91Ciclurile Glucozei Alte Glucide

49
Ciclurile glucozei Muschi Eritrocite , Ficat Lactat Glucozã Glucozã Muschi Pyr Ala , Ficat G Pyr Ala Ala

Transcript of 91Ciclurile Glucozei Alte Glucide

Ciclurile glucozeiMuschi , Eritrocite Glucoz Ficat LactatGlucoz Ficat Pyr Ala Muschi , Pyr Ala Ala

G

Ciclurile glucozeiTesutul adipos , TG Glicerol GlucozGlicerol+ATPGlicerol-3-P+ADP (glicerol kinaza)Glicerol 3-P+NAD+DOAP+ NADH + H+ (glicerol 3 P DH) DOAP GA-3-P (trizofosfat izomeraza)

Glicerol Ficat GA-3-P Glicerol

G

Degradarea altor monozaharide Fructozurie esentiala pe cale glicoliticMUSCHI ,HOH2C H

ATP

O H HO

CH2OH OH

FICAT

ADP

OH H

CH2OPO 32C C C C O H OH OH

hexokinaza-2

Fructoza

1 fructokinaza O H HO OH H

HO H H

CH2OH O3POCH 2 O H HO H OH OH H

HOH2C H

CH2OPO 32OH

CH2OH 2 aldolaza B HC HC O OH

Intoleranta ereditara la fructozaCH2OH C O

Fructozo-6-fosfat

Fructozo-1-fosfat

Fructozo-1-fosfat

ADP ATP GLICOLIZAHC HC O OH 3 gliceraldehid kinaza

CH2OPO 32-

DOAP

CH2OPO 32-

CH2OH

Gliceraldehid 3- fosfat triozofosfatizomeraza CH2OH C O

Gliceraldehida NADHalcool dehidrogenaza 4

NADH

ADP ATPCH OH 2 NAD+ CH2OH

NAD+

5 6 HC OH HC OH glicerol glicerol fosfat CH2OPO 32-dehidrogenaza CH2OPO 32- kinaza CH2OH

DOAP

Glicerol 3-fosfat

Glicerol

Degradarea altor monozaharide pe cale glicoliticO H H OH H HO O H OH H O P O P O O Uridina

CH2OH

UDP- GlucozaCH2OH HO ATP ADP CH2OH

O-

O-

Glucozo1-fosfat

CH2OH O P OO O P OO Uridina

O H HO HO O H O H 2 1 H H H OH H galacto OH H OH H 2- galactozo-1 H OH kinaza H O OPO 3 H fosfat uridil H OH H H OH OH transferaza

Galactoza

Galactozo 1- fosfat

UDP- Galactoza3 UDP-galactozo 4-epimeraza UTP PPi CH2OH O P OO O P OO Uridina

CH2OPO 32H

CH2OH

H O H O H mutaza H O H 4 H H H H H OH H OH OH 5 O OH OPO 32- UDP-glucozo- HO HO HO pirofosforilaza H H H OH OH OH

Glucozo 6- fosfat

Glucozo 1- fosfat

UDP- Glucoza

Degradarea altor monozaharide pe cale glicolitic-2 O3POCH 2 CH 2OH O H H O H O H HO H HO OH hexokinaza OH fosfom anozo H H HO OH OH HO OH izom eraza HO H H H H OH H

CH 2OH

H

ATP ADP

CH 2OPO 32-

Manoza

Manoz-6-fosfat

Fructozo-6-fosfat

Intoleran la lactoz, este o boal congenital determinat de deficitul de lactaz. Copiii afectai nu pot consuma lapte deoarece lactoza din lapte se acumuleaz, iar apoi este convertit de bacteriile tractului intestinal n produi toxici, n special acizi organici iritani, care cazeaz diaree. Odat cu producerea acizilor organici se degaj mari cantiti de CO2 i H2 care provoac crampele abdominale.

