73 Metabolismul Gl
-
Upload
anastasiababileva -
Category
Documents
-
view
267 -
download
0
Transcript of 73 Metabolismul Gl
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
1/129
Metabolismul glucidelor
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
2/129
n alimentaie glucidele sunt reprezentate de:polizaharide (60%), dizaharide (30)% i
monozaharide.Monozaharidele pot fi absorbite ca atare, dii
polizaharidele se supun n prealabil hidrolizei.
n cavitatea bucala amilaza salivar iniiazdigestia glucidelor, care va continua n stomac, aici
enzima este protejat un anumit timp de amidonul
ngerat.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
3/129
n stomac polizaharidele se transform n
proporie 35 48 %.Amilaza salivar la nou-nscui are rol importantla insuficiena secreiei de amilaz pancreatic, dealt fel ca i la bolnavii de pancreatit cronic.
n intestin continu hidroliza glucidelor subaciunea amilazei pancreatice pn la: maltoz,maltotrioz i dextrine.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
4/129
Digestia are loc n marginea n perie a
membranei enterocitale, enzimele nu sunt
secretate n sucul intestinal.
Maltoza, maltotrioza, dextrinele, dizaharidelengerate strbat prin difuzie membranele
enterocitelor, unde se va desvri digestia.
Exist 7 dizaharidaze care desvresc digestia -complexele: sucraza-izomaltaza, maltaza-
glicoamilaza, lactaza-florizin hidrolaza itrehalaza.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
5/129
dextrinele sunt scindate de 1,6glucozidaza
(dextrinaza).Trehalaza hidrolizeaz trehaloza dizaharid rarntlnit n alimentaie.
Glucozidazele prezint adaptare n funcie deregimul alimentarlactaza este activ la nou-nscui i dispare dup ntreruperea regimului dealimentare.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
6/129
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
7/129
Fosforilarea este stimulat de vitaminele B1, C,metionina i hormonii suprarenali.
Transportorul leag n locuri separate glucozai Na+, glucoza prsete celula prin difuziefacilitat, Na+este expulzat contra gradientuluide concentraie prin intervenia enzimeiNa+/K+ATP-aza.
Anabaena inhib enzima i respectivtransportul glucozei.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
8/129
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
9/129
Monozaharidele ajung prin vena port la ficat.
O parte se transform prin gliconeogenez nglicogen, iar alta (doar glucoza) trece ncirculaie.
Galactoza i fructoza sunt transformate nglucoz.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
10/129
Glucoza sanguin este utilizat pentru:
necesiti energetice;
transformare la nivelul muchilor n glicogen.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
11/129
Absorbia glucidelor depinde de prezena:
Amilazei i a unei funcii pancreatice normale.
Dizaharidazelor la nivelul enterocitului.
Mucoasei intestinale normale cu mecanisme detransport active normale.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
12/129
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
13/129
Fixarea glucozei pe faa extracelular amembranei determin o modificare
conformaional a proteinei transportatoare,facilitnd trecerea i eliberarea glucozei ninteriorul celulei.
Exprimarea genetic a Glu T este dependent detipul de esut i se deosebesc ntre ei prinafinitatea pentru glucoz, exprimat prin Km.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
14/129
Tipurile de transportatori Glu T:
a) GluT 1sunt prepondereni la nivelul eritrocitelor,
placentei; Km 1 mmol, concentraie inferioarcelei de glicemie, favoriznd intrarea glucozei ncelule, chiar n condiii de hipoglicemie, nperioadele dintre mese.
b) GluT 2sunt prepondereni n ficat i pancreas,Km se cuprinde ntre 1520 mmol, concentraiesuperioar celei de glicemie postprandial, ceeace determin intrarea rapid a glucozei provenite
din absorbia intestinal n hepatocite, n condiiide hiperglicemie; n caz contrar, n situaii dehipoglicemie ptrunderea glucozei n hepatociteeste minim.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
15/129
c) GluT 3sunt prepondereni la nivelulencefalului, placentei i au acelai caracteristici
ca i GluT 1;d) GluT 4sunt prepondereni la nivelul esutului
adipos i muscular; Km 5 mmol, valoare
apropiat de cea a glicemiei; sinteza iafinitatea lor pentru glucoz este reglat dectre insulin;
e) GluT 5sunt prezeni n special la nivelulepiteliului intestinal, unde intervin i ntransportul fructozei.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
16/129
Reglarea exprimrii i afinitii
transportatorilor:
Este asigurat de insulin;
Sensibilitatea la insulin este variabil n
dependen de esuturi:
n ficat GluT 2sunt numeroi i aparentindependeni fa de concentraia insulinei
plasmatice; randamentul funcionrii lor este mrit,nct concentraiile extra- i intracelulare aleglucozei se echilibreaz aproape instantaneu;
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
17/129
n esutul adipos i muscular GluT 4suntdependeni de insulin,care stimuleaz sinteza
i afinitatea lor pentru glucoz, acesta fiindunul din cele mai importante mecanisme de
reglare a metabolismului glucidic, deoarece
transportorul intracelular al glucozei constituieetapa limitat de vitez a metabolizrii sale naceste esuturi.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
18/129
Patologiile medicale:
Malabsorbia glucidelorcauzat de deficienele
dizaharidazelor de la nivelul marginii de perie aenterocitelor; cel mai frecvent fiind deficitul
ereditar al lactazei, manifestat prin intoleran la
lactoz i la nou-nscui prin diaree n urmaingestiei de lapte.
