Integración y Regulación del Metabolismo - Carlos Pedroza by Carlos Pedroza

Universidad Central de Venezuela Facultad de Medicina Escuela “José María Vargas” Cátedra de Bioquímica

Integración y Regulación del Metabolismo

Integración Metabólica

Br. Carlos Pedroza

Estudiar Metabolismo

Enzimas 2da Ley de la Termodin谩mica Integraci贸n Metab贸lica

Estudiar Metabolismo

Integraci贸n Metab贸lica

PRIMERA PARTE

CONDICIONES BIOQUÍMICAS Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Mecanismos de Regulación Compartimentalización

Control de Síntesis de la Enzima

Modulación Covalente

Integración Metabólica

Enzimas

Isoenzimas Diferentes

Modulación Alostérica

PRIMERA PARTE –

Mecanismos de Regulación Compartimentalización Isoenzimas diferentes

Modulación alostérica Modulación covalente Control de síntesis de la enzima

Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Mecanismos de Regulación Compartamentalización Isoenzimas diferentes

Modulación alostérica Modulación covalente Control de síntesis de la enzima

Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Mecanismos de Regulación Compartamentalización Isoenzimas diferentes

Modulación alostérica Modulación covalente Control de síntesis de la enzima

Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Mecanismos de Regulación Compartamentalización Isoenzimas diferentes

Modulación alostérica Modulación covalente Control de síntesis de la enzima

Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Mecanismos de Regulación Compartamentalización Isoenzimas diferentes

Modulación alostérica Modulación covalente Control de síntesis de la enzima

Integración Metabólica

Isoenzima de ↑Km Isoenzima de ↓Km Glucoquinasa (hígado) Hexoquinasa I, II y III Aminoacil-tRNA Sintetasa Aminoacil-tRNA Sintetasa Muscular Neuronal Transportador de glucosa Transportador de Glucosa GLUT-2 (hígado) GLUT1 y 3 Lipasa Lipoproteica Lipasa Lipoproteica (adipocito) (muscular y cardíaca) Glutaminasa renal Glutaminasa hepática

PRIMERA PARTE –

Mecanismos de Regulación Compartamentalización Isoenzimas diferentes

Modulación alostérica Modulación covalente Control de síntesis de la enzima

Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

“Modificación de la actividad enzimática por unión a través de interacciones débiles de una molécula a un sitio diferente al sitio activo generando un cambio conformacional en la enzima”

PRIMERA PARTE –

Mecanismos de Regulación Compartamentalización Isoenzimas diferentes

Modulación alostérica Modulación covalente Control de síntesis de la enzima

Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

“Modificación de la actividad enzimática por unión covalente de grupos fosfato, grupos adenilil, grupos metilos, etc”.

PRIMERA PARTE –

Mecanismos de Regulación Compartamentalización Isoenzimas diferentes

Modulación alostérica Modulación covalente Control de síntesis de la enzima

Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

“Modificación de la actividad enzimática por unión covalente de grupos fosfato, grupos adenilil, grupos metilos, etc”.

PRIMERA PARTE –

Mecanismos de Regulación Compartamentalización Isoenzimas diferentes

Modulación alostérica Modulación covalente Control de síntesis de la enzima

“Modificación de la actividad enzimática por unión covalente de grupos fosfato, grupos adenilil, grupos metilos, etc”.

Activas fosforiladas

Activas desfosforiladas

Piruvato carboxilasa Fructosa-2,6-bifosfatasa Glucógeno fosforilasa Fosforilasa quinasa

HMG-CoA reductasa Fosfofructoquinasa I y II Piruvato quinasa l Piruvato deshidrogenasa Glucógeno sintasa Acetil-CoA Carboxilasa

Triacilglicérido lipasa

Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Mecanismos de Regulación Compartamentalización

Modulación alostérica

Inducidas por insulina Glucoquinasa Piruvato quinasa

Modulación covalente

Ácido graso sintasa

Isoenzimas diferentes

Control de síntesis de la enzima

Integración Metabólica

Acetil-CoA carboxilasa

Inducidas por cortisol Proteasas Arginasa Argininosuccinasa Argininosuccinato sintetasa Glucosa 6-fosfatasa PEP carboxiquinasa

