacin con plomoPorfiria (varios
tipos)Los bajos niveles se pueden presentar conenfermedad
hepticacrnica
Las clulas beta de los islotes de Langerhans liberan la insulina
en dos fases. La primera fase de la liberacin de insulina se
desencadena rpidamente en respuesta al aumento de los niveles de
glucosa en la sangre. La segunda fase produce una liberacin
sostenida y lenta de las recin formadas vesculas que se activan
independientemente de la cantidad de azcar en la sangre.En la
primera fase la liberacin de la insulina ocurre de manera
inmediata:
1.- La glucosa entra en la clulas beta a travs
deltransportadordeglucosaGLUT22.- La glucosa pasa a lagluclisisy
elciclorespiratorio, donde se producen, poroxidacin, varias
molculas deATPde alta energa3.- Loscanalesdepotasio(K+)
dependientes de los niveles de ATP y, por tanto, de los niveles de
glucosa en sangre, se cierran y la membrana celular se
despolariza4.- Con ladespolarizacinde la membrana,
loscanalesdecalcio(Ca2+) dependientes de voltaje se abren y el
calcio entra la clula5.- Un aumento en el nivel de calcio
intracelular produce la activacin defosfolipasaC, que desdobla
losfosfolpidosde
membranafosfatidilinositol4,5-bifosfatoeninositol1,4,5-trifosfatoydiacilglicerol6.-
El inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) se une a los receptores
proteicos sobre la membrana delretculoendoplsmico(RE). Esto permite
la liberacin de Ca2+del RE a travs de los canales IP3 aumentando ms
an la concentracin intracelular de calcio7.- Estas cantidades
significativamente mayores de calcio dentro de las clulas provoca
la activacin de lasinaptotagmina, que ayuda a la liberacin de la
insulina previamente sintetizada y almacenada en las vesculas
secretoras.
+ Entrada de glucosa+ Sntesis proteica+ Sntesis de glucosa-
Sntesis proteica+ LPL- Lipasa La insulina facilita la captacin de
glucosa en el msculo y el hgado, favorece la accin de las enzimas
de la glucogenognesis e inhibe la gluconeognesis. Adems, si la
cantidad de carbohidratos ingeridos supera la capacidad de las
clulas hepticas la insulina induce su conversin a cidos grasos, que
sern posteriormente transportados hasta el tejido adiposo; aumenta
la captacin de glucosa por los adipocitos e impide la hidrlisis de
los triglicridos por inhibicin de la lipasa sensible a insulina.
Tambin tiene influencia sobre el metabolismo de las protenas,
favoreciendo la captacin de aminocidos por las clulas, aumentando
la sntesis de protenas e inhibiendo su degradacin.Lo produce Clulas
alfa de Langerhans.Su funcin es Estimulacin de la conversin del
glucgeno heptico, su ubicacin es en el hgado y en el tejido
adiposo.
GLUCAGN