Malabsorbia congenital a glucozei i galactozei
exprimat prin diaree sever, care poate cauzamoartea prin deshidratare. Patologie cauzat dedeficitul co-transportatorului glucoz-Na+.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
19/129
O
O UDP
CH2OH
H
H
H
HHOH
OH
HOO
CH2OH
HH
H
HHOH
HO OH
NH
C O
CH3
+
UDP-D-galactoza
N-Acetil-D-glucozamina
UDPgalactozil-
transferaza
O
CH2OH
H
H
HH
HOH
HO O
CH2OH
H
H
HHOH
OH
NH
C O
H
O
OH
CH3
D-Galactozil-N-acetil-D-glucozamina
Glicoproteina
esuturile necapabile de lactaie
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
20/129
Glanda mamar n perioada de lactaie
O
O UDP
CH2OH
H
H
HH
H
OH
OH
HOO
CH2OH
H
H
H
H
H
OHHO
OH
+
UDP-D-galactoza D-glucoza
UDP
galactozil-
transferaza
O
CH2OH
H
H
HH
HOH
HO
O
CH2OH
H
HHOH
OHH
OH
O
alfa-lactalbumina
lactoz sintaza
OH
H OH
D-Lactoza
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
21/129
Insulinorezistena perifericevideniat lanivelul celulelor musculare, unde GluT 4
rspund deficitar la secreia de insulin, ca
urmare membranele celulare devin puinpermiabile pentru glucoz, degradarea eiintracelular fiind diminuat.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
22/129
Metabolismul glicogenului
Glicogenulprincipala form de depozitare a
glucozei la mamifere; virtual este prezent nfiecare celul, fiind mai abundent n muchi ificat.
n muchieste depozitat sub form de granule(-particule) n citozol i R.E., n ficat totalitateade -particule formeaz -particule vizibile la
microscopul electronic.Greutatea molecular medie a glicogenului este
de cteva milioane Da (10.00050.000 resturide glucoz pe molecul).
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
23/129
Granulele depozitate conin enzime necesare
sintezei, degradrii i reglrii acestor ci.Coninutul glicogenului hepatic este dependentde disponibilitatea glucozei i a precursorilor n
gluconeogenez. Ficatul este responsabil demeninerea nivelelor glucozei n snge.
Glicogenul muscular difer mai puinla
semnalele regimului alimentar, dar estedependent de ritmul contraciilor musculare.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
24/129
Glicogeneza i glicogenoliza sunt cimetabolice separate care au numai o enzim ncomunfosfoglucomutaza.
Sinteza i degradarea glicogenului sunt reglatereciprocstimularea uneia inhib alta, viteza
sintezei este invers proporional cudegradarea lui.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
25/129
Mecanismul general de control estefosforilare/defosforilare sau dependent de
efectorii alosterici (glucoza, Glu-6-P i
nucleotidele: ATP, ADP, AMP, UDP).Reglarea metabolizmului glicogenului n ficat imuchi este diferit, care e dependent dereceptorii respectivi.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
26/129
Glicogenina
Tyr194
UDP-glucoza
UDP
Protein-tirozin-
glicoziltransferaza
(glicogenina)
1
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
27/129
Glicogen sintaza2
Glicogenina
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
28/129
UDP-glucoza
UDP
3
Glicogenina
Glicogen sintaza
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
29/129
UDP-glucoza
UDP
4Glicogen sintaza
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
30/129
UDP-glucoza
UDP
Glicogen sintaza,
enzima de ramificare
a glicogenului
5
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
31/129
...
...
...
Particule de glicogen
Glicogen sintaza
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
32/129
Muchii:Glicogenul este combustibil pentru metabolismulanaerobic n explozia contraciei musculare.
De altfel i epinefrina semnaleaz o necesitate nactivitatea muscular.Glicogenul din muchi nu este o surs de glucoz
pentru alte esuturi i nu e sensibil la nivelulglucozei n snge.GS muscular (340 kDa) tetramer cu subunitiidentice care exist n cteva forme. GS A n
forma activ defosforilat conine cel puin 9resturi de serin la extremitile moleculei carepot fi fosforilate de PK.