PRIMERA PARTE –

Mecanismos de Regulación Compartamentalización Isoenzimas diferentes

Modulación alostérica Modulación covalente Control de síntesis de la enzima

Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

2da Ley de la Termodinámica

Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Períodos Metabólicos Insulina

Glucagon

Período Absortivo Hora de la Comida

Período Post-absortivo 4 horas después

Integración Metabólica

6 horas después

Ayuno intermedio a prolongado

Ayuno nocturno 24 horas después

1-24 días después

PRIMERA PARTE –

A↓

Condiciones Bioquímicas

Regulación Paracrina Células  Insulina

Células  Glucagon

Células  Somastotatina

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Células  Somastotatina

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Insulina

Células β Insulina Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Insulina

Ruta Ras, Raf, MAPK → Receptor tirosina-quinasa → Regulación de la expresión Activación de PKB y fosfoproteínas fosfatasas (Ppasas)

Células β Insulina Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Insulina

Condiciones Bioquímicas

Ruta Ras, Raf, MAPK INSULINA

 

Medio Extracelular -SS-

T K

-SS-

Citosol

T K

Cys

P PTB

Tyr



IRS1

P S Tyr

H 2

GR B2

S H 3

mSos

P P P GT P

Ras

Raf Ser



RTK

MEK fosforila y activa a MAPK.MEK MAPK

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Insulina

Condiciones Bioquímicas

Activación de PKB y PPasas INSULINA 



Medio Extracelular -S-S-

PDK1

-S-S-

Citosol

PKB/ISPK P

Tyr

P PTB

Tyr



RTK

Integración Metabólica

IRS-1

Tyr

P SH2

PI3K

PPasa (inactiva)

Ser Tre

PPasa (activa)

Ser Tre

PRIMERA PARTE –

Glucagon

Células α Glucagon Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Glucagon

Ruta del AMPc → Receptor acoplado a Proteína G → PKA Ruta del Inositol trifosfato → Receptor acoplado a Proteína G → PKC Fosforilando e inhibiendo a la Fosfoproteína fosfatasa-1 (PP-1)

Células α Glucagon Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Glucagon

Condiciones Bioquímicas

Ruta del AMPc Hormona Receptor

Rs GSβ GSγ

Adenilato Ciclasa (activa)

+ G Sα

GTP

ATP PPi AMPc

R Pi Pi

AMPc

R AMPc

PKA

Proteína Kinasa A (PKA) (activa)

PKA Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Glucagon

Condiciones Bioquímicas

Ruta del AMPc Hormona Fosfolipasa C (activa)

Receptor

+ G

Gqβ Gq γ PPasa (activa)

Ser Tre

qα

GTP

DAG Ca2+ PKC activa

PPasa (inactiva)

Ser Tre

Integración Metabólica

PIP2 IP3 DAG

Ca2+ Ca2+

IP3

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+

Retículo sarco/endoplasmático liso

Cortisol

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Inducción Genética → Control de la Síntesis de Enzimas

Zona Fasciculada y Reticular Integración Metabólica

Cortisol

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Inducidas por cortisol Proteasas Arginasa Argininosuccinasa Argininosuccinato sintetasa Glucosa 6-fosfatasa PEP carboxiquinasa Integración Metabólica

Cortisol

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Glucosa en Sangre

Glicemia normal 60-110 mg/dL Riesgo de Coma <60 mg/dL Integración Metabólica

Condiciones Bioquímicas

ATP/ADP y

NADH/NAD+

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

PRIMERA PARTE –

Enzimas Regulatorias

Condiciones Bioquímicas

Carbohidratos

Lípidos

Aminoácidos

Hexoquinasa Fosfofructoquinasa-1 Piruvato Quinasa Piruvato Carboxilasa PEP carboxiquinasa Fructosa-1,6-bifosfatasa Piruvato Deshidrogenasa Glucógeno sintasa Glucógeno fosforilasa