CHO HC HO

Cile secundare de oxidare a glucozeiCOOCH2 OH C O HC HC O C OH HC OHG-6-P DH 6-P-gluconat DH Ribozo fosfat izomeraza

CH2 OH O

OH OH OH

HO

CH

CH HC HC OH

HO

CH HC HC OH OH

HCNADP+ CO2 HC NADPH+H+

OH OH

HC HC

HC HC HC

OH OH OH

NADP+ NADPH+H+ OH

CH2 OPO32G-6-P

CH2 OPO326-P-Gluconat

CH2 OPO32Ru-5-P

CH2 OPO32R-5-PTrans cetolaz

3-Epimeraza

CH2 OPO32Sedoheptulozo-7-P F-6-PTrans aldolaz

CH2 OH C HO CH HC OH O

HC HC

O HC OH HC HC O

CH2 OPO32GA-3-P

OH OH

CH2 OPO32Xu-5-PTrans cetolaz

CH2 OPO32Eritrozo-4-P

GA-3-P F-6-P

Cile secundare de oxidare a glucozeiPrima reacie productoare de NADPH, dehidrogenarea G 6-P, este puternic deplasat spre dreapta, deci ireversibil. Ea este reacia limitatoare de vitez n condiii fiziologice servind ca punct de control al untului. NADPH exercit un efect inhibitor datorit aciunii sale competitive la centrul de asociere al NADP+. Deci, n faza sa oxidativ untul hexozomonofosfat este reglat prin nivelul NADP+ ceea ce face ca viteza acestei faze s depind de viteza oxidrii NADPH n procesele de biosintez reductoare. n faza sa reversibil (neoxidativ) untul este controlat tot de cererea de substrat. n acest sens exist cteva situaii distincte:

Cile secundare de oxidare a glucozeiCH2 OH CHO HC HO CH HC OHG-6-P DH

COOHC HO CH OH6-P-gluconat DH

CH2 OH C HC O OHRibozo fosfat izomeraza

HC HC HC

O OH OH HO

C CH HC

O

OH

OH Cerere de R-5-P mai mare dectHC OHNADPH. n acest caz de HC OH HC OH HC OH HC OH HC OH cea mai mare parte din G-6-P OPO HC OH este convertit n F-6-P CH OPO CH Ru-5-P R-5-P CH OPO CH OPO CH OPO i GA-3-P pe cale glicolitic. n continuare cei doi G-6-P Sedoheptulozo-7-P 6-P-Gluconat F-6-P metabolii sunt convertii de sistemul transaldolazCH HC transcetolaz OH R-5-P prinOinversarea fazei n HC O C O HC OH neoxidativeCH untului datorit reversibilitii a HC OH HO CH OPO HC OH acesteia. HC OH GA-3-PNADP+ NADPH+H+23

NADP+ CO2 NADPH+H+2-

2

2-

3

2

2-

3

2

2

3

2

2-

3

3-Epimeraza

Trans cetolaz

2

Trans aldolaz

2

2-

3

Necesitile de NADPH i R-5-P sunt comparabile. n acest caz este activ faza oxidativ a untului.Trans cetolaz

CH2 OPO32Xu-5-P

CH2 OPO32Eritrozo-4-P

GA-3-P F-6-P

Cile secundare de oxidare a glucozeiCH2 OH HO CH Celule cu echipament C O gluconeogenetic care necesit HC OH HC OH HC OH HO CH HC OH cantiti mult mai mari de NADPH dect de R-5-P. HO CH HC OH HC OH HC OH HC OH HC HC este complet oxidat pe calea HC OH n acestOH G-6-P OH caz HC OH HC OH HC OH CH CH OPO pentozofosforic. OPO Ru-5-P R-5-P CH OPO CH OPO CH OPO Celule fr 6-P-Gluconat echipament gluconeogenetic care necesit G-6-P Sedoheptulozo-7-P F-6-P cantiti mult mai mari de NADPH dect de R-5-P. n CH OH HC O HC faz a cii acest caz G-6-P este oxidat n prima O C O HC OH HC OH pentozofosforice cu producere de NADPH. R-5-P HO CH CH OPO HC OH GA-3-P HC transformat n faza a doua n F-6-P i rezultat este OH CH OPO CH OPO GA-3-P, care, fiind intermediari glicolitici, sunt Eritrozo-4-P Xu-5-P degradai pn la Pyr. n acest caz alturi de NADPH GA-3-P este produs i ATP.G-6-P DH 6-P-gluconat DH Ribozo fosfat izomeraza NADP+ NADPH+H+23

