glucide

Obiectivele:Rolul biologic al glucidelor. Clasificarea glucidelor.Monozaharidele. Clasificarea lor. Importana i structura celor mai importante trioze, pentoze i hexoze.Structura glucozei (formula deschis, proecia Haworth, conformaia scaun). D- i L-glucoza, anomerii i epimerii glucozei.Reaciile chimice importante ale monozaharidelor (formarea O- i N-glicozodelor, derivailor fosforilai, aminoglucidelor, acizilor aldonici i uronici).Structura i proprietile dizaharidelor (maltozei, lactozei i zaharozei).Structura i proprietile polizaharidelor (amidonului, glicogenului i celulozei).Digestia i absorbia glucidelor n tractul gastrointestinal.Metabolismul glicogenului (sinteza, mobilizarea, reglarea).

Glucidele sunt compui polihidroxicarbonilici i derivaii lor.Rolul:Energetic- furnizeaz 50-70% din energia total care se produce n organismStructural sunt elemente constitutive ale membranelor biologiceIntr n componenma AN i a Co (NAD, FAD, HSCoA)De sprijin- formeaz substana fundamental a esutului conjunctiv (condroitinsulfaii)Anticoagulant - heparinaFuncie hidroosmotic i ionoreglatoare (datorit hidrofilitii nalte i sarcinii negative heteropolizaharidele acide rein apa i cationii)Funcie protectoare, mecanic (heteropolizaharide)

Clasificare:

Dup comportarea la hidroliz se clasific n:oze - monozaharide - ozide - oligozaharide i polizaharideMonozaharidele:a. dup grupele funcionale: aldoze i cetozeb. dup numrul atomilor de carbon se impart n: trioze (3C), tetroze (4 C), pentoze (5 C), hexoze (6 C) Oligozaharidelede la 2 pn la 10 resturi de monozaharide: di- , tri- , tetrazaharidePolizaharidelemai mult de 10 resturi de monozaharide: homopolizaharide - formate din monomeri identiciheteropolizaharide- diferii monomeri- (a. hialuronic, heparansulfaii, keratansulfaii)

GlucideMonozaharidePolizaharideOligozaharideDi,tri,tetrazaharideAldozeCetozeHomopolizaharideHeteropolizaharideTriozeTetrozePentozeHexoze

MONOZAHARIDELEdin punct de vedere chimic prezint aldehido-sau cetoalcooli polivaleni. Proprieti:Substane incolore, solideUor solubile n ap, greu solubile n alcool, insolubile n eter i cloroformCristalizeaz sub form de cristale albeGust dulceSunt substane optic active, datorit existenei n molecula sa a atomilor de carbon asimetrici

Toate monozaharidele (exepiedihidroxiacetona) conin n molecul atomi de carbon asimetrici pot prezenta mai muli stereoizomeri. n N=2 N-nr. izomerilor; n- nr. atomilor de C

Structura triozelor

Monozaharide- hexozele Aldoze / glucozaCetoze - fructoza.

EMBED ChemDraw.Document.4.5

_990382704.cdx

_991054639.cdx

_1052807565.cdx

_964963167.cdx


_990383090.cdx

_991054965.cdx

_1052807746.cdx

_964963042.cdx

Structurile ciclice ale monozaharidelor



D-glucose (linear form)

_1089463288.cdx

_1089463386.cdx

Structurile ciclice ale monozaharidelor


_1127562158.unknown

Ca urmare a reaciilor de ciclizare fostul C carbonilic devine C*, adoptnd 2 configuraii sterice diferite: i anomer.Stereoizomerul care are aceei configuraie la C-1 ca i ultimul C* - anomer; de configuraie contrar al acestor 2 atomi anomer.

EpimerizationD-MannoseD-GlucoseThis equilibration can be catalyzed by hydroxide ion.

2. Izomerizarea Gl 6 P n Fr 6 P

Proprietile chimice ale monozaharidelorReducerea monozaharidelor- polialcooli (Gl- sorbitol; fructoz- manitol sau sorbitol

Esterificarea ozelor cu acid fosforic Gl 6 P; Fr 6 P.

Formarea glicozidelor - (gr OH formeaz oxigen-eteri cu ali compui care conin gr OH (de ex alcooli)

DizaharideleMaltoza 2 mol. de glucopiranoze - leg. 1,4 glicozidicZaharoza glucopiranoz+ fructofuranoz leg. 1- 2 glicozidicLactoza galactopiranoz + glucopiranoz

(a-D-glucosyl-(1->2)-b-D-fructofuranose)

POLIZAHARIDELEHomopolizaharidele (homoglicani): amidonul, glicogenul, celuloza conin uniti monozaharidice repetetiveAmidonul- de origine vegetal. E constituit din 2 componente:- amiloza (20%) resturi de Gl, legate prin leg 1,4 glicozidice- amilopectina (80%) resturile de Gl se leag prin leg. 1,6 glicozidice

POLIZAHARIDELE

Amiloza: Masa molec a amilozei este de la mii la jumtate de mln. Formeaz micelii hidratate care dau cu iodul o coloraie albastrConfiguraia spaial- helix, pasul cuprinde 4-5 resturi de glicozilAmilopectina: Mm este de ordinul zecilor i sutelor de mlnFormeaz sol. coloidale care dau cu iodul o coloraie roiePrezint ramificri. Punctele de ramificri apar dup 16 radicali de Gl n lanul exterior i dup 10 radicali de Gl n cel interior