Acetil-CoA carboxilasa Complejo ácido-graso sintasa HMG CoA reductasa Triglicérido lipasa Carnitina Acil Transferasa

Glutamato Deshidrogenasa Carbamoil-P Sintetasa I Arginosuccinato sintetasa Arginosuccinato liasa Arginasa

Integración Metabólica

Ciclo de Krebs

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Ciclo de Krebs

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Ciclo de Krebs

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Ciclo de la Urea

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Ciclo de la Urea

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Ciclo de la Urea

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Metabolismo de Aminoácidos

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Metabolismo de Aminoácidos

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Metabolismo de Aminoácidos

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Metabolismo de Aminoácidos

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Metabolismo de Aminoácidos

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Neoglucogénesis

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Vía de las Pentosas y Enzima Málica

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Vía de las Pentosas y Enzima Málica

Integración Metabólica

PRIMERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

No Insulinodependientes

Insulinodependientes

Reguladores de la Glicemia

Eritrocitos

Corazón

Intestino delgado

Sistema Nervioso

Músculo

Hígado

Médula suprarrenal

Tejido adiposo

Glut-1 y Glut-3

Glut-4

Riñón Páncreas Glut-2

Transportador

Afinidad

¿Insulinodependiente?

¿Cuándo está activo?

Glut-1

Baja

Alta

Activo siempre

Glut-2

Alta

Baja

Activo sólo en período absortivo

Glut-3

Baja

Alta

Activo siempre

Glut-4

Baja

Alta

Sí

Activo sólo en período absortivo

Integración Metabólica

SEGUNDA PARTE

IDA AL BURGER KING Integraci贸n Metab贸lica

SEGUNDA PARTE –

Anatomía de una Hamburguesa

Proteínas

Carbohidratos

Lípidos

Calorías

71g

151g

90g

1670

Integración Metabólica

Ida al Burger King

SEGUNDA PARTE –

Cavidad oral Amilasa salival

Integración Metabólica

Ida al Burger King

SEGUNDA PARTE –

Ida al Burger King

Estómago Pepsinógeno y Enteropeptidasa Factor intrínseco Nucleasa

Integración Metabólica

SEGUNDA PARTE –

Ida al Burger King

Duodeno Amilasa pancreática, sacarasa, maltasa, lactasa Colecistoquinina y Secretina Lipasa pancreática, Fosfolipasa A2, Colesterol esterasa Enteropeptidasa, tripsinógeno, quimiotripsinógeno, procarboxipeptidasa, proelastasa Aminopeptidasa, dipeptidasa, tripeptidasa Ribonucleasa y Desoxirribonucleasa

Integración Metabólica

SEGUNDA PARTE –

Duodeno

Integración Metabólica

Ida al Burger King

SEGUNDA PARTE –

Ida al Burger King

Yeyuno 20% → Hígado

Enterocito → QM Pool de aminoácidos

Integración Metabólica

Yeyuno

Integración Metabólica

SEGUNDA PARTE –

Ida al Burger King

Yeyuno

Integración Metabólica

SEGUNDA PARTE –

Ida al Burger King

Yeyuno

Integración Metabólica

SEGUNDA PARTE –

Ida al Burger King

SEGUNDA PARTE –

Íleon Sales Biliares

Vitamina B12

Integración Metabólica

Ida al Burger King

ﾃ考eon

Integraciﾃｳn Metabﾃｳlica

ﾃ考eon

Integraciﾃｳn Metabﾃｳlica

ﾃ考eon

Integraciﾃｳn Metabﾃｳlica

TERCERA PARTE

TITANIC D Integraci贸n Metab贸lica

Carbohidratos

TERCERA PARTE –

*Glicólisis *Ciclo de Krebs *Neoglucogénesis

*Glucogenogénesis *Glucogenólisis

Lípidos

*Síntesis de Ácidos Grasos *β-Oxidación de Ácidos Grasos *Síntesis de Colesterol *Captación de AG, TG, QM y VLDL *Lipólisis *Cetogénesis Hepática Aminoácidos