CHO

COO-

CH2 OH

HC

O

C

O

NADP+ CO2 NADPH+H+2-

2

2-

3

2

2-

3

2

2

3

2

2-

3

3-Epimeraza

Trans cetolaz

2

Trans aldolaz

2

2-

3

2

2-

2

2-

3

3

Trans cetolaz

F-6-P

Cile secundare de oxidare a glucozei10% din glucoza oxidat pe calea pentozofosforic Eritrocitele nu au mitocondrii HbFe2+ +O2 HbFe3+ +O2- (methemoglobin reductaza) Superoxid dismutaza 2O2- + 2H+ H2O2 + O2 Catalaza 2 H2O2 2H2O+ O2 Peroxidazele (glutation peroxidaza) 2G-SH + H2O2 G-S-S-G + 2H2O Glutation reductaza G-S-S-G+NADPH+H+ 2G-SH+NADP+ Deficit de G-6-P DH anemie hemolitic indus (aspirina, sulfamidele,...) AH2 + O2 H2O2 + Aox [NADPH+H+] vit.E Deficit de transcetolaz tulburri neurologice Wernicke-Korsakoff, ameliorri cu B1

Cile secundare de oxidare a glucozeiCH 2OPO32H HO O H H OH H OH H OH Glucozo-6-fosfatFosfo gluco m utaza

CH 2OH H HO O H H OH HUDP- Glucoz pirofosforilaza

CH 2OH H HO O H H OH H O UDP H OH UDP- Glucoz NAD +UDP-G-DH

OPO32H OH Glucozo-1-fosfat UTP

PPi

COO H O H H OH H OH HO H OH Glucuraonat UDP

COO H O H H OH H O UDP HO H OH H2O UDP- Glucuraonat

NADH+H +

Cile secundare de oxidare a glucozeiOH COOH O H H OH H UDP-glucuronil transferaza O UDP HO RCOOH H OH COOUDP- Glucuraonat H O O H OH H H HO H OH COOH O O H OH H H HO H OH

CO

R

Metabolismul glicogenuluiSinteza G-6-P

G+ATP G-6-P+ADPExcesul de glucoz, provenit din alimentaie sau gluconeogenez, este stocat sub form de glicogen. Aceast sintez se petrece n aproape toate esuturile animale, ns cea mai mare intensitate o are n ficat i muchiul scheletic. Enzima care catalizeaz aceasat pri reacie este catalizat de hexokinaz (HK) n muchi i de glucokinaz (GK) n ficat. Dup digestia glucidelor i absorbia glucozei, glucoza ajunge prin vena port n ficat unde o parte rmne pentru sinteza rezervei de glicogen.

Metabolismul glicogenuluiIzomerizarea G-6-PCH 2OH H H OH H

G-6-P G-1-PO P O P O P O H + O O O2-

O

Uridin

HO OPO3 O O O Enzima care catalizez acest reacie este una din cele mai H OH rspndite enzime - fosfoglucomutaza Glucozo-1-fosfat

Sinteza UDP-glucozei

UDP-G-Pirofosforilaz

CH 2OH Pentru ca reacia s aib loc este necesar activarea H O H O O glucozei-1-P cu UTP pentru formarea UDP-G enzima care H H OH HO catalizeazOaceast reacie este UDP-G-pirofosforilaz P O P O Uridin + PPi H OH O O

Metabolismul glicogenuluiSinteza catenelor a (14) glicozidice

Glicogen sintaza este enzima care acionnd la captul nereductor al unei catene a(1-4) preexistente, mrete catena cu cte o unitate, adus de UDP-glucoz. Gn + UDP-G Gn+1 + UDP (glicogen sintaza)Ramificarea catenelor de glicogen

Glicogen sintaza nu poate forma legturi a(1-6) glicozidice adic, nu poate foram ramificaii. Enzima ramificant este amilo-1,4 1,6-transglicozidaz (ramificaz) care catalizeaz transferul unui fragment de 6-7 inele glucidice de la captul nereductor pentru formarea unei legturi a (16) cu o molecul de glucoz, din interiorul catenei.

