BIOCHIMIE

METABOLISMUL GLUCIDIC

Digestia si absorbtia glucidelor

Exist dou sisteme de transport ale monozaharidelor din lumenul intestinal n celulele intestinale:

un cotransportor proteic (I) pentru glucoz, galactoz i xiloz (monozaharide cu aceeai configuraie la C2) - necesit Na

+ si consuma ATP un transportor proteic (II) pentru fructoz i alte monozaharide - nu necesit

Na+, nici ATP

ABSORBIA GLUCIDELOR

Ci de metabolizare a glucozei

FAZA ANABOLIC

FAZA CATABOLIC

-bogie n substrat energogen (glucoz)

-srcie n substrat energogen (glucoz)

-postprandial

-interprandial, efort

-consum glucoz drept combustibil (fac glicoliz) TOATE esuturile, att esuturile glucodependente, ct i esuturile glucoindependente

-consum glucoz drept combustibil (fac glicoliz) DOAR esuturile glucodependente (glucoz provine din glicogenoliz sau GNG) - combustibilul principal: AG i P

- guvernat de insulin - guvernat de glucagon, catecolamine

GLICOLIZA (calea Embden Meyerhof)

1922 Premiul Nobel pt cercetarea metabolismului muscular, inclusiv descifrarea glicolizei

Otto Meyerhof

Poate fi mprit n mod convenional n 3 etape: 1) Iniierea (Etapa/Calea hexozelor) 2) scindarea 3) oxido-reducerea i fosforilarea (Etapa/Calea triozelor)

1) Etapa de iniiere/consumatoare de ATP,cuprinde 3 reactii chimice, implic utilizarea a dou molecule de ATP pentru fiecare molecul de glucoz introdus n proces.

2) Etapa de scindare, cuprinde transformarea fructozo-1,6 bisfosfat n dihidroxiacetonfosfat (DHAP) si gliceraldehid 3 fosfat (GA3P) 3) Etapa de oxido-reducere/de formare a ATP, cuprinde cinci reacii chimice (n glicoliza aerob) sau sae (n glicoliza anaerob). n aceast etap dou molecule de GA3P sunt transformate n dou molecule de lactat, cu producerea a 4 moli de ATP.

Etapele i reaciile glicolizei

ETAPELE GLICOLIZEI

Calea Hexozelor (consumatoare de ATP)

Calea Triozelor (se formeaza ATP)

untul 2,3-bisfosfoglicerat (2,3 DPG) n eritrocit

!!! 2,3-DPG scade afinitatea hemoglobinei pentru oxigen (stabilizeaza starea T), favorizand astfel oxigenarea tesuturilor

25%

Reglarea glicolizei

11

G

L

U

C

O

N

E

O

G

E

N

E

Z

A

G

L

U

C

O

N

E

O

G

E

N

E

Z

A

Gluconeogeneza hepatic

Precursorii Acetil-CoA

Pyr Deh

!!! Reactia catalizata de Pyr Deh

este ireversibila !!!

Ciclul Krebs Cetogeneza Siteza de

acizi grasi

Transformarea piruvatului n acetil-CoA n complexul piruvat-dehidrogenaz

Reglarea activitii piruvat dehidrogenazei

DECARBOXILAREA OXIDATIVA A PIRUVATULUI

REACTIA TOTALA:

12X 2 = 24 ATP/glucoza

!!! Reactii anaplerotice = reactii de umplere a CK/ de inlocuire a intermediarilor CK

Bilantul arderii totale a glucozei

GLICOLIZA AEROBA = 8 ATP DECARBOXILAREA OXIDATIVA A PIRUVATULUI = 6 ATP CICLUL KREBS = 24 ATP TOTAL = 8 + 6 + 24 = 38 moli ATP/glucoza

Reglarea Ciclului Krebs

METABOLISMUL GLICOGENULUI 1. GLICOGENOLIZA

2. GLICOGENOGENEZA

Este proces catabolic Localizare celulara: citoplasma Localizare tisulara: ficat si muschi Scop: obtinere de glucoza si glucozo 1-fosfat Reglat de glucagon, adrenalina Enzime:

glicogen fosforilaza (enzima cheie) enzima de deramificare (hidroliza legaturilor 1,6 glicozidice)