Glicogenulde origine animalreprezint forma de depozitare a Gl n organismul umanlocalizat n esutul muscular i ficatdup structur se aseamn cu amilopectina, dar are un grad de ramificare mai mare ramificaiile exterioare apar dup 6-7 resturi de Gl; iar cele interioare dup 3-5 uniti de Gln ap formeaz sol. coloidale, care cu iodul dau o coloraie brun rocatMm este de ordinul mln


glycogen

_995972862.cdx

_995973151.cdx

_995972609.cdx

Celulozapolizaharid structural n lumea vegetal.este alctuit din resturi de glucoz, unite prin legturi -1,4-glicozidice

Heteropolizaharide (heteroglicani)Produi de policondensare a mai multor tipuri de uniti structuraleGlucozaminglicanii: acidul hialuronic, condroitin sulfaiiKeratan sulfaiDermatan sulfatulheparina

Acidul hialuronic


hyaluronate

_1020239213.cdx

_1020239613.cdx

_1052598329.cdx

_1052599108.cdx

_1020239474.cdx

_1020238536.cdx

_1020238608.cdx

_1020238345.cdx

Acidul hialuronicLocalizat:esuturi embrionare, cordon ombilical, lichid sinovial, piele, tendoane.Rol: contribuie la meninerea turgescenei matricei extracelulare; nlesnete unele migrri (celulare sau subcelulare) n perioadele de vindecare a rnilor.

HeparinaUnitatea dizaharidic:Glucozamina (sunt sulfate la atomul N i C3 sau C6) acidul glucuronic sau acidul iduronic (sulfat la C2)

Heparina (C2-NHCOCH3)


_1148214656.unknown

Localizat: plmni, ficat, piele, mastocite.Rol: anticoagulant (se unete cu antitrombina III din plasm i inactiveaz trombina)Heparan sulfatul membrana bazal din rinichi, fibroblastele pielei.Rol: filtrarea glomerular.

Digestia glucidelorncepe n cavitatea bucal sub aciunea amilazei salivare, care scindeaz leg. 1,4 glicozidice din amidon (pn la dextrine)Continu n duoden sub aciunea amilazei pancreatice (leg. 1,4 glicozidice), care scindeaz dextrinele pn la maltoz . Leg 1,6 glicozidice sunt scindate sub aciunea amilo-1,6 glicozidazeiDizahaharidele se scindeaz sub aciunea maltazei; lactazei, zaharazei (se sintetizeaz n enterocite)Celuloza nu se scindeaz n TGI al omului deoarece lipsesc enzimele 1,4 glicozidazelen TGI polizaharidele sunt scindate pn la monozaharide

AbsorbiaMonozaharidele se absorb la nivelul intestinului subireImplic 2 mecanisme:Transport activ (necesit ATP i Na)Difuzie facilitat

Mecanismul de absorbie a produselor digestiei glucidelor alimentare - etapeleTransportul monozaharidului n complex cu Na+ din lumen n enterocit,Mrirea concentraiei monozaharidelor i a Na+ n enterocitTransportul monozaharidului n snge conform gradientului de concentraiePomparea Na+ din enterocit n snge de ctre Na+,K+-ATPaz, n schimbul K+.

transportorul leag la locuri separate att Gl ct i Na (legarea Na crete afinitatea pentru Gl)2. ptruns n epiteliul intestinal, acesta este eliberat i odat cu el Gl. Gl- iese din celul prin difuzie facilitat, iar Na este expulzat contra gradientului de concentraie prin intervenia ATP-azei, Na, K dependent

Maltaza, zaharaza, lactaza elibereaz glucoz, galactoz, fructozPtrunde n organizm cu polimerii: Amidon i Glicogen

Amilaza (pH 6,8) salivar scindeaz pn la dextrinea-amilaza (pancretic) scindeaz pn la dizaharide, trizaharide

Glucoza mpreun cu Na+ ptrund n celul Ioni de Na+ se schimb cu cei de K+ Transportorul glucozei (GLUT 5)

ANOMALII ENZIMATICE NDIGESTIA I ABSORBIAGLUCIDELOR:

- deficitul de lactaz duce la intoleran la lactoz poate fi: - ereditar - dobndit- deficitul de zaharaz la intolerant la zaharozn ambele cazuri semnele clinice sunt: dureri abdominale, diaree cronic.

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.

TRANSPORTORUL GLUCOZEI prin membrana celulelor(GLUT 1-5)

GLUT 1: predomin n eritrocite GLUT 2: n hepatocite, celulele beta pancreatice GLUT 3: n celulele sistemului nervos GLUT 4: n celulele esutului muscular i adiposGLUT5: n celulele intestinale (transport glucoza n snge)

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

Cile de metabolizare a GlGl- piruvat- Acetil CoA -CO2 i H2ODin Gl se sintetizeaz glicogenul, alte monozaharideFurnizeaz compui importani ca:Pentoze (utilizate n sinteza nucleotidelor i AN)Acizi uronici sinteza de proteoglicaniGlicerol i Acetil Co A neolipogenezNADPH- necesar biosintezei reductive

Metabolismul Glicogenului

Metabolismul glicogenuluiGlicogenul forma de depozitare a exesului de glucide, la care se face apel n faza catabolic a metabolismului. Depozitele de glicogen se gsesc n muchi (1% din greutate) i n ficat (6%) din greutate. Ficatul utilizeaz glicogenul n scopul meninerii glicemiei; iar muchiul i satisface necesitile proprii de Gl.n perioadele interprandiale glicogenul depozitat n ficat este utilizat pentru obinerea glucozei.