Metabolismul glicogenuluiRamificarea catenelor de glicogenO O O O

Ramificaza acioneaz atunci cnd catena a(14) s-a alungit cu minimum 11 resturi de glucoz. Ramificaiile se alungesc apoi cu noi subuniti glucidice legate a(14) sub aciunea Gn-sintazei. Importana biologic a ramificrii este Ram icaza if multipl, astfel creterea numrului de capete nereductoare ale biopolimerului constituie substratul aciunii simultane a mai multor molecule de glicogen sintaz, de asemenea ramificarea duce la creterea solubilitii biomoleculeiO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O

Metabolismul glicogenuluiIniierea sintezei glicogenului

Pentru a putea ncepe sinteza unei noi molecule de glicogen este necesar o protein primer numit glicogenin. Primul rest de glucoz, din UDP-G, se condenseaz cu un radicalul Tyr al glicogeninei. n etapa urmtoare glicogenina formeaz cu glicogen sintaza un complex stabil (l:l) care catalizeaz condensarea a nc 7 molecule de glucoz, din UDP-G, cu formarea unei catene a(14) glicozidice ntr-o Protein-tirozin-glicoziltransefearaza ni creat de complexul glicogenin-sintaz. n continuare complexul se disociaz i sintaza preia cataliza sintezei catenelor a(14), n combinaie cu ramificaza completeaz particula de glicogen, glicogenina rmnnd ngropat n miezul acesteia.

Metabolismul glicogenuluiFosforoliza glicogenului

Este o reacie care mobilizeaz glucoza din glicogen. Reacia const n clivajul legturilor a(14) glicozidice de la capetele nereductoare ale catenei glicogenului i eliberarea esterilor fosforici ai resturilor glucidice atacate. Reacia are loc numai dac exist cel puin 4 resturi glucidice pn la prima ramificaie (legtur a(16) glicozidic). Enzima, glicogen fosforilaza este un dimer, format din doi monomeri identici, reglat att prin mecanism covalent ct i alosteric.

Metabolismul glicogenuluiFosforoliza glicogenului

Fosforilaza are ca centru activ o "fisur". Lungimea acesteia permite asocierea a 4-5 resturi glucidice legate a(14)glicozidic. Ea este prea "strmt" pentru a permite asocierea catenelor ramificate ceea ce explic de ce eliberarea G1-P de la captul nereductor al catenei glicogenului poate avea loc numai dac distana dintre capt i prima ramificaie este de 4-5 resturi glucidice. Piridoxal fosfatul este cofactorul fosforilazeiIzomerizarea G-1-P

enzima fosfoglucomutaz

Metabolismul glicogenuluiDeramificarea catenelor Gn

Pentru degradarea glicogenului este necesar eliminarea ramificaiilor. La acest proces concur dou subuniti ale enzimei deramificatoare: (a) Oligo a(16)- a(14)-glucan transferaza, mai scurt 1,4glucan transferaza i (b) amilo-1,6 glicozidaz. Prima subunitate, (a), acioneaz ca o glicozil transferaz, care mut o oligazaharid de la o "ramificaie limit" a glicogenului la captul nereductor al altei ramificaii. Aceasta reacie formeaz o nou legtur a(14), elongnd catena care poate fi supus din nou fosforolizei.

Metabolismul glicogenuluiDeramificarea catenelor Gn

Legtura a(16) a restului glicozil rmas n ramificaia catenei principale este hidrolizat de a doua subunitate (b) a enzimei deramificatoare. Aceast reacie produce glucoz i catena neramificat. Prezena celor 2 subuniti (a i b) asigur o nalt eficien n procesul de deramificare.

