METABOLISMUL GLUCIDIC cursul 1

Caz clinic

• Maria, 20 ani, a observat ca ori de cite ori bea lapte se balonează, are diaree şi colici abdominale. Aceste simptome nu le-a avut dintotdeauna, ci de vreo patru ani. A observat ca a început să le manifeste după ce a avut o parazitoză intestinală cu Giardia lamblia.

• Care este diagnosticul cel mai probabil?

• Explicaţi dpdv biochimic simptomatologia Mariei.

Digestia si absorbtia glucidelor

Digestia glucidelor ABC!

Lactose (milk) intolerance is caused by

deficiency of the enzyme Lactase

SOLUTIE CAZ CLINIC Ce se intimpla cu lactoza in intestinul unei persoane cu deficit de lactaza?

• Lactoza nu este hidrolizata in IS si ajunge intactă în colon. Microorganismele din colon fermenteaza lactoza la acid lactic- generează CH4, CO2 şi H2 (balonare)

• Dizaharidele acumulate + Acidul lactic = particule osmotic active – atrag apa in lumenul tubului digestiv şi produc diaree.

• Acidul lactic- iritant pentru mucoasa- dureri

• Acidul lactic- creste permeabilitatea mucoasei: absorbtie dizaharide care se elimina prin urina

Microscopie electronică Lactobacillus

(creaza un pH acid prin fermentarea glucozei la acid lactic)

ABSORBŢIA GLUCOZEI- via TRANSPORT ACTIV

SIMPORT

DIFUZIUNE

FACILITATĂ

ABC!

Căi de metabolizare a glucozei ABC!

Faza anabolică-faza catabolică

FAZA ANABOLICĂ

FAZA CATABOLICĂ

-bogăţie în substrat energogen (glucoză)

-sărăcie în substrat energogen (glucoză)

-postprandial

-interprandial, efort

-consumă glucoză drept combustibil (fac

glicoliză) TOATE ţesuturile, atât ţesuturile

glucodependente, cât şi ţesuturile

glucoindependente

-consumă glucoză drept combustibil (fac

glicoliză) DOAR ţesuturile glucodependente

(glucoză provine din glicogenoliză sau GNG)

- combustibilul principal: AG şi P

- guvernată de insulină - guvernată de glucagon, catecolamine

ABC!

Ţesuturi glucodependente= insulinoindependente

• SN

• Eritrocite

• Muschi in contractie

ABC!

Transportori care permit intrarea si iesirea glucozei din celule

• Familia GLUT1 –GLUT5

• 12 domenii transmembranare

Reglarea captării celulare a glucozei

• Ţesuturi glucodependente (SN, eritrocite): – GLUT-1 are afinitate mare (Km mic) pentru glucoză şi este

ÎNTOTDEAUNA saturat cu glucoză.

» Asigură permanent glucoză pentru SN şi eritrocite.

• Ficat: – GLUT-2 are afinitate mică (Km mare) pentru glucoză, dar

capacitate mare.

» Captează glucoză postprandial direct proporţional cu glicemia

• Mm & ţesut adipos: – GLUT-4 este sensibil la insulină

GLICOLIZA

(calea Embden Meyerhof)

-calea centrală de degradare a glucozei-

1922 Premiul Nobel pt cercetarea met. muscular, inclusiv descifrarea glicolizei

Otto Meyerhof

Caracteristicile glicolizei

• Faza anabolică

• Sediu: citoplasmă

• Proces puternic exergonic

• Rol: 1) furnizează ATP

2) furnizează intermediari pentru alte căi metabolice, ex:

- Pyr pentru reacţia Pyr Deh

- glicerol fosfat pentru sinteza TG

ABC!

ETAPELE GLICOLIZEI

1) Etapa hexozelor

(transformare gluc în fr-1,6-diP)

2) Scindarea fr-1,6-diP în 2 trioze

3) Etapa triozelor

(oxidarea triozelor la Pyr cu producerea de

ATP)

Fosforilarea glucozei- prima etapă din glicoliză necesară pentru rămanerea glucozei în celulă

HEXOKINAZA GLUCOKINAZA

Localizare Ţesuturi extrahepatice Ficat

KM KM mic (0.1mM)

=

Afinitate mare pentru glucoză

KM mare (10 mM)

=

Afinitate mică pentru glucoză

R e g l a r e

a l o s t e r i c ă

Este inhibată alosteric de

gluc-6-P şi AG

NU este inhibată de gluc- 6 - P

Este inhibată de fructozo- 6 - P ş i

s t i m u l a t ă d e f r u c t o z o - 1 - P ( ! A T S )

R e g l a r e

c a n t i t a t i v ă

E s t e i n d u s ă d e i n s u l i n ă

C o n d i ţ i i d e

l u c r u

L u c r e a z ă ş i l a c o n c e n t r a ţ i i m i c i

de glucoză ( esenţial pentru

ţesuturile glucodependente)

Lucrează D O A R l a c o n c e n t r a ţ i i

m a r i d e g l u c o z ă ( c u m s u n t c e l e

p o s t p r a n d i a l e d i n c i r c u l a ţ i a

p o r t a l ă ) ; r o l î n d e p o z i t a r e a

g l u c o z e i c a g l i c o g e n h e p a t i c

ABC!