12-20 ore de inaniie- reduc considerabil coninutul glicogenului n ficat; iar activitatea muscular intens l reduc n muchiSinteza de glicogen glicogenogenezaDegradarea (scindarea) glicogenului glicogenoliz

Sinteza glicogenului

Activarea Gl 1 fosfatE- Glucozo1fosfat uridiltransferazaglucozo-1-fosfat + UTP UDP-glucoz + PPi PPi + H2O 2 Pi

Transferul Gl pe captul nereductor al glicogenuluiE- glicogensintazaglicogen(n) + UDP-glucoza glicogen (n +1 ) + UDP

Formarea leg 1,6 glicozidiceGlicogen-sintaza realizeaz legturile 1,4-glicozidice. Formarea legturilor 1,6-glicozidice se face cu participarea enzimei de ramifiere amilo 1,4-1,6 transglicozidaza i implic transferul de resturi glicozil (cel puin 6) la C6 al unui rest de glucoz.

n lipsa amorsei de glicogenGlcogensintaza recurge la un primer de natur proteic glicogeninaGlicogenina este o protein catalitic glicoziltranferazic

Legtura glicozidic se formeaz ntre atomul C1 a glucozei derivat din UDP-glucoz i hidroxilul tirozinei din Glycogenin.UDP rezult ca produs.


Conine resturi de tirozin

Glycogenin

O-linked glucose residue

+ UDP

UDP-glucose

+ UDP

_1092493943.unknown

Reglarea glicogenezeiE -glicogensintaza.prin fosforilare-defosforlare Forma fosforilat este inactiv n timp ce cea defosforilat este activat:Insulina activeaz enzima glicogen-sintaza, astfel are loc activarea sintezei glicogenului; glucagonul, adrenalina au efect invers asupra acestei enzime.

Degradarea glicogenului (glicogenoliza)glicogen(n ) + Pi glicogen (n1 ) + glucozo-1-fosfatEnzima- glicogenfosforilaza (acioneaz asupra leg. 1,4 glicozidice).

Glycogen Metabolism

Asupra leg. 1,6 glicozidice acioneaz E de deramificare (amilo1,4-1,6 glucantransferazic)- transfer 3 uniti zaharidice de pe un lan pe altul

Glucozo-6-fosfat fructozo -6-fosfat---- glicoliz- piruvat- DOP -C Krebs (. muscular- surs de energie pentru el)glucozo-6-fosfat + H2O glucoza + Pi ficat

Glicogen Glucoza

Hexokina sau Glucokinaza

Glucose-6-Pase

Glucozo-1-P Glucozo-6-P Glucoza + Pi

Glicoliza

PIRUVAT

METABOLISMUL Gl in ficat

Reglarea glicogenolizeiAdrenalina , glucagonuladenilatciclazaATPAMPc+PPProteinkinazaFosforilazkinazan - PKaFosforilazkinaza n ---fosforilazkinaza aFosforilaza n(defosfo)Fosforilaza a(fosforilat)Degradarea glicogenului

GLICOLIZA

GLUCONEOGENEZA

Obiectivele:1. Glicoliza - treptele enzimatice a glicolizei aerobe i anaerobe. Reglarea glicolizei. Bilanul energetic al degradrii anaerobe i aerobe a glucozei. 2.Sistemele navet pentru transferarea NAD.H din citozol n mitocondrii. 3. Soarta piruvatului. 4.Fermentaia alcoolic. 5. Gluconeogeneza ( mecanismul, reglarea). 6.Procesul de sintez i reglare a lactozei.

Glicoliza (Embden-Meyerhof-Parnas)- scindarea Gl n condiii aerobe pn la CO2 i H2O (38 sau 36 mol de ATP); n condiii anaerobe pn la 2 mol de acid lactic (2 mol de ATP)Rolul: se realizeaz n scopul procurrii energiei ATP (de ctre toate esuturile)n ficat i alte esuturi prin glicoliz (prin intermediarii si) se obin lipide de rezerv (Tg)Localizarea: citozol

1. Fosforilarea Gl

2. Izomerizarea Gl 6 P n Fr 6 P

3. Fosforilarea Fr 6 P

Fosfofructokinaza aceast reacie reprezint etapa limitant de vitez n glicolizEste o E alosteric:Inhibitori: ATP; PEP; 1,3 difosfoglicerat; citratulActivatori: AMP, ADP, Fructozo 1,6 difosfat, Fructozo 2,6 difosfat (ea crete afinitatea E pentru S, micornd-o ns pe cea a inhibitorilor: citrat i ATP).

