2. Metabolismul glucidic

  • View
    1.215

  • Download
    2

Embed Size (px)

Transcript

Enzime localizate in celulele epiteliale intestinale (enterocite care prezinta microvilii=bursh border) -amilaza pancreatica este secretata de pancreas si continua hidroliza initiata in cavitatea bucala hidrolizind dextrinele la Dizaharide (maltoza), Trizacharide (maltotriosa) si Oligozaharide (dextrine; 4-9 resturi glucozidice)

Dizaharidaze scindeaza dizaharidele, lactoza si maltoza; Glucoamilaza, hidrolizeaza legaturi -1,4 dindextrine Sucraza-Izomaltaza, hidrolizeaza sucroza, maltoza, isomaltoza Lactase-glicosilceramidaze, hidrolizeaza legatura -glicozidica din lactoza si glicolipide

Digestia si absorbtia glucidelorSursele de glucide din hrana: Amidonul (paine, cartof) Lactoza (lapte) Zaharoza (zahar, dulciuri, fructe) Glucoza, galactoza, fructoza pentoza (fructe, miere)

Monozaharidele sint absorbite in intestin, intra in circulatie si apoi sunt preluate de tesuturi si metabolizate

1

Actiunea -amilazei salivare si pancreatice

Glucoza, fructoza, galactoza sunt absorbite prin membrana celulelor epiteliale intestinale Glucoza si Galactoza sunt transportate de catre Na+ Glucoza co-transport Glucoza si Fructoza sunt transportate si prin transport pasiv (transportori de glucoza)

Prin intermediul sistemului port ajung la ficat diverse monozaharide In ficat are loc conversia monozaharidelor in glucoza Sangele care pleaca de la ficat contine numai glucoza Glucoza reprezinta un substrat energogen care furnizeaza H activ (sub forma de NADH si NADPH) necesar reactiilor de reducere Precursori pentru sinteza grasimilor si a acizilor grasi

Glucoza este singura forma circulanta a glucidelor in organism, de aceea metabolismul glucidic se refera in primul rand la metabolismul glucozei

2

Fibrele alimentare contin polizaharide care nu pot fi degradate de enzimele din tractul intestinal Fibrele sunt transformate de bacteriile din colon in gaze (hidrogen, metan, CO2) acizii acetic, propionic, butiric

In urma cercetarilor din ultimii ani, s-a emis ipoteza ca fibrele din alimentatie au rolul de a scadea incidenta cancerului de colon datorita faptului ca reduc timpul de stationare a produsilor de metabolizare in colon si scad colesterolul

Glicoliza

Forma activa a glucozei care initiaza secventele metabolice este glucozo-fosfatul (Glc-6-P) Resturile glicozil din Glc-6-P care urmeaza a fi degradata provin din trei surse: Glucoza sanguina Gluconeogeneza (sinteza glucozei din precursori neglucidici) Glicogenoliza (degradarea glicogenului tisular)

Cel mai important proces al stadiului 2 al catabolismului este degradarea glucozei , proces numit glicoliza Procesul de degradare a glucozei se poate produce 1. Anerob (Calea Embden-Meyerhof) in care piruvatul se transforma in lactat ca rezultat final al glicolizei 2. Aerob (Secventa EmbdenMeyerhof) in care piruvatul se transforma in CO2 si H2O; ca produsi finali ai glicolizei 3. Calea (suntul) pentofosfatilor (6fosfogluconatului): Transformarea in pentoze si CO2

Se desfasoara in toate celulele in citosol Procesul de degradare a glucozei se produce cu eliberare de ATP

3

Etapele glicolizeiDegradarea intracelulara a glucozei se produce in doua mari etape: I) Glucoza sufera o serie de reactii semipreparative prin care isi mareste reactivitatea (se produce cu consum de ATP) II) Reactiile de oxidare in urma carora se produce ATP

Etapele glicolizei1. Conversia glucozei in trifosfat

2. Conversia trifosfatului in piruvat

O molecula de sexoza este degradata si de obtin 2 molecule de trioze, numarul de molcule ale reactiilor din etapa a doua dublandu-se (reactiile 5-9)

Stadiile 5 si 6 sunt responsabile pentru sinteza neta de ATP si NADPH

4

Stadiul 5 enzima glicerilaldehid 3-fosfat dehidrogenaza se leaga covalent de gruparea aldehidica a glicerilaldehid 3-fosfatului si transfera un atom de H de la glicerilaldehid 3-fosfat la NAD+ Ionii fosfat din solutie inlatura enzima si se leaga de glucid

Gruparea fosfat este apoi transferata la ADP, rezultand ATP in stadiul 6

Reactiile glicolizei au loc in citosol Se consuma 2 moli de ATP (in prima faza) si se creaza 4 moli (in a doua faza); Cistigul net este de 2 moli ATP care pot fi utilizati direct In cazul organismelor aerobe, piruvatul obtinut in ultima reactie a glicolizei trece imediat in mitocondrie unde este oxidat la CO2 si H2O In cazul organismelor anaerobe, piruvatul ramane in citosol si, in functie de tipul de organism, este transformat in lactat (ex muschii scheletici) sau in etanol si CO2 (ex. in drojdie)

5

Enzimele implicate in glicoliza

!!! Reactiile au loc in citosol !!!