Legtura (16)
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
33/129
o o o o o
o o o
Terminaii nereductoareLegtura (1 6)
Glicogen
Gli cogen fosfori laza
Molecule de glucoz 1-fosfat Activitate transferazic a enzimeice hidrolizeaz structura ramificat
Pi
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
34/129
Activitate (16) glucozidazic
a enzimei ce hidrolizeaz
structura ramificat Glucoz
Polimer (14) neramificat;
substrat pentru viitoarea aciune fosforilazic
H2O
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
35/129
GF este reglat de fosforilaz kinaza care
converteaz forma dimeric prin intermediulMg2+i fosforilrii a dou resturi de Ser nforma 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).
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
36/129
Prezena subunitii sau depinde de esut;Stoichiometria este 4(sau 4)444.Activitatea FK are o cerin absolut pentruCa2+, care se leag de subunitatea .
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
37/129
Secvena de aminoacizi a acestei subunitieste 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 nudisociaz n absena Ca2+.
Metabolismului glicogenului n muchi
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
38/129
Metabolismului glicogenului n muchi
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
39/129
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
40/129
Insulina regleaz metabolismul glicogenului nmuchi, ultimul este un loc major al absorbiei
glucozei insulino-dependente; ce este mediatde GluT 4.
Fixarea insulinei de receptor iniiaz cascada
de reacii fosforilare/defosforilare.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
41/129
Reglarea metabolismului glicogenului n ficat:
El este rezerva imediat de Glu pentru alte
esuturi metabolismul crora este dependentde meninerea concentraiei de glucoz nsnge.
GluT 2 nu este reglat de insulin concentraiaGlu n snge i hepatocite sunt egale.
n perioadele de foame (post n ajun), exerciii
fizice moderate, stresul, ocul hipovolemiceste stimulat glicogenoliza.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
42/129
La foame ndelungat gluconeogeneza menineconcentraia glucozei n snge.
n timpul realimentrii rezervele de glicogen suntrestabilite prin G-6-P obinut n gluconeogenez(AA, glicerol, propionat).
Regleaz fenomenele glucagonul, vasopresina,angiotensina II, adrenalina.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
43/129
Controlul strii fosforilare/defosforilare este
mediat de Ca2+, cAMP, concentraia glucozei.Creterea postprandial a Glu n sngecontribuie la inhibarea glicogenolizei i
activarea sintezei.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
44/129
Bolile dedepozitare aglicogenului
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
45/129
I.Boala von Gierke(glicogenoza hepatorenal):
Tip A
deficien de glucozo-6-fosfataz n ficat,intestin i rinichi;
structura glicogenului este normal;
hipoglicemie cauzat hormonal, cetoz;
galactoza i fructoza nu sunt convertite laglucoz.
Tip B
deficiena transportorului glucozo-6-fosfatuluin membrana microzomal a hepatocitului;
structura glicogenului este normal;
cl inic identic cu tipul A.
Ti C
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
46/129
Tip C
deficiena transportului fosfatului n membrana
microzomal a hepatocitului; structura glicogenului este normal;
cl inic identic cu tipul A.
Tip D
deficiena transportorului GluT 7
structura glicogenului este normal;
cl inic identic cu tipul A.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
47/129
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
48/129
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
49/129
IV.Maladia Andersen (deficiena de ramificare,
amilopectinoz):
deficiena enzimei de ramifiere (1,41,6)-transglucozilazei;
structura glicogenului este anormal: lan
foarte lung intern i neramificat extern;
boal rar, dificil de recunoscut;
depozitarea glicogenului anormal;
progreseaz ciroza hepatic i evoluia este
fatal pn la vrsta de 20 ani.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
50/129
V.Boala McArdle:
deficiena glicogen fosforilazei musculare
(miofosforilaz);
structura glicogenului este normal;
coninut mrit a glicogenului muscular (2,5-4,1%, n norm 0,2-0,9%);
nivel sczut n snge a lactatului i piruvatului
dup exerciii, scderea pH-ului nu are loc.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
51/129
mioglobinurie dup exerciii intense,slbiciune temporar i crampe ale muchilor
scheletali;
rspuns hiperglicemic normal la epinefrin
(datorit enzimei hepatice normale);
pronostic bun.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
52/129
VI.Boala Hers:
deficiena glicogen fosforilazei hepatice
(hepatofosforilaza);
structura glicogenului este normal;
este o form atenuat a afeciunii von Gierke;
hepatomegalie glicogenic;
hipoglicemie i cetoz blnd.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
53/129
VII.Maladia Tarui:
insuficiena fosfofructokinazei musculare;
structura glicogenului este normal;
tablou cl inic similar cu maladia McArdle;
sunt afectate i eritrocitele ce determin ohemoliz intens;
are loc acumularea lactatului;
nu este complet clar de ce acest defect rezultprin creterea depozitrii glicogenului.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
54/129
VIII.Glicogenoza de tip VIII:
reducerea activrii fosforilazei n hepatocite
i leucocite;
structura glicogenului este normal;
hepatomegalie, creterea depozitrii
glicogenului hepatic;
etiologie neclar.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
55/129
Deficitul de glicogen sintaz
se caracterizeaz prin: hipoglicemie,
amplificarea cetogenezei, retard de cretere,
deces precoce;
Deficitul de fosforilaz kinaz
(glicogenoz de tip IX) i deficitul de
proteinkinaz (glicogenoza de tip X)
se caracterizeaz prin hipoglicemie i
hepatomegalie.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
56/129
Majoritatea glicogenozelor sunt afeciuniereditare ce duc la acumularea glicogenului
n esuturi i afectarea metabolismului
glucidic, cu generarea simptomelor clinice
ca: hepatomegalie, hipoglicemie, hipotonie
muscular, deficit energetic n caz de efort
fizic.
