CALEA PENTOZ-FOSFAȚILOR

Faza oxidativă a căii pentoz-fosfaților

Izomerizarea ribulozo-5-fosfatului

Faza neoxidativă a căii pentoz-fosfaților

Faza neoxidativă a căii pentoz-fosfaților

Vedere de ansamblu asupra căii pentoz-fosfaților

Vedere de ansamblu asupra căii pentoz-fosfaților

Ecuația generală a căii pentoz-fosfaților

6 G-6-P + 12 NADP+ + 7 H2O → 5 F-6-P + 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+ + Pi

↕

5 G-6-P

Glucoză-6-P + 12 NADP+ + 7 H2O → 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+ + Pi

Interrelația dintre calea pentoz-P și glicoliză

Rolul NADPH în reducerea glutationului

Consecințele deficitului de glucozo-6-P dehidrogenază în eritrocit

Reglarea activității căii pentoz-fosfaților

METABOLISMUL GLICOGENULUI

Structura glicogenului

Glicogenogeneza

Sinteza glicogenului – formarea UDP-glucozei

Reacția glucozo-1-P uridil transferazei (UDP-glucoz-pirofosforilaza):

Sinteza glicogenului – reacția glicogen sintazei

Sinteza glicogenului pe molecula glicogeninei

Sinteza glicogenului – ramificarea moleculei

Glicogenoliza

Degradarea glicogenului – reacția glicogen fosforilazei

Degradarea glicogenului – deramificarea moleculei

Hidroliza G-6-P sub acțiunea G-6-fosfatazei în reticulul endoplasmic

Rolurile diferite ale glicogenului din ficat și din mușchi

Sinteza și degradarea glicogenului – vedere de ansamblu

Reglarea metabolismului glicogenului

Reglarea glicogenogenezei

Reglarea glicogenolizei

Activarea glicogenolizei de către adrenalină prin receptori α1-adrenergici

Activarea glicogenolizei musculare în cursul exercițiului fizic

Reglarea coordonată a sintezei şi degradării glicogenului în ficat

Calea acidului glucuronic

Sinteza acidului UDP-glucuronic și rolul său în conjugare

Rolurile acidului UDP-glucuronic

Structura glicozaminoglicanilor

Acidul hialuronic

Rolurile UDP-glucozei

SINTEZĂ A METABOLISMULUI GLUCIDIC

Glucoza ca sursă de energie:

Glucoza este o sursă de energie pentru toate ţesuturile

Unele țesuturi sunt gluco-dependente: creier, eritrocit, mușchi scheletic în activitate intensă

Glucoza este singurul combustibil care poate genera ATP în anaerobioză (prin fosforilare la nivel de substrat):

- muşchiul scheletic în activitate intensă

- hipoxie tisulară

- eritrocit

Alte substrate energogene (acizi graşi, corpi cetonici, aminoacizi) pot genera ATP numai în aerobioză, prin fosforilare oxidativă

Rolurile insulinei și glucagonului în reglarea căilor din metabolismul glucidic

Insulina - secretată de celulele β ale pancreasului endocrin, ca răspuns la creșterea glicemiei după prânzurile glucidice

Glucagonul - secretat de celulele α ale pancreasului endocrin, ca răspuns la scăderea glicemiei în perioadele interprandiale și în stările de post

Mecanisme de acțiune asupra enzimelor-cheie din căile metabolice:

a) Influenţarea reglării covalente a activităţii enzimatice

- glucagonul → activarea protein kinazei A → fosforilarea enzimelor

- insulina → activarea protein fosfatazei-1 → defosforilarea enzimelor

b) Modificarea cantităţii enzimelor în celule prin inducţie-represie

Perioada postprandială

Glicemia ↑ → stimulează secreţia de insulină → raport insulină/glucagon ↑

Căi metabolice active:

Toate ţesuturile utilizează glucoza ca sursă de energie, prin glicoliză

În ficat şi muşchi are loc depozitarea glucozei sub formă de glicogen

În unele ţesuturi are loc metabolizarea glucozei pe calea pentoz-fosfaţilor → sinteză de NADPH şi riboză-5-fosfat

Perioada postprandială

Efectele insulinei: activează procesele care consumă glucoza plasmatică - glicoliza

- sinteza de glicogen inhibă procesele care produc glucoză - gluconeogeneza

- degradarea glicogenului Mecanisme: ↑ captarea glucozei în ţesuturi (muscular şi adipos) - ↑ nr. GLUT4 în membrană ↑ cantitatea de fructoză-2,6-difosfat (în ficat) →

(+) fosfofructokinaza-1 => ↑ glicoliza

(–) fructozo-1,6-disfosfataza => ↓ gluconeogeneza Inducţia enzimelor-cheie ale glicolizei (glucokinaza) Represia enzimelor-cheie ale gluconeogenezei (+) protein fosfataza-1 → defosforilarea:

- glicogen sintazei → (+) => ↑ glicogenogeneza

- glicogen fosforilazei → (–) => ↓ glicogenoliza

  Rezultat: scăderea glicemiei → readucerea sa la normal (la aproximativ 2 ore după

prânzul glucidic)

Perioada interprandială

Glicemia ↓ → este stimulată secreţia de glucagon → raport insulină/glucagon ↓

Căi metabolice active:

Glucoza este consumată, ca sursă de energie, numai de către ţesuturile gluco-dependente

Ficatul produce glucoză prin - degradarea glicogenului

- gluconeogeneză

Glucoza produsă este eliberată în sânge → captată de ţesuturile gluco-dependente

Perioada interprandială

Efectele glucagonului: activează procesele care produc glucoză - gluconeogeneza

- degradarea glicogenului inhibă procesele care consumă glucoza plasmatică - glicoliza

- sinteza de glicogen Mecanisme: ↓ cantitatea de fructoză-2,6-difosfat (în ficat) →

(+) fructozo-1,6-disfosfataza => ↑ gluconeogeneza

(–) fosfofructokinaza-1 => ↓ glicoliza Inducţia enzimelor-cheie ale gluconeogenezei ↑ cantitatea de AMPc în celulele hepatice → activarea protein kinazei A →

fosforilarea:

- glicogen fosforilazei → (+) => ↑ glicogenoliza

- glicogen sintazei → (–) => ↓ glicogenogeneza

Rezultat: creşterea glicemiei → menţinerea sa la un nivel constant în condiţiile lipsei aportului exogen de glucoză

Efectele insulinei şi glucagonului asupra metabolismului glucidic

Procesmetabolic

INSULINA GLUCAGONUL

Efect Mecanism Efect Mecanism

Glicoliza ↑ (+) fosfofructokinaza-1inducţia enzimelor-cheie

↓ (–) fosfofructokinaza-1

Gluconeogeneza ↓ (–) fructozo-1,6-disfosfatazarepresia enzimelor-cheie

↑ (+) fructozo-1,6-disfosfatazainducţia enzimelor-cheie

Glicogenogeneza ↑ (+) glicogen sintaza ↓ (–) glicogen sintaza

Glicogenoliza ↓ (–) glicogen fosforilaza ↑ (+) glicogen fosforilaza

Bibliografie

• David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry. 5th edition, 2008.

• Colleen Smith, Allan D. Marks, Michael Lieberman. Mark’s Basic Medical Biochemistry: A Clinical Approach. 2nd edition, 2004.

• Robert K Murray, Darryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell. Harper’s Illustrated Biochemistry. 27th edition, 2006.

• Pamela C. Champe, Richard A Harvey, Denise R. Ferrier. Lippincott’s Illustrated Reviews – Biochemistry. 4th edition, 2007.

• Reginald H. Garrett, Charles M. Grisham. Biochemistry. 2nd edition, 1999.

• Mary K. Campbell, Shawn O. Farrell. Biochemistry. 6th edition, 2007.