Reglarea metabolismul glicogenuluiEnzimele care controleaz metabolismul glicogenului sunt glicogen fosforilaza i glicogen sintaza care, la rndul lor, sunt reglate att prin efectori alosterici ct i prin mecanism covalent (fosforilare-defosforilare).

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenolizei Reglarea prin fosforilare defosforilare

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenolizei Reglarea prin fosforilare defosforilare

Fosforilazokinaza muscular este o enzim cu structur cuaternar complex. Subunitile proteice sunt de 4 tipuri: a,b,g,d iar formula oligomerului este (a,b,g,d)4. Subunitile a i b conin radicalii de Ser a cror stare (liber sau fosfoesterificat) determin forma inactiv sau activ a enzimei. Subunitatea d este calmodulina, protein monomeric cu nalt afinitate pentru ionii de calciu. La calmodulin se asociaz 4 ionii Ca2+ determinndu-i modificarea structurii teriare. Aceast modificare este sesizat de subunitatea g care este partea enzimatic a oligomerului.

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenolizei Reglarea prin fosforilare defosforilare

Asocierea ionilor de Ca2+ activeaz n acest fel fosforilazokinaza b chiar dac aceasta nu a fost convertit n forma a. Prin efectul su stimulator asupra fosforilazokinazei i contraciei miocitului, Ca2+ sincronizeaz glicogenoliza cu contracia muscular. Totui, activarea enzimei numai prin asocierea ionilor Ca2+ la calmodulin este parial. Activarea total a fosforilazokinazei are loc, cum s-a artat mai sus, prin fosforilarea acesteia (conversia ba). Aceast conversie este catalizat de o proteinkinaz AMPc-dependent.

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenolizei Reglarea prin fosforilare defosforilare

n muchi, fosforoliza glicogenului este activat de adrenalin. Aceast activare nu se poate produce n mod direct, hormonul neavnd acces n interiorul miocitului. El se asociaz la un receptor b adrenergic care expune pe suprafaa extracelular a miocitului un locus de asociere necovalent a adrenalinei. El conine, drept component intramembranar, o protein de transducie, proteina G (Gs) care, dup asocierea adrenalinei, activeaz adenilat ciclaza. Aceast enzim, situat pe suprafaa intern a membranei, catalizeaz reacia ATPAMPc+PPi. O molecul de adrenalin cauzeaz sinteza a 40 molecule de AMPc ceea ce nseamn c sistemul adenilic are un caracter amplificant.

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenolizei Reglarea prin fosforilare defosforilare

Proteinfosfataza-1 dezactiveaz att fosforilaza ct i fosforilazokinaza. La rndul ei proteinfosfataza-1 este inhibat de inhibitor-1 care i poate exercita aciunea numai dup fosforilarea lui, catalizat de proteinkinaza AMPc-dependent. O molecula de adrenalin stimuleaz eliberarea a zeci de mii de molecule de G-1-P din glicogen. n fapt, adrenalina este eliberat n snge de glandele suprarenale atunci cnd organismul omului sau animalului este confruntat cu o situaie critic. Fosfoglucoza eliberat prin glicogenoliz este rapid degradat glicolitic producnd ATP . Atunci cnd situaia critic este depit, eliberarea adrenalinei nceteaz, fosforilazokinaza revine la starea inactiv.

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenolizei Reglarea prin fosforilare defosforilare

n ficat aceast stimulare se face sub aciunea glucagonului. Glucagonul este eliberat de pancreas atunci cnd glicemia scade sub nivelul normal i se asociaz la receptori glucagonergici situai pe suprafaa hepatocitelor. Prin intermediul sistemului adenilic el determin reacii similare cu cea din muchi. Fosforilaza muchiului scheletic nu este influenat de glucagon dar, cea din miocard este activat de acest hormon. O alt deosebire ntre glicogenolizele celor dou organe este c proteinfosfataza-1hepatic este inhibat de fosforilaza a, nu de proteinkinaza AMPcdependent ca n muchiul scheletic.