Glicoliza (Calea Embden Mejerhof)
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
57/129
Glucoza
Glucoza6 fosfat
2
Fructoza6 fosfat
Glicoliza (Calea Embden-Mejerhof)
OH
OH
OHH
HOH
H
OH
H1
23
4
5
6
CH2HO
O
HO
H
OH
CH2 OH
OH
H
H
CH2OP
OH
OH
OHH
HOH
H
OH
H1
23
4
5
6
CH2OP
ATP
ADP
1
Fructoza 6 fosfat O CH2 OHCH2OP
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
58/129
Fructoza6 fosfat OHO
H
OH
2
OH
H
H
CH2O
ATP
ADP
3
O
HO
H
OH
CH2 O
OH
H
H
CH2OP P
Fructoza1,6 bifosfat
Gliceraldehida3 fosfat
+
Dihidroxiaceton fosfat
4
P O CH2 CH C
O
HOH
P O CH2 C
O
CH2OH
5
5
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
59/129
P O CH2 CH C
O
HOH
Gliceraldehid 3fosfat (2)
1,3Bifosfoglicerat (2)
3Fosfoglicerat (2)
2 Pi
2 NADH+
2 NADH + H+
6
P O CH2 CH C
O
OHO P
2 ADP
2 ATP
7
P O CH2 CH C
O
OH O-
8 O
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
60/129
2Fosfoglicerat (2)
Fosfoenolpiruvat (2)
Piruvat
8CH2 C
O
O-O
P
CH
OH
2 H2O
9
CH2 C
O
O-O
P
CH
2 ADP
2 ATP
10
CH2 C
O
O-
C
O
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
61/129
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
62/129
Dar totui nivelul insulinei sintetizat este multdiminuat ca urmare a deficitului energetic la
nivelul beta celulelor din pancreas.
n ficat se diminueaz glicogenogeneza i seamplific gluconeogeneza, ca rspuns lamicorarea glicolizei.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
63/129
Deficitul piruvat kinazei:
Blocheaz fluxul intermediarilor la nivelulglicolizei.
Clinic apar anemii hemolitice ereditare,
datorit imposibilitii desfurrii glicolizei neritrocite.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
64/129
Enolaza:
Este inhibat sub aciunea florurei de sodiu,care acioneaz ca inhibitor competitiv,blocnd glicoliza i producerea acidului lactic
n hematii. Efectul inhibitor se datoreazformrii unui complex ntre P, Mg2+, NaF.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
65/129
Deficitul piruvat dehidrogenazei sau blocarea
lanului respirator mitocondrial:
Antreneaz acumularea excesiv a aciduluipiruvic cu genez glicolitic, care va ficonvertit n acid lacticcu apariia acidozeirespective, primar sau secundar.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
66/129
Deficitul ereditar a LDH:
Cauzeaz apariia unor miopatii metabolice,manifestate prin reducerea nivelului seric al
lactatului i intoleran la efort fizic.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
67/129
Distribuia izoenzimelor tisulare ale LDH:
LDH1i LDH2sunt principalele izoforme ninim, rinichi, creier i eritrocite.
LDH3i LDH4predominante n glandeleendocrine, splin, timus, leucocite i trombocite;
LDH4i LDH5preponderent se afl n ficat imuchii scheletici.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
68/129
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
69/129
Infarctul pulmonar:Se majoreaz LDH2i LDH3.