Regulation of 2,6-Bisphosphate Levels

4. Scindarea Fr 1,6 difosfatului n 2 trioze fosfat

5. Izomerizarea triozofosfailor

6. DH i fosforilarea gliceraldehidfosfatului

7. Fosforilare la nivel de substrat

8. Transformarea 3 fosfogliceratului n 2 fosfoglicerat

9. Dehidratarea 2 fosfogliceratului

10. a 2 fosforilare la nivel de substrat

PIRUVATKINAZASe prezint sub 2 forme: L (ficat) i M (muchi)Izoenzimele de tip L sunt E alosterice:Activatori: Fructoza 1,6 difosfatulInhibitori: ATP. Ala; acil CoA; Acetil CoAReglare covalent: este activ n forma defosforilat (promovat de insulin) i inactiv n forma fosforilat (glucagon i catecolamine)Reglare hormonal : insulina inductor al E, activnd transcrierea genei ce-i corespunde; glucagonul acioneaz ca represor

n condiii anaerobe: 11. Reducerea piruvatului

Bilanul energetic al glicolizei aerobe

BILANUL ENERGETIC AL GLICOLIZEI ANAEROBE

Fermentaia alcoolic

n rezultatul glicolizei anaerobe n citozol se formeaz NADH2 (pentru ca atomii de H s elibereze energia (ATP) ei trebuie introdui n MC unde vor fi transportai prin LR spre O2. ns - membrana intern a MC nu este permeabil pentru NADH2, deaceia pentru transportul H2 n MC servesc aa numitele sisteme naveta.

SISTEME NAVETglicerolfosfat (activ n muchi i creier); malat-aspartat (activ n miocard, ficat, rinichi).

MALAT-ASPARTAT1. MDH (citoplasmatic i MC)ASAT (citoplasmatic i MC)Transportatorul malat-cetoglutarat (antiport)Transportatorul Asp-Glu (antiport)

Sistemul navet malat-aspartatNADH+H - din glicoliz (6)- nu se poate include n LR, deoarece se afl n citozol.

Sistemul naveta Malat-Aspartat

Sistemul naveta Glicerol-FosfatE- glicerol-3 fosfat DH:a.G-3P-DH-citoplasmatic (Co- NAD)b. G-3P-DH-mitocondrial (Co- FAD)

GLUCONEOGENEZA

GLUCONEOGENEZASinteza Gl din produi neglucidici:Din piruvatLactatAAGlicerolOAAre loc n condiiile de:Epuizare a rezervelor de glicogen hepaticn inaniien cazul unui regim bogat n lipide i proteine dar srac n gluciden efort prelungitLocalizat: ficat; cortexul renal (rinichiul asigur numai 20% din totalul de Gl produs)

glicoliza

GLUCONEOGENEZASunt reaciile inverse ale glicolizei cu excepia a 3 reacii ireversibile: a10, a 3 i 1.Deaceea exist 3 ci de ocolire:transformarea piruvatului n PEPtransformarea Fr 1,6 difosfat n Fr 6 fosfattransformarea Gl 6 fosfat n GL

I cale de ocolire:Transformarea piruvatului n PEP

Piruvatcarboxilaza Piruvat + HCO3- + ATP oxaloacetat + ADP + Pi

I cale de ocolire:Transformarea piruvatului n PEP Piruvatcarboxilaza Piruvat + HCO3- + ATP oxaloacetat + ADP + PiPEP carboxikinaza :oxaloacetat + GTP PEP + GDP + CO2Sumar: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Pi + 2H+

II cale de ocolire:transformarea Fr 1,6 difosfat n Fr 6 fosfatfructoza-1,6-disfosfataza: fructoza-1,6-diP + H2O fructoza -6-P + Pi

III cale de ocolire:transformarea Gl 6 fosfat n GLglucoza-6-fosfataza: glucoza-6-fosfat+ H2O glucoza + Pi

Reacia sumarGlicoliz:Glucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi 2 piruvat +2NADH +2ATP Gluconeogeneza din piruvat:2Piruvat+2NADH +4ATP+2GTP+4H2O Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP +6Pi

Gluconeogeneza din lactatLactat +NAD Piruvat +NADH+HE - LDH

Gluconeogeneza din AAToi AA glucoformatori (excepie Leu) GlGlu, Gln, His, Arg, Pro----- alfa cetoglutarat---- OAAsp, Asn- - - OAMet, Ile--- propionil CoA---succinil CoA-----OAVal, Trh, Met - succinil CoA-----OATyr i Fen ---- fumarat----OAAla, Ser, Gli, Cis --- Piruvat

Gluconeogeneza

Gluconeogeneza din glicerol

Reglarea glicolizei i gluconeogenezeiGlicoliza:Hexokinaza/ glucokinaza (1)Fosfofructokinaza (3)Piruvatkinaza (10)Gluconeogeneza:Piruvatcarboxilaza i PEPcarboxikinazaFructozo -1,6- difosfatazaGl 6 fosfataza

Reglarea alosteric a glicolizei i gluconeogenezei

Regulation of Pyruvate KinaseSigns of abundant energy supply allosterically inhibit all pyruvate kinase isoformsSigns of glucose depletion (glucagon) inactivate liver pyruvate kinase via phosphorylationGlucose from liver is exported to brain and other vital organs