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenolizei Reglarea prin mecanism alosteric

Control alosteric al glicogenolizei este mult mai rapid dect covalent. Fosforilaza b este activat de AMP i inhibat de ATP i G-6-P. Efectul inhibitor al ATP se datoreaz asocierii sale competitive la centrul alosteric al AMP. n muchiul relaxat aproape toat fosforilaza b se gsete n conformaia tensionat (T) care este inactiv. Contracia muscular intens mrete raportul AMP/ATP ceea ce determin trecerea rapid a fosforilazei b n stare relaxat (R) datorit asocierii AMP. n felul acesta fosforilaza b este activat prin conversia TR fr intervenia fosforilazokinazei care, activeaz fosforilaza prin conversia ba.

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenogenezei Reglarea prin fosforilare defosforilare

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenogenezei Reglarea prin fosforilare defosforilare

Glicogen sintaza exist n dou forme, fosforilat i nefosforilat. Totui, spre deosebire de fosforilaz, sintaza activ (a) este neesterificat iar cea inactiv (b) este esterificat cu Pi. Sintaza este un tetramer, fiecare subunitate coninnd 7 centre de fosforilare pentru care exist 6 proteinkinaze diferite. Una din ele este 1.proteinkinaza AMPc dependent i alta este 2.fosforilazokinaza descrise la glicogenoliz. n stare activ aceste kinaze stimuleaz glicogenoliza i inhib glicogenogeneza. Mai exist o 3.proteinkinaz Ca2+ calmodulin-dependent reglat ca i fosforilazokinaza. (K3, K-4, K-5)

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenogenezei Reglarea prin fosforilare defosforilare

Rolul jucat de fosforilazokinaz este diferit, ea controlnd direct activitatea sintazei. Glucozo-6-fosfat este activator alosteric al sintazei b creia i mrete afinitatea pentru UDP-G (G-6-P este inhibitor alosteric al fosforilazei b). Insulina intensific sinteza glicogenului micornd glicemia. Ea acioneaz printr-un sistem de transducie specific. Prin aciunea stimulatoare asupra unei proteinfosfataze insulina activeaz sintaza prin defosforilare. Aceast fosfataz difer de proteinfosfataza-1 care are acelai efect ns este sub controlul proteinei inhibitor-1, care este activat de proteinkinaza AMPc dependent, la fel ca n glicogenoliz.

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenogenezei Reglarea prin fosforilare defosforilare

La nivel hormonal ntregul metabolism al glicogenului n muchi este controlat de adrenalin i insulin iar n ficat de glucagon i, ntr-o mai mic msur, de adrenalin. Hormonii care ridic nivelul AMPc n ficat mresc glicemia i (uneori) intensific glicoliza, iar n muchi intensific glicoliza.

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenogenezei Reglarea prin mecanism alosteric

n ficat un rol important l are glicemia. Cnd aceasta crete, glucoza ptrunde n hepatocite i se asociaz alosteric la fosforilaza a producnd conversia RT, adic inactivarea. n plus, aceast modificare de conformaie determin expunerea radicalilor Ser fosfoesterificai la aciunea hidrolitic a proteinfosfatazei-1, care conduce la conversia ab a glicogen fosforilazei. Invers, scderea glicemiei hepatice favorizeaz starea relaxat a fosforilazei a ceea ce stimuleaz glicogenoliza i restabilirea glicemiei normale.

Boli de stocaj a glicogenului (glicogenoze)n cazul lipsei congenitale a glucozo-6- fosfatazei hepatice, apar simptomele bolii von Gierke, respectiv pacientul sufer de hipoglicemie, hepatomegalie i datorit intensificrii glicolizei hepatice apare acidoza lactic. O alt afeciune cauzat de deficitul amilo-1,6glicozidaz este boala Cori, care clinic poate fi confundat cu boala von Gierke. Biochimic glicogenul din ficat i din muchi nu poate fi deramificat, se poate deosebi de boala von Gierke prin examinarea glicogenului hepatic, care are o structura supra ramificat la boala Cori i una normal la boala von Gierke

Boli de stocaj a glicogenului (glicogenoze)n absena glicogen fosforilazei musculare se manifest glicogenoza McArdle. Capacitatea pacientului de efort fizic este limitat, apar crape musculare care se intensific cu intensitatea efortului.