Reactiile procesului glicolizei

1. Fosforilarea glucozei cu obtinerea de glucoza-6-fosfat Este o reactie ireversibila, catalizata de hexokinaze glucoza-6-fosfatul face legatura intre mai multe cai metabolice: (i) glicoliza (ii) sinteza glicogenului (iii) calea pentozelor

6

Reactiile procesului glicolizei 2. Izomerizarea glucozo-6-fosfat la fructozo-6-fosfat Este o reactie ireversibila, catalizata de fosfoglucoizomeraza

Reactiile procesului glicolizei3. Conversia fructozo-6-fosfat la fructozo-1,6-bisfosfat Este o reactie ireversibila, catalizata de fosfofruktokinaza-1 (FFK-1)

7

Reactiile procesului glicolizei4. Scindarea fructozo-1,6-bisfosfatului in dihihroxiacetonfosfat (DHAP) si gliceraldehid-3-fosfat (G-3-P) Este o reactie reversibila, catalizata aldoza A DHAP este izomerizat in G-3-P, forma mai reactiva care este utilizata in reactiile ulterioare ale glicolizei. Aceasta reactie este catalizata de tiozofosfat izomeraza

Reactiile procesului glicolizei 5. Oxidarea fosforilanta a gliceraldehid-3-fosfat (G-3-P) la 1,3 bisfosfoglicerat Este o reactie reversibila, catalizata gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza, enzima cere este NAD+ dependenta

8

Reactiile procesului glicolizei6. Transformarea 1,3 bisfosfogliceratului in 3-fosfoglicerat Este o reactie reversibila catalizata 1,3 bisfosfoglicerat kinaza Este prima reactie de fosforilare la nivel de substrat din glicoliza (anaeroba)

Reactiile procesului glicolizei7. Conversia 3-fosfogliceratului la 2-fosfoglicerat Este o reactie reversibila catalizata fosfoglicerat mutaza

9

Reactiile procesului glicolizei8. Formarea fosfoenolpiruvatului din 2-fosfoglicerat Este o reactie reversibila catalizata enolaza

Reactiile procesului glicolizei9. Transformarea fosfoenolpiruvatului in piruvat Este o reactie ireversibila puternic exergonica catalizata piruvat kinaza Este a doua reactie de fosforilare la nivel de substrat din glicoliza (anaeroba)

10

Glicoliza aeroba (secventa Embden-Meyerhof)Cuprinde reactiile degradarii glucozei pana al acid piruvic Deoarece NADH rezultat prin oxidarea gliceraldehidei-3 fosfat nu este consumat la hidrogenarea acidului piruvic, el apare ca produs final

NADH produce o reactie deinhibitie (inhibitie de substrat). Deci pentru a continua glicoliza NADH trebuie indepartat aerobic prin transport in mitocondrie

Glicoliza aneroba (ciclul Embden-Meyerhof)

Glicoliza anaeroba este utilizata de celula canceroasa (in tesutul canceros lipseste oxigenul)

11

Glicoliza aneroba

Glucoza sanguina

Glicoliza musculara

GNG hepatica

Lactat sanguin

Lactat muscular

Produsii finali ai glicolizei

Piruvatul este o molecula cheie a glicolizei si evolutia sa depinde de tipul celulei In conditii aerobe, piruvatul este decarboxilat oxidativ la acetil-CoA iar NADPH este oxidat in lantul respirator NADH produce o reactie de inhibitie (inhibitie de substrat). Deci pentru a continua glicoliza NADH trebuie indepartat prin transport in mitocondrie In conditii anaerobe (tesuturi care nu depind de sistemul enzimatic nesesar metabolizarii aerobe a piruvatului) piruvatul este redus la lactat Si in conditii anaerobe NADH trebuie indepartat pentru ca glicoliza sa continue

Reactia neta a glicolizei aerobe (din citosol):GLUCOZA + 2NAD+ +2Pi + 2ADP 2Piruvat + 2NADH + 4H+ + 2ATP + 2 H2O

12

Calea (suntul) fosfogluconatului (pentozofosfatilor)

Calea de degradare a glucozei care ocoleste calea glicolitica, ciclul Krebs si lantul respirator Denumirea de calea fosfogluconatului a acestei cai metabolice este data de prima reactie a in care glucozo-6-fosfatul este degradat la fosfogluconat Denumirea de calea pentozofosfatilor este date de faptul ca in acest ciclu de reactii apar ca produsi intermediari esterii fosforici ai unor pentoze Proces citosolic care se deruleaza in Tesut adipos Glanda mamara in lactatie Eritrocit Testicule

Cuprinde doua etape: I. calea oxidativa II calea neoxidativa

Etapa I calea oxidativa

glucozo-6-fosfatul este degradat la ribulozo-5-fosfat Este o reactie ireversibila Se petrece atunci cand tesuturile au nevoie in egala masura de NADPH si de pentoze Rezultatul net este producerea de NADPH pentru reactiile reducatoare din citosol Producerea de ribulozo-5fosfat, ca precursor al sintezei nucleotidelor

13

Etapa II calea neoxidativa

Conversia pentozelor la hexoze (regenerarea glucozo-6-fosfatul din ribulozo-5-fosfat) Are loc atunci cand nevoia de NADPH este mai mare decat cea de pentoze Reactie reversibila

Semnificatia metabolica caii pentozofosfatilor

Genereaza putere reducatoare in citosol sub forma de NADPH Are loc in tesuturi care in care se produce in mod activ sinteza reducatoare a acizilor grasi si a sterolilor din acil-CoA (Tesut adipos, glanda mamara, glandele corticosuprarenale)

Convertirea hexoze in pentozelor, necesare sinteza nucleotidelor, acizilor nucleici, coenzimelor etc Transformarea pentozelor in hexoze care reintra in secventa glicolitica

14