Two Alternative Fates for PyruvatePyruvate can be a source of new glucoseStore energy as glycogenGenerate NADPH via pentose phosphate pathwayPyruvate can be a source of acetyl-CoAStore energy as body fatMake ATP via citric acid cycleAcetyl-CoA stimulates glucose synthesis by activating pyruvate carboxylase

Reglarea alosteric a glicolizei i gluconeogenezei

Regulation of Phosphofructokinase 1 and Fructose 1,6-BisphosphataseGluconeogenesis if AMP is low

Glycolysis if AMP is high and ATP is low

Regulation by Fructose 2,6-BisphosphateF26BP activates phosphofructokinase (glycolytic enzyme)F26BP inhibits fructose 1,6-bisphosphatase (gluconeogenetic enzyme)

Regulation by Fructose 2,6-BisphosphateGluconeogenesis if F26BP is low

Glycolysis if F26BP is high

Regulation of 2,6-Bisphosphate Levels

Reglarea hormonal:Activatori: glucagonul, catecolaminele, glucocorticoizii (activeaz lipoliza TG glicerol --- substrat pentru gluconeogenez)Glucocorticoizii favorizeaz proteoliza extrahepatic --- AA--- GlGlucagonul: micoreaz concentraia de fructozo 2,6 difosfat (activator al fosfofructokinazei, inhibitor al fructodifosfotazei) va favoriza gluconeogeneza i inhib glicolizaInsulina inhib gluconeogeneza i activeaz glicoliza

Ciclul pentozofosfatMetabolismul Fructozei Metabolismul galactozei

untul pentozofosfatO alt cale de degradare a Gl 6 fosfatLocalizat: n citoplasmActiv:esut adiposFicatCorticosuprarenaleGlanda mamar n lactaieesut limfaticRelativ activ:n eritrociteSlab activ:Inim, esut muscularMuschii sceletici

ROLUL NADPH,Biosinteza AG, Col, a. biliari,; vitaminei D; h. corticosuprarenali Neutralizarea medicamentelor i toxinelor n lanul oxigenazic; neutralizarea NH3 n cazul aminrii reductiveReducerea glutationului oxidat n glutation redus.RIBOZA-5-FOSFATSinteza nucleozidelor, nucleotidelor, ANSinteza HisSinteza Co: NAD, NADP, FAD, CoA

productor

EtapeleImplic 2 etape:Conversia hexozelor la pentoze (etapa oxidativ)Conversia pentozelor la hexoze

Conversia hexozelor la pentoze (etapa oxidativ)

DH Gl 6P la 6fosfoglucolacton (produs intermediar) hidroliza 6 fosfoglucolactonei la 6 fosfogluconat

DH i decarboxilarea 6 fosfogluconatului

Conversia ribulozei 5 fosfat

Bilanul sumar

6glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 4Xilulozo-5P + 2 Ribozo-5P + 6 CO2 +12NADPH+H

2. Conversia pentozelor la hexoze2 ribozo-5-fosfat + 2 xilulozo-5-fosfat 2 sedoheptulozo 7-fosfat + 2 gliceraldehid3-fosfat

2 sedoxeptulozo 7 fosfat+ 2 gliceraldehid 3 fosfat 2 fructozo 6 fosfat+ 2 eritrozo 4 fosfat

Conversia pentozelor la hexoze

1. Cnd necesitatea de NADPH+H i R-5P sunt egale are loc doar prima etap2. Cnd necesitatea de NADPH+H este mai mare ca a R-5P au loc ambele etape3. Cnd necesitatea de R-5P este mai mare ca a NADPH+H au loc reaciile inverse ale etapei a doua

Bilanul sumar6 glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 6 CO2 +12NADPH+H + 4 fructozo 6P + 2 gliceraldehid 3 P2 gliceraldehid 3 P = fructozo1,6 difosfat = glucozo 6P4fructozo 6P= 4 glucozo 6P6 glucozo 6P + 12 NADP +7H2O 6 CO2 +12NADPH+H + 5 glucozo 6P+ H3PO4

glucozo 6P + 12 NADP +7H2O 6 CO2 +12NADPH+H +H3PO4

ReglareaGlucozo 6P DH:Activatori: mrirea de NADPInhibitori: NADPH+H; acil CoAraportul glutation oxidat/glutation redus. Concentraiile mari de GSSG crete viteza untuluiSinteza DH crete n glanda mamar n perioada de lactaie; scade n ficat i esutul adipos n diabet i inaniie

Deficienele ereditare ale E Deficiena transcetolazei ( E are o afinitate redus pentru TPP) conduce la tulburri neurologice (sd Wernicke Korsakoff)Deficiena de Gl 6PDH se manifest n special n eritrocite, unde calea pentozofosfat e unica surs de NADPH+H conduce la hemoliza eritrocitelorNADPH+H protejeaz AG nesaturai de interaciunea O2 n membran i asigur gradul de oxidare a Fe 2+ n hemoglobin.

Metabolismul FructozeiFr se formeaz din zaharoz2 ci metabolice|I. n rinichi, muschii scheletici:E- hexokinaza- inhibat de Gl

Metabolismul fructozeiI) n muchi i alte esuturi

II. n ficat

Fr 1P dihidroxiacetonfosfat + gliceraldehid E- aldolaza

Gliceraldehida (GA) intr n glicoliz1.