Enzyme: Phosphoglucose isomerase

G-6P F-6p

Fosfofructokinaza-1

(FFK1)

-enzima cheie-

aldehyde carboxylic acid

Acyl phosphate

High phosphoryl- transfer potential

1,3 Bisphosphoglycerate

Formarea de ATP din 1,3 Bisfosfoglicerat

- Fosforilare la nivel de substrat-

Profit of ATP (x2)

Hexokinaza

FFK1

glucoză Glicoliza-SINTEZĂ

ATP

ADP

glucozo-6-P

fosfoglucozo izomeraza

fructozo-6-P

ATP

ADP

fructozo-1,6-bis-P

Aldolase

gliceraldehid-3-P + dihidroxiaceton-P (DHAP)

Triozo-P

Isomeraza CONTINUARE

ABC!

gliceraldehid-3-P dehidrogenaza

fosfoglicerat kinaza

enolaza

Pyr kinaza

gliceraldehid-3-P

NAD+ + Pi

NADH + H+

1,3-di-P-glicerat

ADP

ATP

3-P-glicerat

fosfoglicerat mutaza

2-P-glicerat H2O

fosfoenolpiruvat (PEP)

ADP

ATP

Pyr

Glycolysis

continued.

Recall that

there are 2

GAP per

glucose.

ABC!

Glucoză + 2Pi + 2 ADP + 2 NAD+

2 Pyr + 2 ATP + 2 NADH +2 H+ + 2 H20

Reactia globala de transformare a glucozei in piruvat:

Bilanţ energetic al glicolizei aerobe Consum = 2 ATP 1. glucoză + ATP glucozo-6-P 2. fructozo-6-P + ATP fructozo 1,6- di-P

Producere = 4 ATP + 2 NADH 1. 2x (gliceraldehid-3-P + 2Pi + 2NAD+)2x (1,3 di-P-glicerat+ 2 NADH) 2. 2x (1,3 di-P-glicerat) + 2 ADP 2x (3-P-glicerat) + 2 ATP 3. 2 PEP + 2 ADP 2 piruvat + 2 ATP

Net = 2 ATP si 2 NADH = 8 ATP

ABC!

Bilanţ energetic al glicolizei anaerobe Consum = 2 ATP 1. glucoză + ATP glucozo-6-P 2. fructozo-6-P + ATP fructozo 1,6- di-P

Producere = 4 ATP 1. 2x (gliceraldehid-3-P + 2Pi + 2NAD+)2x (1,3 di-P-glicerat+ 2 NADH) 2. 2x (1,3 di-P-glicerat) + 2 ADP 2x (3-P-glicerat) + 2 ATP 3. 2 PEP + 2 ADP 2 piruvat + 2 ATP

Net = 2 ATP (NADH se consuma in reactia LDH)

ABC!

Glicoliza anaerobă

Reactia catalizata de fosfofructokinaza 2 (FFK2) hepatică

FFK2 (sau PF-2-K) - enzima bifuncţională/bidomenială cu

rol în reglarea glicolizei hepatice-

INSULINA

Reglarea glicolizei REGLARE CALITATIVĂ

REGLARE

CANTI-

TATIVĂ

REGLARE ALOSTERICĂ

(control metabolic)

REGLARE

COVALENTĂ

(control hormonal)

+ - + (defosfo)

- + -

GK/HK Gluc6P

(doar HK)

+ gluc *transloc.

insulină glucagon insulină

FFK1 Fr2,6diP

AMP

ATP, citrat

(indică AG sau

CC disponibili)

insulină glucagon

PyrK Fr1,6diP

Feed-

forward+

ATP

acetilCoA

acilCoA

(indică AG sau

CC disponibili)

Ala (indică

proteoliză mm)

insulina glucagon Insulină

[gluc]

ABC!

Reglarea glicolizei

Întrebare

• O fetiţă de 10 ani se plinge de oboseală musculară în timpul orelor de educaţie fizică. Problemele se agravează dacă exerciţiile sunt realizate într-un spaţiu închis neaerisit. Analizele de laborator realizate înainte şi după activitatea fizică indică valori scăzute ale lactacidemiei. Deficitul cărei enzime ar putea conduce la o asemenea situaţie?

Cancer and glycolysis- induction of HIF-1

HIPOXIA, GLICOLIZA ANAEROBĂ ŞI CANCERUL