Activación e Inactivación de Vías Metabólicas en Período Absortivo

*Captación de Glucosa

Leyenda

*Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Activada

*Síntesis de Proteínas

Inactivada

*Proteólisis y catabolismo de aminoácidos Integración Metabólica

Titanic 3D

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Captación de Glucosa Condiciones Bioquímicas Altas concentraciones de glucosa en sangre

Condiciones Bioquímicas – Anatómicas Circulación porto-cava Las hexoquinasas I, II y III son inhibidas por producto (Glucosa-6-P), la glucoquinasa no.

Integración Metabólica

Efectos Todos los transportadores de glucosa están activos y las células captan glucosa Todas las isoformas de la hexoquinasa (I, II, III y IV) están activas Efectos El hígado recibe 100% sangre portal → en un solo paso remueve 20% de la glucosa. Los tejidos captan glucosa hasta un límite → El hígado capta todo el excedente de glucosa.

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Glicólisis Condiciones Bioquímicas Condiciones antes expuestas

Efectos Formación de Glucosa-6-P

Presencia de Insulina

Se induce la expresión genética de Glucoquinasa y Piruvato quinasa. Se promueve la defosforilación de la Fosfofructoquinasa I, de la enzima dual PFKII/F2,6BiPasa, de Piruvato quinasa L y la Piruvato DH.

Defosforilación de la enzima dual → Fosfofructoquinasa II activa

Producción de F-2,6-P → (MA+) de la Fosfofructoquinasa I

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Ciclo de Krebs Condiciones Bioquímicas

Inactivación de la β-oxidación de AG Bajos niveles de ATP (MA-) y altos de ADP y AMP (MA+) Baja relación NADH+/NAD+ mitocondrial Inactivación de la Neoglucogénesis

Integración Metabólica

Efectos Menor producción de NADH+ y de ATP → Reduce relaciones ATP/ADP y NADH+/NAD+. Activan → Piruvato DH, Citrato sintasa, Isocitrato DH y α-cetoglutarato DH.

Activa → Piruvato DH, Isocitrato DH, αcetoglutarato DH y Malato DH mitocondrial (sentido oxalacetato). Se evita la “fuga” de oxalacetato

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Neoglucogénesis

Condiciones Bioquímicas Presencia de Insulina

Defosforilación de la enzima dual Fosfofructoquinasa II activa Defosforilación de la enzima dual Fructosa-2,6-bifosfatasa inactiva. Inactivación de la β-oxidación de AG Y rápida remoción del oxalacetato por la citrato sintasa Bajas relaciones de ATP/ADP y NADH+/NAD+

Integración Metabólica

Efectos Se promueve la defosforilación de la enzima dual y de la PEP carboxiquinasa Fosforilación de F-6-P → F-2,6-P. (MA-) de la Fructosa-1,6-bisfosfatasa. No puede catalizar F-2,6-P → F-6-P Menor producción de NADH+ y de ATP → Reduce relaciones ATP/ADP y NADH+/NAD+ Se promueve la acción de la malato DH mitocondrial (en sentido oxalacetato → ciclo de Krebs)

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Síntesis de Glucógeno Hepático Condiciones Bioquímicas Condiciones antes expuestas Presencia de Insulina Inactivación de PKA y GSK3

Integración Metabólica

Efectos Formación de glucosa-6-P. Se promueve la defosforilación y activación de la Glucógeno sintasa Se promueve la inactivación de PKA y GSK3 Se evita la fosforilación e inactivación de la glucógeno sintasa.

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Glucogenólisis Hepática Condiciones Bioquímicas

Efectos Se promueve la defosforilación e inactivación de Presencia de Insulina la Glucógeno fosforilasa y de la Fosforilasa b quinasa. Se evita la defosforilación y activación de la Fosforilasa b quinasa defosforilada e inactiva Glucógeno fosforilasa. (MA-) de la Glucógeno fosforilasa hepática Altos niveles de glucosa para hacerla susceptible a fosfoproteínasfosfatasas que la inactivan.