Metabolismul fructozei2) n ficat

2. Sub form de dihidroxiaceton fosfat

GA + NADH+H glicerol +NADGlicerol +ATP glicerol 3P+ADPGlicerol 3P +NAD dihidroxiacetonP +NADH+H

3. Sub form de 2 fosfoglicerat

GA +NAD+H2O glicerat + NADH+HGlicerat + ATP 2fosfoglicerat + ADP

Dereglrile metabolismulu FrFructozuria esenialCarena fructokinazeiAcumularea fructozei n organism (snge)Eliminarea n cantiti mari prin urin fructozurie.Intolerana ereditar a fructozeiCarena fructozo-1-P aldolazeiAcumulare n organism a fructozei i fructozo-1-PInhibarea glicogenolizei cu hipoglicemie,infibarea glicolizei i oxidarea atipic a glucozeiDereglerile digestie (vom, diaree), hipoglicemie pn la com hipoglicemic, retard mintal, insuficien hepatic i renal, osteodistrofie etc.

Metabolismul galactozei (Gal)Se metabolizeaz n ficat i rinichi1. Fosforilarea Gal

2. Interaciunea Gal 1P cu UDP-GlE- UDP glucozo -galactozo 1P- uridil transferaza: Gal 1P + UDP-Gl UDP-Gal- + Gl 1P

3. Interconversia UDP-Gal n UDP-Gl

UDP-Gal UDP-Gl E epimeraza

Soarta UDP gl:

Sinteza glicogenuluiUDP- Gl +PP UTP+Gl1P E- UDP-Gl-pirofosforilaz Gl 1P Gl6P

Metabolismul galactozei

Dereglrile metabolismului galactozeiCarena galactokinazeiAcumularea galactozei cu galactozemie i galactozurieOxidarea atipic a galactozei la galactitolCataract Carena galctozo-1-P uridilil transferazeiGalactozemia clasicAcumularea galactozo-1-P i galactozeiRetard mintal, insufi-cien hepatic i cataract

Calea acidului glucuronic1. Activarea Gl1P sub form de UDP-GlUTP + Gl1P Gl-UDP + PPE- UDP-Gl-pirofosforilaza

Gl-UDP + 2NAD +H2O Glucuronat-UDP+ 2 NADH+HE-DH NAD dependent

UDP-glucuronatul forma activ a glucuronatului:sinteza polizaharidelor (donor de rest glucuronil)detoxifierea compuilor strini (xenobioticelor) sau proprii (conjugare)sinteza vitaminei C

Sinteza lactozeiE- lactozo-sintetaz alctuit din 2 subuniti:Subunitatea G- catalitic- galactozil-transferaza:UDP-Gal +N-acetilglucozamin UDP + NacetillactozaminSubunitatea M lactozo-sintetaz:UDP-Gal+ Glucoza UDP+Lactoza

Lactozo-sintetaza se prolifereaz n glanda mamar; iar galactozil transferaza n toate esuturile (sinteza glicoproteinelor)n graviditate: n glanda mamar se sintetizeaz i se acumuleaz i galactozil-transferaza

Samo v mlenih lezah, preko UDP-glukoze in encimov:Laktoza sintaza in galaktozil transferaza. Ob prisotnosti alfa-laktalbumina tvori laktozo, v nemlenih tkivih pa N-acetillaktozamin.

Reglarea nivelului de glucoz n sngeConcentraia normal de Gl n snge este de 3,3 5,5 mMol/l. Creterea c% de Gl n snge mai sus de valorile normale hiperglicemieMicorarea glicemiei sub valorile normale hipoglicemieValoarea normal a glicemiei este meninut de aciunea unor hormoni.

Adrenalina, glucagonul, cortizolul, somatotropina, tiroxina accelereaz utilizarea de energie, mresc nivelul glucozeiInsulina este unicul hormon, care micoreaz concentraia de glucoz n snge.

C peptideProinsulinO endopeptidaz Ca2+-dependentLanul A Lanul B

GIP:peptidul gastro-intestinal/ aciune anticipatStimulare/ inhibiie de secreieReglarea secreiei hormonilor pancreatici.

Reglarea secreii de insulinNa+Na+K+K+K+K+GLUT2Ca2+Canale de Ca2+Voltag-dependKIRCelule pancreaticeGranule de InsulinCa2+Ca2+Ca2+Ca2+

Secreia bazal de insulin Na+Na+K+K+K+K+GLUT2Ca2+Voltage-gated Ca2+ channelKIRCelulele pancreaticeInervaia celullorSignal Granule de InsulinCa2+Ca2+Ca2+Ca2+Vm

Ca2+Granule de InsulinGlucoza-stimuleaz secreia de insulinNa+Na+K+K+K+K+ATPNa+K+K+Glucose GLUT2Ca2+Ca2+Ca2+Canale de Ca2+ Voltage-dependKIRVmCelulele pancreaticeGlucokinaseKm= 7-9 mM cell integrates input from various metabolites, hormones and neurotransmitters