Afeciuni ale ficatului i muchilor:
Se depistez valori majore ale LDH5.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
70/129
HO C
O
O-+CH3 C
O
C
O
O-
ATP
ADP + Pi
Oxaloacetat
Bicarbonat Piruvat
piruvat
carboxilaza
Oxaloacetat
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
71/129
C
O
O-
CH2 C
O
O
-O
C
+
Guanozina O
O
P
O-
O P
O-
O
P
O-
O
O
O-
GTP
GDP
CO2
CH2 C COO-
O PO32-
Fosfoenolpiruvat
FEP
carboxikinaza
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
72/129
Acidoza lactic primar:
Sindrom metabolic caracterizat prin acumularea
acidului lactic n snge (valori mai mari de 5
mmol/L), concomitent cu scderea pH-uluisanguin sub 7.2.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
73/129
Cauzele apariiei acidozei lactice:
deficit ereditar al PDH sau carena vitamineiB1;
imposibilitatea regenerrii formei oxidate acoenzimei NAD+la nivelul LRmt prin dificitul
unei componente sau blocarea FO;
producerea excesiv de NADH (intoxicaie cualcool);
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
74/129
deficitul enzimelor gluconeogenezei (piruvat
carboxilaza, glucozo-6-fosfataza);
accelerarea glicolizei anaerobe (efort fizic
prelungit);
P d if i d
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
75/129
Preponderent se manifest n perioadaneonatal, se caracterizeaz prin deficit
energetic tisular n special n organele cuactivitate metabolic intens (insuficienhepatorenal, encefalopatie metabolic).
Tratamentul vizeaz administrarea substanelornutritive de natur lipidic a cror oxidare esteindependent de CPDH.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
76/129
Acidoza lactic secundar:Se ntlnete n situaiile caracterizate prinhipoxie sau anoxie prelungit (oc, hipoperfizie,
insuficien cardiovascular).n carenele de vitamin B1.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
77/129
GluconeogenezaAlanina
Piruvat
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
78/129
Gluconeogeneza
Alanina Piruvat
CO2ATP
ADP
Oxaloacetat
NADH
NAD+
Malat
Malat
MITOCONDRIE
NADH
NAD+
Oxaloacetat
GTP
GDP
CO2
Fosfoenolpiruvat
ADP
ATP
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
79/129
Fructoza 6 fosfat
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
80/129
Fructoza 6 - fosfat
Glucoza 6 - fosfat
Glucoza
PiATP
ADP
Glucoza 1 - fosfat
Glicogen
UTP
UDP
Gluconeogeneza:
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
81/129
g
Glucombustibil predominant pentru celulele
dependente de metabolismul anaerob, lipsite demitocondrii i esuturi (creier) care n modnormal nu pot folosi alt combustibil metabolic.
Creierul nu poate utiliza acizii grai, deoarece eisunt fixai de albumina seric i nu trec prinbariera hematoencefalic.
C ii t i i t b tibili lt ti i
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
82/129
Corpii cetonici sunt combustibili alternativi.
Coninutul de glicogen n creier este mic n
comparaie cu necesitile lui gluconeogeneza este un proces esenial pentrusupravieuire.
Gluconeogeneza micorat duce lahipoglicemie, cu o daun ireversibil pentrucreier, nivelul de glucoz mai jos dect 2,2
mmol/L la aduli, i 1,7 la nou-nscuireprezint o hipoglicemie sever.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
83/129
Un nivel sczut de glucoz este rezultatul:
Utilizrii glucozei sau producerii ei sczute, sau aambelor cauze.
Utilizarea mrit apare n hiperinsulinemie
secundar.La o nsrcinat diabetic, hiperglicemia mamei
duce la hiperglicemia ftului, care cauzeaz
hiperinsulinemie neonatal a ftului.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
84/129
Insuficiena de glucocorticoizi, glucagon sauhormonului de cretere i a maladiei severe a
ficatului pot produce hipoglicemie, graiemicorrii gluconeogenezei.
Consumul de alcool poate fi cauza hipoglicemiei,
acetaldehida format inhib fosforilareaoxidativ, promoveaz glicoliza i inhibgluconeogeneza; hipoglicemie i acidoza lactic
sunt trsturi caracteristice a alcoolismuluicronic.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
85/129
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
86/129
Clinic se depistez hipoglicemie, acidoz lactic,hipotonie, hepatomegalie.
Tratamentul este simptomatic, de susinere.
Deficiena F-1,6-DP motenit autosomal recesivafecteaz sever gluconeogeneza cauzndhipoglicemie, cetoz i acidoz lactic.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
87/129
Deficitul G-6-P-aza, enzim comungluconeogenezei i glicogenolizei este
responsabil de boala von Gierke.Acumularea de G-6-P are ca consecin sintezaexcesiv a glicogenului n ficat i rinichi,
activarea untului pentozofosfat cu producereamasiv de R-5-P, i implicit de nucleotidepurinice avnd n consecin hiperuricemia.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
88/129
Reglarea hormonal a
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
89/129
nivelului glucozei n snge:
Un rol unic i aparine insulinei hormon cefaciliteaz depozitarea tuturor tipurilor de bazale substanelor energetice.
Este unicul hormon secreia cruia estedependent de nivelul glucozei sanguine.
Toi ceilali hormoni necesit ca excitani o
hipoglicemie vdit sau intercalarea semnalelorde tipul stresului, raiei alimentare proteice,efortului fizic.