Integración Metabólica

Carbohidratos

TERCERA PARTE –

*Glicólisis *Ciclo de Krebs *Neoglucogénesis

*Glucogenogénesis *Glucogenólisis

Lípidos

*Síntesis de Ácidos Grasos *β-Oxidación de Ácidos Grasos *Síntesis de Colesterol *Captación de AG, TG, QM y VLDL *Lipólisis *Cetogénesis Hepática Aminoácidos

Activación e Inactivación de Vías Metabólicas en Período Absortivo

*Captación de Glucosa

Leyenda

*Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Activada

*Síntesis de Proteínas

Inactivada

*Proteólisis y catabolismo de aminoácidos Integración Metabólica

Titanic 3D

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Síntesis de Ácidos Grasos Condiciones Bioquímicas Vías glicolítica y descarboxilación oxidativa del piruvato → Activas

Efectos Generación de suficiente Acetil-CoA.

Se promueve la defosforilación y activación de la Acetil-CoA carboxilasa → Producción de Malonil-CoA. Presencia de Insulina Se induce la expresión genética del Complejo Ácido Graso Sintasa. Vías de las pentosas y ciclo citrato-malato Generación de suficiente NADPH+, cofactor (enzima málica) → Activas de la Ácido Graso sintasa

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

β-Oxidación de Ácidos Grasos Condiciones Bioquímicas Presencia de Malonil-CoA Carnitina Acil Transferasa I → Inhibida

Integración Metabólica

Efectos Malonil-CoA → (MA-) de la Carnitina-aciltransferasa I. Se bloquea la entrada de ácidos grasos activados (Acil-CoA) a la mitocondria.

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Síntesis de Colesterol Condiciones Bioquímicas Vías glicolítica y descarboxilación oxidativa del piruvato → Activas

Efectos Generación de suficiente Acetil-CoA

Presencia de Insulina

Se promueve la defosforilación y activación de la HMG-CoA reductasa Se promueve la defosforilación e inactivación de la HMG-CoA reductasa quinasa

HMG-CoA reductasa quinasa inactiva

Se evita la fosforilación e inactivación de la HMG-CoA reductasa

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Captación de AG, TG, QM y VLDL Condiciones Bioquímicas Altos niveles de QM y VLDL en la sangre Presencia de Insulina

Integración Metabólica

Efectos Todas las LLP están activas Se activa la LLP dependiente de insulina → Tejido adiposo.

Captación de AG, TG, QM y VLDL

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Captación de AG, TG, QM y VLDL

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Captación de AG, TG, QM y VLDL

TERCERA PARTE –

1) Receptores LRP 2) Receptores LDL

Integración Metabólica

Titanic 3D

Captación de AG, TG, QM y VLDL

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Captación de AG, TG, QM y VLDL

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Captación de AG, TG, QM y VLDL

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Lipólisis Condiciones Bioquímicas Presencia de Insulina

Integración Metabólica

Efectos Se promueve la defosforilación e inactivación de la Triacilglicérido lipasa y perilipinas

Lipólisis

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Cetogénesis Hepática Condiciones Bioquímicas β-oxidación → Inactiva Ciclo citrato-malato activo Menor producción de Acetil-CoA Acetil-CoA → Ciclo de Krebs Salida del Acetil-CoA Lipógenesis → Activa

Integración Metabólica

Efectos Menor producción de Acetil-CoA Salida del Acetil-CoA No hay Acetil-CoA mitocondrial suficiente para la cetogénesis hepática

Carbohidratos

TERCERA PARTE –

*Glicólisis *Ciclo de Krebs *Neoglucogénesis

*Glucogenogénesis *Glucogenólisis

Lípidos

*Síntesis de Ácidos Grasos *β-Oxidación de Ácidos Grasos *Síntesis de Colesterol *Captación de AG, TG, QM y VLDL *Lipólisis *Cetogénesis Hepática Aminoácidos