Nivelul normal de InsulinUniti: 1 U = 36 g, i.e. 28 U/mgSecreia zilnic la oameni: 40 - 50 UInsulina Bazal n plasm : 12 U/mlInsulina Postprandial : la 90 U/ml

Secreia insulinei are loc n 2 faze:

Influena insulinei asupra metabolismului glucidicmrete permeabilitatea membranelor celulare pentru Gl, astfel are loc transportul glucozei n celule;activeaz sinteza glicogenului (la nivelul glicogen-sintazei) i inhib mobilizarea glicogenului (prin conversia enzimei glicogen-fosforilaza la form ei neactiv);activeaz enzimele-cheie ale glicolizei i le inhib pe cele ale gluconeogenezei.Activeaz E untului pentozofosfat

Influena insulinei asupra metabolismului lipidicActiveaz lipogenezaInhib lipoliza (triglicerid lipaza tisular)Activeaz lipoproteinlipaza

Influena insulinei asupra metabolismului proteicFaciliteaz utilizarea AA exogeni n muchi i ficatActiveaz sinteza proteinelor i inhib proteolizaMrete expresia genic

Adrenalinasporete glicemia prin activarea mobilzrii glicogenului - favorizez glicogenoliza i blochez absorbia glucozei. Glucoza obinut din glicogen iese din celul n snge, mrind glicemia.

Cortizolulfaciliteaz gluconeogeneza - prin inducia E reglatoare ale gluconeogenezei n ficat. La nivelul esuturilor periferice cortizolul are aciune catabolic (sporete lipoliza n esutul adipos i scindarea proteinelor), astfel furniznd substrate (glicerol, aminoacizi) pentru gluconeogeneza hepatic.

glucagonul amplific glicogenoliza i gluconeogeneza;somatotropina inhib absorbia glucozei;

Metabolismul glucidic Perioade post-prandiale:Ficatul capteaz cea mai mare parte din Gl alimentar:Transformarea Gl n piruvat (glicoliza)Stocartea excesulul de Gl sub form de glicogenTransformarea Gal i Fr n intermediari ai glicolizei (UDP-Gl glicogen)Activarea cii pentozo fosfat DOP n acetil Co ATransformarea excesului de glucide n AG

Perioade interalimentareDegradarea rezervelor hepatice de glicogenActivarea gluconeogenezei

DIABETUL ZAHARATDefiniieDiabetul zaharat este un sindrom metabolic caracterizat prin hiperglicemie cronic determinat de scderea absolut sau relativ (insulinorezisten) a secreiei de insulin .

n paralel cu tulburrile metabolismului glucidic apar i perturbri ale metabolismului protidic, lipidic i hidroelectrolitic.

Diabetul zaharat tip 280-90% din persoanele cu diabetInsulinorezisten- o lipsa de efect la actiunea insulinei asupra celulelor organismului 1. prereceptor2.receptor3.postreceptorInsulinodeficien

Distrugerea celulelor beta printr-un mecanism autoimunFactori iniiatori: 1.virali (rubeola; coxsakie B)2. Substane toxice (streptozocina)Factorii autoimuni:1. Prezena de autoanticorpi anticelule insulare (85% la debut)2. Prezeni anticorpi antiinsulari (nainte de tratament!)Diabetul zaharat tip 1

Insulinorezistena:Prereceptor: Molecul anormal de insulinConversia incomplet a proinsulinei n insulinAntagonitii insulinici circulani (nivele crescute de STH, cortizol, glucagon,catecolamine); anticorpi antiinsuliniciReceptor:defecte de receptor n sintezmicorarea nr de receptorimicorarea afinitii R la insulinPostreceptor:Micorarea activitii Tyr kinazicMicorarea nr de GLUTMicorarea activitii PDHglucotoxicitatea

Alterrile metabolismului glucidichiperglicemia:a. Micorarea transportului de glucoz n esuturib. Mrirea gluconeogenezeic. Activarea glicogenolizei i inhibarea glicogenezeiGlucozuria micorarea reabsorbiei Gl

DIAGNOSTICUL DZ Analize obligatorii pentru diagnostic:- glicemia norm 3,3-5,5 mmol/Lglicemia din sngele capilar recoltat ntmpltor 11,1 mmol/L sau jeun 6,1mmol/l sauglicemia din plasm recoltat ntmpltor 11,1 mmol/L sau glicemia jeun 7mmol/l (la 2 determinri, n zile diferite) confirm diagnoza de DZ

Aprecierea toleranei organismului fa de glucoz.Se recolteaz sngele pn la ncrcarea cu glucoz (diminea dup 10-14 ore de foame)- se administreaz 50g glucoz n 250 ml de ap. Se determin glicemia la 2ore

Criteriile de diagnostic ale diabetului zaharatGlicemia (mmol/L) Metabolism glucidicGlicemia jeunTTGO (glicemia la 2 ore)3,3-5,55,6- 6,1 6,1

hemoglobina (Hb) glicateste o fraciune din Hb care se unete cu resturi de glucoz (Cl se condenseaz cu Val din subunitatea a Hb. HbA fracia de bazfracii minore : 1, 1b, A1c. n norm - constituie 90%1-1,6%1-0,8%, 1-4-6%.