Adrenalina, glucagonul, cortizolul,
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
90/129
, g g , ,
somatotropina, tiroxinaaccelereaz utilizareade energie, mresc nivelul glucozei prinurmtoarele mecanisme:
glucagonul amplific glicogenoliza igluconeogeneza;
cortizolul faciliteaz gluconeogeneza iblocheaz absorbia glucozei;
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
91/129
catecolaminele favorizez glicogenoliza iblochez absorbia glucozei;
somatotropina inhib absorbia glucozei;
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
92/129
Patologii medicale:
Insulinorezistena perifericsindrombiochimic caracterizat prin creterea marcat asintezei de insulin n pofida unui nivel normalal glicemiei, cauzat de unele mutaii ale genei cecodific receptorul de insulin; apareimposibilitatea transmiterii intracelulare amesajului hormonal.
Aceast categorie include diverse afeciuni
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
93/129
Aceast categorie include diverse afeciuniereditare cum ar fi: diabetul lipoatrofic infantil,
diferite forme de obezitate, sindromulDonahue (dismorfism facial, caexie, retardmintal, hipotrofie statural) sau diverse
tulburri endocrine. O mutaie la nivelul situsului de scindare aprecursorului insulinei genereaz creterea
marcat a proinsulinei n circulaie, ndetrimentul insulinei active.
Diabetul zaharatsunt descrise mai multe tipuri:
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
94/129
Tip Iinsulinodependent: este cauzat de deficitulinsulinei, consecina unor mecanisme autoimune(este depistat prezena anticorpilor anticelulei );boala debuteaz timpuriu, se manifest prindeficitul total a insulinei, concomitent cu
degenerarea marcat a celulelor .
Tip IInon-insulinodependentafeciunemultifactorial, relativ frecvent este asociat
frecvent cu obezitate, insulinorezistena periferici perturbarea metabolismului lipidic.
Tip MODY - 2o afeciune ereditar
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
95/129
monogenic provocat de deficitul glucokinazei;se observ diminuarea glicolizei i aglicogenogenezei n ficat, ceea ce determinactivarea gluconeogenezei.
Secundarse desemneaz n pancreatite cronicesau n alte afeciuni care lizeaz integritateapancreasului.
Secundar cu exces de hormoni hiperglicemici
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
96/129
n afeciunile endocrine, caracterizate prinhipersecreia de catecolamine, cortizol,somatotropina; aceste sindroame sunt nsoitede insulinorezisten periferic.
Gestaionaldebuteaz pe parcursul sarcinii ipoate evalua spre instalarea diabetului zaharat,
reducerea toleranei la glucoz.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
97/129
C O
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
98/129
HCOH
HOCH
HCOH
HC
CH2OPO32-
O
C O
6Fosfo-Glucono--Lacton
H2O
Mg2+lactonaz
C
O-O
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
99/129
HCOH
HCOH
HOCH
HCOH
CH2OPO32-
C
6Fosfo-Gluconat
NADP+
NADPH + H+
CO2
Mg2+
6fosfogluconat
dehidrogenaz
CH OH CHO
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
100/129
HCOH
HCOH
CH2OPO32-
C O
CH2OH
HCOH
HCOH
CH2OPO32-
CHO
HCOH
DRibulozo-5-fosfat DRibozo-5-fosfat
Fosfopentoz izomeraz
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
101/129
reaciile nonoxidative ale cii pentozofosfat
Xiluloza 5-fosfat
Sedoheptuloza 7-fosfat
Gliceraldehida 3-fosfat Eritroza 4-fosfat
Xiluloza 5-fosfat Gliceraldehida 3-fosfat
Fructoza 6-fosfat
Glucoza 6-fosfatFructoza 6-fosfatRiboza 5-fosfat
trancetolaza transaldolaza
trancetolaza
fosfohexoz
izomeraza
fr uctoza 1,6-
bifosfataza
aldolaza
tr ioza fosfat
izomeraza
HMS i l l l ii l l i
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
102/129
HMS i celulele roii ale sngelui:
untul este foarte activ n eritrocite.NADPH format protejeaz AGN de interaciuneaanormal cu O2(n membran) i asigur gradulde oxidare a Fe2+n Hb.
La insuficiena de G-6-P-DH apare o hemolizpatologic, determinat de gradul mic de reducerea glutationului; n consecin eritrocitele suntexpuse la efectele nocive ale radicalilor liberi.
Deosebit de activ este untul n celulelef it d l li b t iil i
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
103/129
fagocitare unde are loc liza bacteriilor icelulelor anormale.
NADPH + 2O2 2O2-+NADP++ H+
Enzima este o NADP-oxidaz; n fagolizozomianionul superoxid genereaz spontan H2O2,
substrat pentru mieloperoxidaz, prezent ngranulele neutrofile primare, n prezenametalelor H2O2i anionul superoxid va generaradicalul hidroxil i oxigenul singlet (O2).
