Metabolismul glucidelor_new

  • View
    113

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

Metabolismul glucidelor

n alimentaie glucidele sunt reprezentate de: polizaharide (60%), dizaharide (30)% i monozaharide. Monozaharidele pot fi absorbite ca atare, di i polizaharidele se supun n prealabil hidrolizei. n cavitatea bucala amilaza salivar iniiaz digestia glucidelor, care va continua n stomac, aici enzima este protejat un anumit timp de amidonul ngerat.

n stomac polizaharidele se transform n proporie 35 48 %. Amilaza salivar la nou-nscui are rol important la insuficiena secreiei de amilaz pancreatic, de alt fel ca i la bolnavii de pancreatit cronic. n intestin continu hidroliza glucidelor sub aciunea amilazei pancreatice pn la: maltoz, maltotrioz i dextrine.

Digestia are loc n marginea n perie a membranei enterocitale, enzimele nu sunt secretate n sucul intestinal. Maltoza, maltotrioza, dextrinele, dizaharidele ngerate strbat prin difuzie membranele enterocitelor, unde se va desvri digestia. Exist 7 dizaharidaze care desvresc digestia complexele: sucraza-izomaltaza, maltazaglicoamilaza, lactaza-florizin hidrolaza i trehalaza.

dextrinele sunt scindate de 1,6 glucozidaza (dextrinaza). Trehalaza hidrolizeaz trehaloza dizaharid rar ntlnit n alimentaie. Glucozidazele prezint adaptare n funcie de regimul alimentar lactaza este activ la nounscui i dispare dup ntreruperea regimului de alimentare.

Absorbia glucidelor: Monozaharidele rezultante (glucoza, galactoza, fructoza) sunt eliberate n vecintatea imediat a sistemelor de transport. Sunt necesari ionii Na+, Na+/K+ ATP-aza care elibereaz energia necesar pentru absorbie. Procesul de absorbie este activ prin fosforilare.

Fosforilarea este stimulat de vitaminele B1, C, metionina i hormonii suprarenali. Transportorul leag n locuri separate glucoza i Na+, glucoza prsete celula prin difuzie facilitat, Na+ este expulzat contra gradientului de concentraie prin intervenia enzimei Na+/K+ ATP-aza. Anabaena inhib enzima i respectiv transportul glucozei.

Monozaharidele ajung prin vena port la ficat. O parte se transform prin gliconeogenez n glicogen, iar alta (doar glucoza) trece n circulaie. Galactoza i fructoza sunt transformate n glucoz.

Glucoza sanguin este utilizat pentru: necesiti energetice; transformare la nivelul muchilor n glicogen.

Absorbia glucidelor depinde de prezena: Amilazei i a unei funcii pancreatice normale. Dizaharidazelor la nivelul enterocitului. Mucoasei intestinale normale cu mecanisme de transport active normale.

Transferul intracelular al glucozei:Strbate membrana celular n ambele sensuri fr consum de energie cu ajutorul unor transportatori pasivi. Transportatorii glucozei (Glu T) sunt o familie de glicoproteine transmembranare, codificate de diferite gene.

Fixarea glucozei pe faa extracelular a membranei determin o modificare conformaional a proteinei transportatoare, facilitnd trecerea i eliberarea glucozei n interiorul celulei. Exprimarea genetic a Glu T este dependent de tipul de esut i se deosebesc ntre ei prin afinitatea pentru glucoz, exprimat prin Km.

Tipurile de transportatori Glu T:a) GluT 1 sunt prepondereni la nivelul eritrocitelor,

placentei; Km 1 mmol, concentraie inferioar celei de glicemie, favoriznd intrarea glucozei n celule, chiar n condiii de hipoglicemie, n perioadele dintre mese. b) GluT 2 sunt prepondereni n ficat i pancreas, Km se cuprinde ntre 15 20 mmol, concentraie superioar celei de glicemie postprandial, ceea ce determin intrarea rapid a glucozei provenite din absorbia intestinal n hepatocite, n condiii de hiperglicemie; n caz contrar, n situaii de hipoglicemie ptrunderea glucozei n hepatocite este minim.

c) GluT 3 sunt prepondereni la nivelul

encefalului, placentei i au acelai caracteristici ca i GluT 1; d) GluT 4 sunt prepondereni la nivelul esutului adipos i muscular; Km 5 mmol, valoare apropiat de cea a glicemiei; sinteza i afinitatea lor pentru glucoz este reglat de ctre insulin; e) GluT 5 sunt prezeni n special la nivelul epiteliului intestinal, unde intervin i n transportul fructozei.

Reglarea exprimrii i afinitii transportatorilor: Este asigurat de insulin; Sensibilitatea la insulin este variabil n

dependen de esuturi: n ficat GluT 2 sunt numeroi i aparent independeni fa de concentraia insulinei plasmatice; randamentul funcionrii lor este mrit, nct concentraiile extra- i intracelulare ale glucozei se echilibreaz aproape instantaneu;

n esutul adipos i muscular GluT 4 sunt dependeni de insulin, care stimuleaz sinteza i afinitatea lor pentru glucoz, acesta fiind unul din cele mai importante mecanisme de reglare a metabolismului glucidic, deoarece transportorul intracelular al glucozei constituie etapa limitat de vitez a metabolizrii sale n aceste esuturi.