Activación e Inactivación de Vías Metabólicas en Período Absortivo

*Captación de Glucosa

Leyenda

*Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Activada

*Síntesis de Proteínas

Inactivada

*Proteólisis y catabolismo de aminoácidos Integración Metabólica

Titanic 3D

Recuperación de NH4 y αcetoácidos Condiciones Bioquímicas Altos niveles de NADPH+ y la alta relación GTP/GDP

Titanic 3D

Efectos Se favorece la reacción de la glutamato-DH hacia la formación de glutamato

α-cetoglutarato + NADPH++ H+ +NH4+

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Glutamato + NADP+

Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Proteólisis y catabolismo de aminoácidos

TERCERA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Titanic 3D

Efectos No se induce en músculo las proteasas que Ausencia de Cortisol degradan proteína muscular a aminoácidos. No se produce N-Acetil-glutamato, quien es el Bajos niveles de Arginina (MA+), glutamato y modulador alostérico positivo (MA+) de la Acetil-CoA → no se activa la N-acetilCarbamoil-fosfato sintetasa I. Ésta es la glutamato sintetasa enzima clave del ciclo de la urea, que resulta inactivada. No se induce en hígado enzimas del ciclo de la Ausencia de Cortisol urea → la Argininosuccinato sintetasa y la Arginasa.

Integración Metabólica

Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Integración Metabólica

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

TERCERA PARTE –

Titanic 3D

Síntesis de Proteínas Condiciones Bioquímicas Presencia de Insulina y Factores de crecimiento

Integración Metabólica

Efectos Se induce la síntesis de factores transcripcionales que además promueven la síntesis de numerosas proteínas.

CUARTA PARTE

ESTUDIAMOS BIOQUÍMICA Integración Metabólica

Carbohidratos

CUARTA PARTE –

Estudio

*Glicólisis *Ciclo de Krebs *Neoglucogénesis

*Glucogenogénesis *Glucogenólisis

Lípidos

*Síntesis de Ácidos Grasos

Aminoácidos

Activación e Inactivación de Vías Metabólicas en Post-Absortivo

*Captación de Glucosa

*β-Oxidación de Ácidos Grasos *Síntesis de Colesterol

Leyenda

*Captación de AG, TG, QM y VLDL

Sistema Nervioso Central

*Lipólisis

Eritrocitos

*Cetogénesis Hepática

Corazón

*Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Activada

*Síntesis de Proteínas

Inactivada

*Proteólisis y catabolismo de aminoácidos Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

Captación de Glucosa Condiciones Bioquímicas Bajas concentraciones de Glucosa en Sangre

Presencia de Cortisol Expresión de la glucosa-6-fofatasa en hígado

Integración Metabólica

Efectos La glucosa sólo es captada en tejidos noinsulinodependientes La glucosa sólo es fosforilada en tejidos noinsulinodependientes

Se induce la expresión genética de la glucosa6-fofatasa en hígado Se favorece la liberación hepática de glucosa a la sangre

CUARTA PARTE –

Estudio

Glicólisis Condiciones Bioquímicas

Fosforilación de la enzima dual → Fructosa 2,6 Bifosfatasa activa

Efectos Se promueve la fosforilación de la Fosfofructoquinasa I, la enzima dual PFKII/F2,6BiPasa, la Piruvato quinasa L y la Piruvato DH. Se cataliza la reacción F-2,6-P → F-6-P

Ausencia de la F-2,6-P (MA+)

Inactivación de la Fosfofructoquinasa I

Generación de altos niveles de AG libres y Acetil-CoA en hepatocito

(MA-) de la Piruvato quinasa L y la Piruvato deshidrogenasa

Presencia de Glucagon y Adrenalina

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

Ciclo de Krebs Condiciones Bioquímicas β-oxidación de AG → Activa

Altos niveles de ATP y NADH+ (MA-) y bajos de ADP y AMP y de NAD+ (MA+)