2O2- + 2H+ H2O2+ O2 (SOD)
O2- + H2O2 O2+ OH- + OH
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
104/129
Radicalul hidroxil (OH) este foarte activ i va
oxida diferite molecule.untul din eritrocite este singura surs deNADPH.
Intr n componena glutation reductazei undeelectronul se transfer de la NADPH la FAD, apoila punile disulfidice n subunitate i apoi peglutationul oxidat.
GR reprezint un dimer cu o mas molecular de50 kD Fi b it t t tit it di 3
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
105/129
50 kDa. Fiecare subunitate este constituit din 3domenii structurale: fixatori de FAD, NADPH i
domeniul intermediar.Relaia GSH/G-S-S-G n condiii normale este500.
GSH joac un rol deosebit n procesele dedetoxicaie, este utilizat n inactivareapotenialului de distrugere a peroxizilor organicii a H2O2, rezultant al aciunii SOD.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
106/129
Defectele genetice n activitatea -glutamil
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
107/129
g gcistein sintazei i glutation sintazei sunt
cauzele anemiilor hemolitice. De asemeneadeficienile nutriionale n riboflavin sauseleniu determin anormaliti n metabolismulglutationului.
O ameliorare parial se obine la utilizareavitaminei E i antioxidanilor.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
108/129
Acidul glucuronicO
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
109/129
O
HOO P
CH2OH
OH
OH
O
O
1
2
3
4
5
6
O N
NH
O
OHHO
P O CH2
O
O- O-
UDP glucoza
H2O
H+
2NAD
+
2NADH +2H+
UDP - glucozo - dehidrogenaza
O
HO
O POH
OH
O
O1
2
3
4
5
6
ON
NH
O
O
OHHO
P O CH2
O
O- O-
UDP glucoronat
COO-
Acidul glucuronic este utilizat la:
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
110/129
Conjugarea diverilor compui endo- i exogeni
din clasa aminelor, fenolilor, acizilor carboxilici.UDP-glucuronatul este donator de glucoronil n
sinteza polizaharidelor acide (proteoglicaniglicozoaminglicani).
Se conjug cu hormonii tiroidieni nhipertiroidism. La nivel sczut de hormoni areloc hidroliza acestor compui cu eliberareahormonilor activi.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
111/129
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
112/129
Imaturitatea sau deficienele genetice ale acestor
enzime duc la perturbarea proceselor dedetoxifiere.
Cnd necesitile organismului n acid glucuronic
sunt satisfcute, metabolizarea lui conduce la D-xiluloz, substrat al HMS.
Maladia ereditar -pentozuria esenialsed t i ibilitii i i L D
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
113/129
datorez imposibilitii conversiei L- n D-xiluloz, ca rezultat al absenei enzimei L-xilitol-DHNADPd, cu eliminarea n urin aL-xilulozei, conform reaciilor:
Acidul glucuronic + NADPH + H+ Acidul L-gulonic + NADP+
Acidul gulonic + NAD+ Acidul 3-ceto-L-gulonic + NADH + H+
Acidul 3-ceto-L-gulonic L-xiluloz + CO2
L-xiluloza D-xiluloza
La animale, cu excepia maimuelor
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
114/129
antropoide, cobaiul i omului, acidul L-gulonic
poate fi convertit n acid ascorbic.Incapacitatea de a sintetiza ascorbatul
(vitamina C) se datoreaz lipsei ereditare a
gulonolacton-oxidazei.
O
CH2OH
HH
HHOH
UDP-glucoza
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
115/129
O UDP
H OH
HO
2NAD
+
+ H2O
2NADH + 3H+
O
O UDP
COO-
H
H
H
HHOH
OH
HO
H2O
UDP
UDP-glucoz dehidrogenaza
UDP-D-glucuronat
Inseria glucoronatului
n glicozaminoglicani aa ca
hialuronatul, condroitin sulfatul
Glucuronidarea
medicamentelor,
toxinelor
Sinteza
vitaminei C
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
116/129
COO-
HOCH
HOCH
HCOH
HOCH
CHO
NADPH
+ H+
NADP+
COO-
HOCH
HOCH
HCOH
HOCH
CH2OH
H2O
HOCH
HOCH
HOCH
CH2OH
CO
HC
O2H
HOCH
HOCH
HOCH
CH2OH
CO
HC
O
D-Glucuronat
L-Gulonat
L-Gulonolacton
Acidul ascorbic
(vitamina C)
glucuronat
reductazaaldonolactonaza gulonolacton
oxidaza
CH2OH
GALACTOZA
ATP
ADP
Mg2+galactokinaza
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
117/129
O
O
CH2OH
H
H
HH
HOH
OH
HO
Galactoza 1-fosfatP
UDP-glucoza galactoza 1-fosfat ur idili ltr ansferaza
UDP-glucoza
O
CH2OH
H
H
HH
HOH
OH
HO
O
P
O
H
N
HN
O
O
H
CH2O
O P-O O-
O
O
H
OHOH
H
O
CH2OH
H
H
H
H
H
OH
OH
HO
O
P
O
H
N
HN
O
O
H
CH2O
O P-O O-
O
O
H
OHOH
H
4
4
UDP- glucoza
UDP- glucoza
GLUCOZA 1-FOSFAT
NAD + UDP-glucoza4-epimeraza
Patologiile medicale:
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
118/129
La insuficiena enzimeiUDP--glucoz--
galacto-1-P-uridil-transferazaare loc acumularean snge a Gal-1-P; consecinele sunt nefavorabilepentru organism: mrirea ficatului i a altor
organe, cataracta, dereglri mintale; se maiacumuleaz i galactitolulcauza direct acataractei; sufer preponderent copiii, de aceeareducnd sau eliminnd complet laptele din raie,scad simptomele patologice;
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
119/129
Galactozemiaigalactouriasunt provocate dedeficiena galactokinazei care conduce la
acumularea galactitolului, dac n diet esteprezent galactoza.