Patologiile medicale:Malabsorbia glucidelor cauzat de deficienele dizaharidazelor de la nivelul marginii de perie a enterocitelor; cel mai frecvent fiind deficitul ereditar al lactazei, manifestat prin intoleran la lactoz i la nou-nscui prin diaree n urma ingestiei de lapte. Malabsorbia congenital a glucozei i galactozei exprimat prin diaree sever, care poate cauza moartea prin deshidratare. Patologie cauzat de deficitul co-transportatorului glucoz-Na+.

esuturile necapabile de lactaieHO H CH2OH O H OH H H OH H + O UDP H HO CH2OH O H OH H H NH C UDP CH3 N-Acetil-D-glucozamina O OH H

UDP-D-galactoza

galactoziltransferaza

HO H

CH2OH O H OH H H OH

H O

H

CH2OH O H OH H H NH C CH3

OH H

D-Galactozil-N-acetil-D-glucozamina

O

Glicoproteina

Glanda mamar n perioada de lactaieHO H CH2OH O H OH H H OH H + O UDP HO H CH2OH O H OH H H OH OH H

UDP-D-galactoza alfa-lactalbumina galactoziltransferaza

D-glucoza

UDP

lactoz sintazaCH2OH O H OH H H H OH

HO H

O

H

CH2OH O H OH H H OH

OH H

D-Lactoza

Insulinorezistena periferic evideniat la nivelul celulelor musculare, unde GluT 4 rspund deficitar la secreia de insulin, ca urmare membranele celulare devin puin permiabile pentru glucoz, degradarea ei intracelular fiind diminuat.

Metabolismul glicogenuluiGlicogenul principala form de depozitare a

glucozei la mamifere; virtual este prezent n fiecare celul, fiind mai abundent n muchi i ficat. n muchi este depozitat sub form de granule (-particule) n citozol i R.E., n ficat totalitatea de -particule formeaz -particule vizibile la microscopul electronic. Greutatea molecular medie a glicogenului este de cteva milioane Da (10.000 50.000 resturi de glucoz pe molecul).

Granulele depozitate conin enzime necesare sintezei, degradrii i reglrii acestor ci. Coninutul glicogenului hepatic este dependent de disponibilitatea glucozei i a precursorilor n gluconeogenez. Ficatul este responsabil de meninerea nivelelor glucozei n snge. Glicogenul muscular difer mai puin la semnalele regimului alimentar, dar este dependent de ritmul contraciilor musculare.

Glicogeneza i glicogenoliza sunt ci metabolice separate care au numai o enzim n comun fosfoglucomutaza. Sinteza i degradarea glicogenului sunt reglate reciproc stimularea uneia inhib alta, viteza sintezei este invers proporional cu degradarea lui.

Mecanismul general de control este fosforilare/defosforilare sau dependent de efectorii alosterici (glucoza, Glu-6-P i nucleotidele: ATP, ADP, AMP, UDP). Reglarea metabolizmului glicogenului n ficat i muchi este diferit, care e dependent de receptorii respectivi.

Tyr194

Glicogenina

Protein-tirozinglicoziltransferaza (glicogenina)

UDP-glucoza1

UDP

Glicogenina

2

Glicogen sintaza

Glicogenina 3 Glicogen sintaza

UDP-glucoza UDP

UDP-glucozaGlicogen sintaza 4

UDP

UDP-glucozaGlicogen sintaza, enzima de ramificare a glicogenului 5

UDP

Glicogen sintaza

... ... ...

Particule de glicogen

Muchii:Glicogenul este combustibil pentru metabolismul anaerobic n explozia contraciei musculare. De altfel i epinefrina semnaleaz o necesitate n activitatea muscular. Glicogenul din muchi nu este o surs de glucoz pentru alte esuturi i nu e sensibil la nivelul glucozei n snge. GS muscular (340 kDa) tetramer cu subuniti identice care exist n cteva forme. GS A n forma activ defosforilat conine cel puin 9 resturi de serin la extremitile moleculei care pot fi fosforilate de PK.

Terminaii nereductoare

Legtura (16)

Glicogen PiGlicogen fosforilaza

o

o

o

o

o

o

o

o

Molecule de glucoz 1-fosfat

Activitate transferazic a enzimei ce hidrolizeaz structura ramificat

H2 OActivitate (16) glucozidazic a enzimei ce hidrolizeaz structura ramificat

Glucoz

Polimer (14) neramificat; substrat pentru viitoarea aciune fosforilazic

GF este reglat de fosforilaz kinaza care converteaz forma dimeric prin intermediul Mg2+ i fosforilrii a dou resturi de Ser n forma activ. Fosforilaz kinaza este un hexadecamer care are 4 subuniti diferite: 1) (Mm 145 kDa) sau (Mm 133 kDa); 2) (Mm 128 kDa); 3) (Mm 44,700 Da); 4) (Mm 16,000 Da).

Prezena subunitii sau depinde de esut; Stoichiometria este 4(sau 4)444. Activitatea FK are o cerin absolut pentru Ca2+ , care se leag de subunitatea .

Secvena de aminoacizi a acestei subuniti este aproape identic cu cea a calmodulinei, cu patru situsuri de legare a calciului. Dar spre deosebire de calmodulin, subunitatea este parte integr a enzimei i nu disociaz n absena Ca2+.

Metabolismului glicogenului n muchi

Insulina regleaz metabolismul glicogenului n muchi, ultimul este un loc major al absorbiei glucozei insulino-dependente; ce este mediat de GluT 4. Fixarea insulinei de receptor iniiaz cascada de reacii fosforilare/defosfor