Neoglucogénesis → inactivada

Integración Metabólica

Efectos Aumento de las relaciones ATP/ADP y NADH+/NAD+ Inactivan a la Piruvato DH, a la Citrato sintasa, a la Isocitrato DH y a la α-cetoglutarato DH. Favorecen la reacción en sentido de malato (neoglucogénico) de la Malato DH mitocondrial “Consumo” del oxalacetato, sustrato de la Citrato Sintasa

CUARTA PARTE –

Estudio

Síntesis de Glucógeno Hepático Condiciones Bioquímicas Presencia de Glucagon y de Adrenalina

Inhibidor-1 de la Fosfoproteína-fosfatasa (PP1-Inh) → Activo

Integración Metabólica

Efectos Se promueve la fosforilación e inactivación de la Glucógeno sintasa Se promueve la fosforilación y activación del Inhibidor-1 de la Fosfoproteína-fosfatasa Se evita que la Fosfoproteína-fosfatasa defosforile y active a la Glucógeno sintasa.

CUARTA PARTE –

Estudio

Glucogenólisis Hepática Condiciones Bioquímicas Presencia de Glucagon y la Adrenalina Fosforilasa b quinasa → Activa Bajos niveles de glucosa

Integración Metabólica

Efectos Se promueve la fosforilación y activación de la Fosforilasa b quinasa Fosforilación y activación de la Glucógeno fosforilasa que pasa a su forma “a” No se promueve la inactivación de la Glucógeno fosforilasa hepática.

CUARTA PARTE –

¿Neoglucogénesis? Integración Metabólica

Estudio

Carbohidratos

CUARTA PARTE –

Estudio

*Glicólisis *Ciclo de Krebs *Neoglucogénesis

*Glucogenogénesis *Glucogenólisis

Lípidos

*Síntesis de Ácidos Grasos

Aminoácidos

Activación e Inactivación de Vías Metabólicas en Post-Absortivo

*Captación de Glucosa

*β-Oxidación de Ácidos Grasos *Síntesis de Colesterol

Leyenda

*Captación de AG, TG, QM y VLDL

Sistema Nervioso Central

*Lipólisis

Eritrocitos

*Cetogénesis Hepática

Corazón

*Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Activada

*Síntesis de Proteínas

Inactivada

*Proteólisis y catabolismo de aminoácidos Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

Síntesis de Ácidos Grasos Condiciones Bioquímicas

Efectos Se promueve la fosforilación e inactivación de la Presencia de Glucagon y la Adrenalina Acetil-CoA carboxilasa Acetil-CoA carboxilasa → Inhibida No se produce Malonil-CoA Baja actividad de la vías de las pentosas y del No se genera suficiente NADPH+ para la ciclo citrato-malato (enzima málica) síntesis de AG.

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

β-Oxidación de Ácidos Grasos Condiciones Bioquímicas Inhibición de la Acetil-CoA carboxilasa Ausencia de Malonil CoA Carnitina Acil Transferasa I → Desinhibida

Integración Metabólica

Efectos No hay producción de Malonil CoA Se desinhibe la Carnitina Acil Transferasa I Se promueve la entrada de ácidos grasos activados (Acil-CoA) a la mitocondria.

CUARTA PARTE –

Estudio

Síntesis de Colesterol Condiciones Bioquímicas Presencia de Glucagon y la Adrenalina

HMG-CoA reductasa quinasa → Activa

Integración Metabólica

Efectos Se promueve la fosforilación e inactivación de la HMG-CoA reductasa. Se promueve la fosforilación y activación de la de la HMG-CoA reductasa quinasa Fosforilación e inactivación de la HMG-CoA reductasa

CUARTA PARTE –

Estudio

Captación de AG, TG, QM y VLDL Condiciones Bioquímicas Bajos niveles de VLDL Ausencia de Insulina No quedan QM en el período de ayuno

Integración Metabólica

Efectos

Existe una distribución exclusiva de TG proveniente del VLDL al Corazón

Captación de AG, TG, QM y VLDL

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

CUARTA PARTE –

Estudio

Lipólisis Condiciones Bioquímicas Presencia de Glucagon y Adrenalina

Integración Metabólica

Efectos Se promueve la fosforilación y activación de la Triacilglicérido lipasa y perilipinas.

