Glucogenólisis y Glucogénesis: Metabolismo del Glucógeno, Diapositivas de Bioquímica Médica

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Universidad de Guadalajara Centro Universitario de Ciencias de la Salud Departamento de Biología Molecular y Genómica Academia de Bioquímica Materia: Bioquímica Médica Clave de la Materia: I Ciclo 2020-A

Glucogenólisis y glucogénesis

Presenta: Angie Stephanie Geraldo Bastida

¿QUÉ ES EL GLUCÓGENO?

Es un homopolisacárido formado únicamente por ramificaciones de glucosa (un homoglucano, es decir, formado a partir de un sólo tipo de monosacáridos) Es un almacén de glucosa altamente movilizaba que se sitúa en forma de gránulos en el citosol L a g l u c o s a s e a l m a c e n a p r i n c i p a l m e n t e e n h í g a d o (aproximadamente 10% del peso total) y músculo (del 1-2% de la masa muscular) en forma de glucógeno https://edualimentaria.com/legumbres-composicion-y-propiedades/2-uncategorised/78-hidratos-de-carbono-carbohidratos

Presenta dos tipos de enlace:

• Cadenas de residuos de glucosa con enlaces alfa(1-4)
• La presencia de ramificaciones alfa(1-6)

Sus enzimas se encuentran en la superficie de la partícula, el

gran número de moléculas terminales permite la fácil y rápida

liberación de glucosa

McKee, T., McKee, JR. (2014) Bioquímica. Las bases moleculares de la vida. 5e. Barcelona, España. Editorial McGraw-Hill.

IMPORTANCIA BIOMÉDICA

Es el principal carbohidrato de almacenamiento en animales Su estructura ramificada permite la rápida liberación de glucosa-1- fosfato gracias al gran número de sitios para la glucogenólisis. Permite llevar a cabo una vida sana: la realización de ejercicio, tener energía, llevar una dieta común, etc. El glucógeno muscular ofrece disponibilidad de glucosa-1-fosfato para la glucólisis dentro del músculo. El glucógeno hepático tiene la función de almacenar glucosa y exportarla para mantener la misma concentración de glucemia durante el estado de ayuno. Rodwell,VW., Bender, DA. Et al., (2015) Harper Bioquímica Ilustrada. 30e. Barcelona, España. Editorial McGraw-Hill Global Education Holdings, LLC

GLUCÓGENO HEPÁTICO GLUCÓGENO MUSCULAR FUNCIÓN PRINCIPAL

• Mantenimiento de la concentración de glucosa en sangre - C o m b u s t i b l e^ d e r e s e r v a p a r a l a c o n t r a c c i ó n muscular OTRAS FUNCIONES
• Utilizado^ como^ combustible para cualquier tejido: el hígado contiene glucosa-6-fosfatasa que desfosforila la glucosa y permite que salga a la sangre
• Ninguna,^ el^ músculo carece de glucosa-6- f o s f a t a s a y l a glucosa-6-p no puede salir DEPÓSITOS
• Aproximadamente 10% del peso del hígado
• Aproximadamente^ 1-2%^ del p e s o d e l m ú s c u l o ( p e r o tenemos mucha más masa muscular, por lo que hay el doble de glucógeno que en el hígado) CONTROL HORMONAL
• E l^ g l u c a g ó n^ y^ l a adrenalina estimulan la glucogenólisis
• La insulina estimula la síntesis
• La adrenalina estimula la glucogenólisis
• La insulina estimula la síntesis

ALMACENAMIENTO DE GLUCOSA Y GLUCÓGENO EN UN ADULTO DE 70KG TEJIDO TIPO CANTIDAD PORCENTAJ E DE MASA HÍSTICA CALORÍAS HÍGADO Glucógeno 75g 3 - 5% 300 MÚSCULO Glucógeno 250g 0.5 - 1.0% 1, SANGRE Y LÍQUIDO EXTRACELULA R Glucógeno 10g - 40 Baynes, JW., Dominiczak, MH. (2011) Bioquímica médica. 3e. Barcelona, España. Elsevier España, S.L.

En el músculo la alimentación y actividad física son factores que afectan la variabilidad. Aproximadamente 400 gramos de glucógeno constituyen del 1-2% del peso fresco del músculo en reposo. Harvey, R.A., Ferrier, D.R. (2011) Bioquímica. 5e. WOLTERS KLUWER/ LIPPINCOT W. W.