Sinteza nucleotid glucidelorSinteza acestor compui , necesit consum de energie i glicozil transferaze specifice. Multe dintre nucleotid glucide, funcioneaz ca donori de substrat i/sau de energie. Sinteza are loc printr-o reacie catalizat de o pirofosforilaz specific. NTP+ gluci-1-fosfat nucleotid-glucid + Ppi Dup acest mecanism se sintetizeaz UDP-G, UDP-N-acetil glucozamina,GDP-manoza Alte sinteze CTP+NANA(ac.sialic) CMP-NANA + PPi UDP N-acetil glucozamina UDP N-acetil glucozamina

Sinteza nucleotid glucidelorSinteza acestor compui , necesit consum de energie i glicozil transferaze specifice. Multe dintre nucleotid glucide, funcioneaz ca donori de substrat i/sau de energie. Sinteza are loc printr-o reacie catalizat de o pirofosforilaz specific. NTP+ gluci-1-fosfat nucleotid-glucid + Ppi Dup acest mecanism se sintetizeaz UDP-G, UDP-N-acetil glucozamina,GDP-manoza Alte sinteze CTP+NANA(ac.sialic) CMP-NANA + PPi UDP N-acetil glucozamina UDP N-acetil glucozamina UDP-G+ NAD+ UDP-glucuronat + NADH+H+ (Ox.) UDP glucuronat UDP-xiloza + CO2 (decarbox.) F-6-P + Gln glucozamino-6-P+ Glu (transaminare)

Sinteza oligozaharidelor i a glicoproteinelorSinteza oligoglucidelorO H O O P O-

O O P O-

O O O CH2

R

Baz

O HH

+

ROH glucid

glicozil transferaza oligoglucid

+

NDP

Nucleotid glucid

H H OH OH

Sinteza lactozei: enzima lactozo sintaza (galactozil transferaza+a Lactalbumina) Galactozil transferaza catalizeaz reacia: UDP-galactoz+N-acetil-glucozamina N-acetil lactozamina + UDP a Lactalbumina o protein neezimatic care altereaza specificitatea galactozil transferazei ca atare n reacie pote s intre glucoza n loc N-acetil-glucozamina

Sinteza oligozaharidelor i a glicoproteinelorUDP - Galactoza CH2OH HO H H O H H OH H O OH UDP + HO H HGlucoza

CH2OH O H H OH H OH OH

lactozo sintazaCH2OH HO H H O H OH H O H H CH2OH O H H OH H OH HLactoza

OH

OH

DIGESTIA GLUCIDELORDigestia amidonului, ncepe n cavitatea bucal sub aciunea amilazei salivare. Aceast enzim cliveaz hidrolitic, n ordine ntmpltoare, legturile a(14) glicozidice. Aciditatea stomacal dezactiveaz aamilaza care a redus amilaza i amilopectina la fragmente mai mici de 8 uniti glucidice. Digestia continu n intestinul subire sub influena a-amilazei pancreatice, care acioneaz similar cu a-amilaza salivar, pn la maltotrioz, format din 3 resturi de glucoz unite prin legturi a(14) i oligozaharide cunoscute sub numele de dextrine limit care conin i legturi a(16).

DIGESTIA GLUCIDELORAlturi de lactoz, zaharoz i maltoz, acestea sunt hidrolizate pn la monozaharide sub aciunea dizaharidazelor, oligozaharidazelor i dextrinazelor intestinale secretate de celulele epiteliale cu suprafa stufoas din segmentul jejuno-ileal. Hidroliza di- i oligozaharidelor este necesar ntruct n condiii normale ele nu pot fi absorbite n intestin. Maltaza hidrolizeaz maltoza i maltotrioza formnd glucoz care este absorbit prin transport activ.