Lipólisis

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

CUARTA PARTE –

¿Cetogénesis? Integración Metabólica

Estudio

Carbohidratos

CUARTA PARTE –

Estudio

*Glicólisis *Ciclo de Krebs *Neoglucogénesis

*Glucogenogénesis *Glucogenólisis

Lípidos

*Síntesis de Ácidos Grasos

Aminoácidos

Activación e Inactivación de Vías Metabólicas en Post-Absortivo

*Captación de Glucosa

*β-Oxidación de Ácidos Grasos *Síntesis de Colesterol

Leyenda

*Captación de AG, TG, QM y VLDL

Sistema Nervioso Central

*Lipólisis

Eritrocitos

*Cetogénesis Hepática

Corazón

*Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Activada

*Síntesis de Proteínas

Inactivada

*Proteólisis y catabolismo de aminoácidos Integración Metabólica

Recuperación de NH4 y αcetoácidos Condiciones Bioquímicas Bajos niveles de NADPH+ y la baja relación GTP/GDP

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

Efectos Se favorece la reacción de la Glutamato DH hacia la formación de α-cetoglutarato

Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

Recuperación de NH4+ y α-cetoácidos

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

Proteólisis y catabolismo de aminoácidos

CUARTA PARTE –

Condiciones Bioquímicas

Estudio

Efectos Se induce en músculo las proteasas que degradan proteína muscular a aminoácidos. Presencia de Cortisol Se induce en hígado enzimas del ciclo de la urea → la Argininosuccinato sintetasa y la Arginasa Se produce N-Acetil-glutamato, quien es el Altos niveles de Arginina (MA+), glutamato y modulador alostérico positivo (MA+) de la Acetil-CoA → se activa la N-acetil-glutamato Carbamoil-fosfato sintetasa I. Ésta es la sintetasa enzima clave del ciclo de la urea, que resulta activada.

Integración Metabólica

Proteólisis y catabolismo de aminoácidos

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

Proteólisis y catabolismo de aminoácidos

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

Proteólisis y catabolismo de aminoácidos

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

Proteólisis y catabolismo de aminoácidos

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

CUARTA PARTE –

Estudio

Síntesis de Proteínas Condiciones Bioquímicas Ausencia de Insulina y demás Factores de Crecimiento

Integración Metabólica

Efectos No se induce la síntesis de factores transcripcionales que a su vez promueven la síntesis de proteínas

QUINTA PARTE

INVASIÓN ZOMBIE Integración Metabólica

QUINTA PARTE –

Invasión Zombie

Neoglucogénesis Condiciones Bioquímicas Presencia de Glucagon Fosforilación de la enzima dual → Fructosa 2,6 Bifosfatasa activa Alta relación NADH+/NAD+ mitocondrial

Presencia de Cortisol

Integración Metabólica

Efectos Se promueve la fosforilación de la enzima dual y de la PEP carboxiquinasa. Se cataliza la reacción F-2,6-P → F-6-P y se inactiva a la Fosfofructoquinasa I Se promueve la reacción de la malato-DH mitocondrial hacia la formación de malato a partir de oxalacetato Se induce la expresión genética de la Piruvato carboxilasa, la PEP carboxiquinasa y de la Glucosa-6-fosfatasa

SEXTA PARTE

SALIDA Integraci贸n Metab贸lica

SEXTA PARTE –

Salida

Cetogénesis Hepática Condiciones Bioquímicas Saturación del Ciclo de Krebs Inactivación de la citrato sintasa Acetil CoA acumulado

Integración Metabólica

Efectos Acumulación del Acetil-CoA procedente de la β-oxidación Es utilizado para la síntesis de cuerpos cetónicos.

Cetogénesis

Integración Metabólica

CUARTA PARTE –

Estudio

SÉPTIMA PARTE

LLEGADA Integración Metabólica

Integraci贸n Metab贸lica