Aldozreductaza - enzim prezent n ficat, esutuli l l i l i
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
120/129
nervos, veziculele seminale, nu este importantdin punct de vedere fiziologic n metabolismul
galactozei dac nivelul galactozei nu este ridicat;
Intolerana la lactozeste de 3 tipuri:
copii prematuri (deficit congenital);
deficitul care apare ca rezultat a nlturriichirurgicale a unei poriuni din intestinul subire;
deficit provocat de lezarea celulelor mucoase
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
121/129
intestinalecare necesit eliminarea din diet
a sursei majore de galactoz;Organismul poate sintetiza cantitatea suficientde UDP-Gal prin reacia de epimerizare.
Glicogen
Glucoza Glucozo-6-P GluconeogenezaGlucozo-6-fosfataza
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
122/129
Zaharoza Fructozo-6-P
Fructozo-6-diP
Pi
Fructoza
Pi
Fructozo-1-P
b)ATP
ADP
Dihidroxiaceton-P
Gliceraldehida
a)Aldolaza B
Fructokinaza
Fosfogluco-izomeraza
Fructozo-1,6-difosfataza
Aldolaza A
NADH + H+
NAD+Alcool dehidrogenaza
Glicerol
ATP
ADPGlicerol kinaza
Glicerol-PFosfogliceride
Triacilgliceroli
Gliceraldehid-3-PATP
ADP
Triozo-P-izomerazaGliceraldehid
kinaza
Glicoliza
PiruvatDihidroxiaceton-P
Triozo-P-izomeraza
Glicerol-Pdehidrogenaza
Patologii medicale:
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
123/129
Patologii medicale:
Intolerana ereditar la fructozsecaracterizeaz prin absena aldolazei B, careconduce la acumularea intracelular a F-1-P.Ultima inhib Glu-6-P-aza iglicogen fosforilaza
i prin urmare glucoza este depozitat n ficat caester fosforic, ceea ce explic hipoglicemiasever, voma, icterul i hemoragia; poate provoca
insuficiena hepatic.
Fructozuriaeste provocat de deficienadit f t ki i d l
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
124/129
ereditar a fructokinazei, care conduce laacumularea fructozei n snge.
Deficitul enzimelor responsabile de
interconversia monozaharidelor i de biosintezaglicoproteinelor, se exprim prinsindromuldeficienei carbohidrailordin structuraglicoproteinelor. Afeciuni ereditare care semanifest prin retard de cretere, anomalii
neurologice i afectare multienzimatic.
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
125/129
O grup de glicoproteine ce conin acid sialict t li il t i l
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
126/129
sunt prezente n saliva oamenilor sntoi, lapierderea acidului sialic, graie unor enzimesalivare, aceste proteine precipit pe suprafaasmalului dentar, genernd placa dentar -cauza cariei i maladiei paradontale; n condiii
normale acidul sialic nu precipit i prinurmare glicoproteinele salivare protejeazdinii de diferite afeciuni.
n saliv se ntlnesc i polizaharide
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
127/129
extracelulare de origine bacterian: dextranii
polimeri ai glucozei (-1,6; -1-3 i 1-2) ilevanii (polimeri ai fructozei1,2); acetipolimeri sunt adevrai liani ai plcii dentare,se formeaz pe contulzaharozei, considerat,din acest motiv, cea mai cariogen.
n natur ne mai ntlnim cu un diglucid amigdalina care se afl n migdalele amare n
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
128/129
amigdalina, care se afl n migdalele amare, nsmburi de piersici, caise, prune.
La hidroliza ei formeaz dou molecule deDglucoz, una de aldehid benzoic iunade acid cianhidric (HCN).
-
8/13/2019 73 Metabolismul Gl
129/129