1. GLICOGENOLIZA

hidrolizeaza legaturile 1,4-glicozidice din glicogen nu poate hidroliza legaturile 1,6-glicozidice si din acest motiv isi inceteaza actiunea la o distant de patru resturi

de glucoz de o ramificatie 1,6 glicozidic.

este un dimer ce prezinta doua izoenzime: in muschi si ficat

are doua forme interconvertibile prin fosforilare, activa fiind forma fosforilata

stimulata de AMP, glucagon, adrenalina

!!! Glicogenul muscular elibereaza glucoza strict pentru necesitatile proprii (nu influenteaza glicemia)

!!! Glicogenul hepatic elibereaza

glucoza pentru mentinerea glicemiei si pentru necesitatile in glucoza ale altor tesuturi

Este proces anabolic Localizare celulara: citoplasma Localizare tisulara: ficat si muschi Scop: depozitarea glucozei in exces Reglat de insulina Enzime:

glicogen sintaza (enzima cheie) enzima de ramificare

2. GLICOGENOGENEZA

Glicogen sintaza:

Leaga glucoza prin legaturi 1,4

glicozidice Este activa in forma defosfo

Alte cai de metabolizare a glucozei

1. Calea pentozo fosfatilor Scop = sinteza de pentoze (folosite oentru sinteza de ADN/ARN) si NADPH (folosit la

sinteza acizilor grasi, colesterolului, hormonilor steroizi) Localizare celulara: citosol Localizare tisulara: ficat, tesut adipos, glanda mamara in lactatie, cortexul

suprarenalelor, gonade, eritrocit, cornee NU se consuma oxigen NU se consuma ATP NU se produce ATP

2. Calea acidului glucuronic Scop = sinteza de pentoze si de acid glucuronic Localizare celulara: citosol Este sintetizat UDP-glucuronatul cu rol in detoxifierea unor compusi endogeni si

exogeni (bilirubina, steroizi, medicamente de sinteza) (prin glucurono-conjugare)

METABOLISMUL ENERGETIC

COMPUSI MACROERGICI

Au in structura una sau mai multe legaturi macroergice (notate ~) prin a caror

hidroliza se elibereaza energie -7.3kcal/mol Exemple: ATP, creatinfosfat (rol de rezervor energetic in muschi), carbamilfosfat

(intermediar in ciclul ureogenetic), PEP (fosfoenolpiruvat, intermediar al glicolizei), 1,3 bisfosfogliceratul (intermediar al glicolizei), acil~SCoA (forma de activare a acizilor grasi)

SINTEZA DE ATP IN ORGANISM 1. Fosforilarea la nivel de substrat 2. Fosforilarea oxidativa

1. FOSFORILAREA LA NIVEL DE SUBSTRAT

Reprezinta sinteza de ATP din ADP si Pi utilizand energia eliberata dintr-o reactie

exergonica (reactia evolueaza spontan de la reactant la produs, caracteristica transformarilor catabolice)

Sunt 3 reactii catalizate de Kinaze: - 2 in glicoliza (transformarea 1,3 bisfosfogliceratului in 3 fosfoglicerat si

transformarea PEP in acid piruvic). Enzime: fosfogliceratkinaza si piruvatkinaza - 1 in Ciclul Krebs ( transformarea succinil~SCoA in succinat). Enzima: succinil~CoA

tiokinaza

2. FOSFORILAREA OXIDATIVA

Se sintetizeaza ATP in lantul respirator, in prezenta oxigenului si a

energiei obtinute prin oxidarea coenzimelor NADH + H+ si FADH2

Se desfasoara in mitocondrii Componentele lantului respirator: citocromii, flavoproteinelor

(dehidrogenaze cu grupari prostetice FMN si FAD), proteine cu fier

si sulf, Coenzima Q (structura asemanatoare vitaminei K)

Componentele lantului respirator sunt organizate in 4 complexe: Complexul I NADH-CoQ reductaza (transfera electroni de la

NADH + H+ pe CoQ)

Complexul II succinat-CoQ reductaza (transfera electroni de pe succinat pe CoQ)

Complexul III CoQ-citocrom c reductaza (transfera electronii de pe CoQ pe citocrom c)

Complexul IV citocrom c oxidaza (transfera electronii de pe cit c pe oxigen)