DIGESTIA GLUCIDELORTransportorul de glucoz este o protein complex a crei activitate este conectat cu pompa de Na+-K+. Glucoza i galactoza nu se pot asocia la transportor dect dup ce acesta s-a ncrcat cu ioni Na+. Un alt sistem de transport care funcioneaz prin mecanismul difuziei facilitate asigur absorbia fructozei n intestin.

DIGESTIA GLUCIDELORProteinele transportare de glucoz GLUT sunt proteine membranare integrale, care conin 12-poriuni helicale transmembranare. Att captul amino terminal i carboxil terminal sunt expuse pe partea citoplasmatic a membranei celulare. Proteinele GLUT transport glucoz i hexoze nrudite, conform unui model, respectiv transortorul expune alternativ locusul de legare a glucozei fie spre exteriorul fie spre interiorul celulei. Legarea de glucozei n locusul specific provoac o schimbare conformationala asociat cu transportul urmat de eliberarea glucozei n cealalt parte a membranei. Locusurile de legare ale glucozei, interior sau exterior, sunt obligatoriu, situate n segmentele transmembranare 9, 10, 11

DIGESTIA GLUCIDELORGLUT4, este transportatorul de glucoz controlat de insulin i este localizat n esuturile adipoase i muscular striate (scheletic i cardiac). Aceast protein se exprim n principal n celulele musculare i adipoase, celule care raspund la insulina. n situaia n care nivelul de insulin este sczut, GLUT4 este sechestrat in vezicule intracelulare din celulele musculare i adipoase. Insulina induce o cretere rapid a absorbiei de glucoz prin translocarea GLUT4 din aceste vezicule n membrana plasmatic. Are loc fuziunea veziculelor cu membrana plasma, GLUT4 sunt incluse i devin disponibile pentru a transporta glucoza, i astfel absorbia de glucoz crete

DIGESTIA GLUCIDELOR

HORMONII GASTROINTESTINALITractul gstrointestinal comunic cu restul organismului uman prin intermediul impulsurilor nervoase i hormonilor gastrointestinali, acetia fie ajung n circulaia sanguin i de acolo la esuturile int, fie acioneaz paracrin. Colecistokinina hormon polipeptidic se gasete n intestinul subire i creier. Are rolul biologic de stimulare a contraciei vezicii biliare, secreia enzimelor pancreatice, determina apariia senzaiei de saietate. Gastrina hormon polipeptidic secretat de celulele G din pilor i pancreas, stimulat de aminoacizi i proteine parial hidrolizate . Are rolul biologic de a stimula secreia de pepsinogen i HCl n stomac. Secreia mai poate fi stimulat de excitaia nervului vag determinat de extensia stomacului.

HORMONII GASTROINTESTINALIColecistokinina Secreia este inhibat de HCl. n cazul tumorilor ale insulelor Langerhans apare sindromul Zollinger-Ellison, n care secreia crescut de gastrin provoac o eliberare a unor cantiti excesive de HCl care provaoc o puternic erodare a peretelui stomacal. Secretina este de asemeanea un hormon polipeptidic, secretat de celulele duodenale S ca urmare a secreiei de HCl stomacal. Secretina stimuleaz secreia de ap i de ion dicarbonat de ctre pancreas, ceea ce neutralizeaz pH-ul bolului alimentar. Peptidul inhibitor gastric polipeptid produs de mucoasa duodenal i jejunal la ingestia de glucoz cu rolul de a inhiba secreia de acid clorhidric, diminueaz mobilitatea stomacului, ncetinind golirea acestuia

HORMONII GASTROINTESTINALIPeptidul inhibitor gastric are ca principal funcie biologic stimularea eliberrii insulinei de ctre pancreas dar i, n mai mic masur, a glucagonului. Neurotensina polipeptid hormonal care inhib secreia insulinei este prezent n hipotalamus i la nivelul tractului gastrointestinal. Neurotensina are deci proprieti hiperglicemiante i stimuleaza secreia de hormoni hipofizari. De asemenea, provoac contracia muchilor netezi ai intestinului, diminueaz secreia acid a stomacului.