El cerebro y los eritrocitos son completamente dependientes de la glucosa sanguínea para el metabolismo energético y consumen alrededor del 80% de los 200 gramos de glucosa que consume una persona por día. En el plasma y el líquido extracelular sólo se encuentra un aporximado de 10 gramos de glucosa McKee, T., McKee, JR. (2014) Bioquímica. Las bases moleculares de la vida. 5e. Barcelona, España. Editorial McGraw-Hill. Baynes, JW., Dominiczak, MH. (2011) Bioquímica médica. 3e. Barcelona, España. Elsevier España, S.L.

METABOLISMO DEL GLUCÓGENO

El glucógeno se almacena a partir de la glucosa. La síntesis y degradación del glucógeno es regulada para que la disposición de glucosa sea suficiente para las necesidades energéticas del organismo. Como parte de este metabolismo, la glucogénesis y glucogenólisis se controlan principalmente por tres hormonas: insulina, glucagón y epinefrina. McKee, T., McKee, JR. (2014) Bioquímica. Las bases moleculares de la vida. 5e. Barcelona, España. Editorial McGraw-Hill.

METABOLISMO DEL

GLUCÓGENO

MECANISMO HORMONAL

Glucogénesis Glucogenolísis

insulina La insulina es el principal represor transcripcional de los genes de las enzimas PEPCK (Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa) y G6Pasa (Glucosa-6-fosfatasa), principales enzimas catalizadoras de la ruta gluconeogénica. La activación dependiente de la insulina de la fosfodiesterasa, con disminución de la actividad de la PKA (Proteína Quinasa A) y disminución de fosforilación de la piruvato cinasa y fosfofructocinasa-2, PFK- (fosfofructoquinasa-2 o 6-fosfofructo-2-kinasa) incrementan drásticamente el ingreso de glucosa a las células. glucagó n La expresión genética de estas PEPCK y G6Pasa se modula por el glucagon y los glucocorticoides, que son secretados principalmente durante el ayuno. Inhibe la glucógeno sintasa a través de la inactivación de la fosfoproteína fosfatasa que es más activa en estado no fosforilado. En consecuencia el glucagón activa la glucogenolisis hepática. epinefrin a Provoca señales hepáticas que llevan a la fosforilación e inactivación de la piruvato cinasa, lo que permite un incremento en el flujo a través de la gluconeogénesis. Disminuye la secreción de insulina por una vía de regulación acoplada al cAMP y contrarresta el efecto de la insulina en el hígado y tejidos periféricos, uniéndose a receptores β-adrenérgicos, induce la actividad de la adenilciclasa, incrementa el cAMP, y activa a la PKA de forma similar al glucagón. https://www.medigraphic.com/pdfs/revedubio/reb-2012/reb121c.pdf y https://themedicalbiochemistrypage.org/es/insulin-sp.php

EFECTOS HORMONALES SOBRE RUTAS METABÓLICAS TEJIDOS INSULINA GLUCAGÓN EPINEFRINA (ADRENALINA) MÚSCULO ↑ Captura de glucosa ↑ Glucogénesis No efecto ↑ Glucogenólisis TEJIDO ADIPOSO ↑ Captura de glucosa ↑ Lipogénesis ↓ Lipólisis ↑ Lipólisis ↑ Lipólisis HÍGADO ↑ Glucogenólisis ↑ Lipogénesis ↓Gluconeogénesis ↓ Glucogénesis ↑ Glucogenólisis ↓ Glucogénesis ↑ Glucogenólisis ↑ Gluconeogénesis http://www3.uah.es/bioquimica/Tejedor/BBM-II_farmacia/INTERR-METAB.htm

Iniciando la liberación de glucosa en el torrente sanguíneo debido a la glucogenólisis Formación e hidrólisis del cAMP (ácido 3’,5’-adenílico,cAMP) Rodwell,VW., Bender, DA. Et al., (2015) Harper Bioquímica Ilustrada. 30e. Barcelona, España. Editorial McGraw-Hill Global Education Holdings, LLC

INSULINA

El receptor de insulina se vuelve una enzima tirosina cinasa activa y produce otra cascada de fosforilación pero con un sistema opuesto al glucagón-cAMP Las enzimas de la glucogenólisis se inhiben y se activan las de la glucogénesis Aumenta también la velocidad de captación de glucosa por distintos tipos de células diana, sin incluir las hepáticas o cerebrales McKee, T., McKee, JR. (2014) Bioquímica. Las bases moleculares de la vida. 5e. Barcelona, España. Editorial McGraw-Hill.