Glucoza se combin cu Hb continuu si practic ireversibil de-a lungul vieii eritrocitelor (120 zile); prin urmare nivelul hemoglobinei glicozilate este proporional cu nivelul mediu al glucozei plasmatice din cursul ultimelor 12 saptamani.

GlicogenozeleDefect n mobilizarea glicogenului i acumularea lui n esuturi: sunt afeciuni ereditare duc la acumularea glicogenului n esuturi i afectarea metabolismului glucidic, simptomelor clinice ca: hepatomegalie, hipoglicemie, hipotonie muscular, deficit energetic n caz de efort fizic.

TIPULE-defectStructura glicogenuluiSimptomeIV. Maladia Andersenenzimei de ramifiere (1,41,6)-transglucozilazei;lan foarte lung intern, neramificat extern;progreseaz ciroza hepatic - moarte pn la vrsta de 20 aniV. Boala McArdle:glicogen fosforilazei muscularenormalnivel sczut a lactatului i piruvatului dup exerciii, VI. Boala Hers:glicogen fosforilazei hepaticenormalhepatomegalie glicogenic;hipoglicemie i cetoz blnd.

AglicogenozeleDereglri n sinteza glicogenului i micorarea lui:Deficitul de glicogen sintaz

Hipoglicemie bazalVomSNCMoarte prematurretard de cretere, deces precoce;

I. Boala von Gierke(glicogenoza hepatorenal):deficien de glucozo-6-fosfataz n ficat, intestin i rinichi;structura glicogenului este normal;hipoglicemie, cetoz;galactoza i fructoza nu sunt convertite la glucoz.

II. Boala Pompe (glicogenez generalizat):deficit de -1,4-glucozidaz lizozomalstructura glicogenului este normal;concentraii excesive de glicogen n vacuole anormale din citozol;n unele cazuri inima este principalul organ implicat cu moarte timpurie, n altele sistemul nervos este afectat sever;valori normale ale zahrului sanguin.

III. Boala Forbes, Cori (dextrinoza limitat):deficiena enzimei amilo-1,6-glucozidazei (enzima de deramifiere);structura glicogenului este anormal: lanul extern lipsete sau este foarte scurt, numrul punctelor de ramificaie este mrit;hipoglicemie, rspuns hiperglicemic diminuat la epinefrin sau glucagon i normal la fructoz i galactoz;n proces este afectat ficatul, inima, muchii scheletici.

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.

V. Boala McArdle:deficiena glicogen fosforilazei musculare 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.

VI. Boala Hers:deficiena glicogen fosforilazei hepatice structura glicogenului este normal;este o form atenuat a afeciunii von Gierke;hepatomegalie glicogenic;hipoglicemie i cetoz blnd.

Maladia Tarui:insuficiena fosfofructokinazei musculare;structura glicogenului este normal;tablou clinic similar cu maladia McArdle;sunt afectate i eritrocitele ce determin o hemoliz intens;are loc acumularea lactatului;nu este complet clar de ce acest defect rezult prin creterea depozitrii glicogenului.

VIII. Glicogenoza de tip VIII:reducerea activrii fosforilazei n hepatocite i leucocite;structura glicogenului este normal;hepatomegalie, creterea depozitrii glicogenului hepatic;etiologie neclar

Glycogen Storage Disease

Symptoms, in addition to glycogen accumulation

Type I, liver deficiency of Glucose-6-phosphatase (von Gierke's disease)

hypoglycemia (low blood glucose) when fasting, liver enlargement.

Type IV, deficiency of branching enzyme in various organs, including liver (Andersen's disease)

liver dysfunction and early death.

Type V, muscle deficiency of Glycogen Phosphorylase (McArdle's disease)

muscle cramps with exercise.

Type VII, muscle deficiency of Phosphofructokinase.

inability to exercise.

*******************************************************************************************************************************Nobel PrizesFredrick Banting, John Macleod1923Fredrick Sanger1958Rosalyn Yalow and Solomon BersonDOROTHY CROWFOOT HODGKIN 1964 Nobel Laureate in Chemistry1978:

Human insulin cloned into E. coli by Genentech scientists. Genentechlicenses , the human insulin technology to Eli Lilly. In 1982, human insulin, Humulin, becomes the first recombinant DNA drug approved by FDA. [

*************Caracteristici esentiale:DZ2. Cel mai frecvent tip de diabet din intreaga lume este DZ2. Exista 2 defecte fundamentale: rezistenta la insulina si insuficienta celulor beta. Deci in DZ2 exista o problema a actiunii insulinei si o problema a productiei de insulina. Exista istoric familial de DZ2 si 90% din pacienti sunt supraponderali sau obezi in momentul diagnosticarii. Au inceput sa se intalneasca cazuri si la copii. Ingrijorarea majora consta in faptul ca este principala cauza de boli cardiovasculare (BCV).cei mai multi pacientii cu DZ2 mor prin IMA si AVC.DZ1. Apare datorita distrugerii celulelor beta pancreatice printr-un mecanism autoimun si care predispune la cetoacidoza. Se instaleaza brusc cu aparitia celor 3 P: poliurie, polidipsie, pierdere in greutate. O boala virala poate precipita aparitia bolii, dar fara a fi factor cauzal.

**************

glucide

Documents

Transcript of glucide