ciclurile glucozei

Ciclurile glucozei

MuschiEritrocite

,

Ficat

LactatGlucozãGlucozã

MuschiPyr Ala

,

FicatG Pyr Ala

Ala

Ciclurile glucozei

Glucozã

Tesutul adiposTG Glicerol,

Glicerol

G GlicerolGA-3-PFicat

Glicerol+ATP↔Glicerol-3-P+ADP (glicerol kinaza)

Glicerol 3-P+NAD+↔DOAP+ NADH + H+

(glicerol 3 P DH)

DOAP ↔ GA-3-P (trizofosfat izomeraza)

Ciclurile glucozei

Degradarea altor monozaharide pe cale glicolitică

Degradarea fructozei

CH2OH

H

HH OH

O

OH

HO

HOH2C

Fructozahexokinaza

ATP

ADP

MUSCHI,

CH2OH

H

HH OH

O

OH

HO

-2O3POCH2

Fructozo-6-fosfat Fructozo-1-fosfatH

HH OH

O

OH

HO

HOH2C CH2OPO32-

FICAT

Fructozo-1-fosfat

CH2OH

HO

C

C

C

C

H

H

H

OH

OHOH

O

CH2OPO32-

C

H O

OH

CH2OH

C

H

fructokinaza

aldolaza B

Gliceraldehida

GLICOLIZAgliceraldehid kinaza

Gliceraldehid 3- fosfat

alcooldehidrogenaza

NADH

NAD+

Glicerol

C OH

CH2OH

H

CH2OH

CH2OPO32-

C

H O

OH

C

H

C OHH

CH2OH

CH2OPO32-

glicerol kinaza

ATPADP

ATPADP

Glicerol3-fosfat

NAD+NADHO

CH2OPO32-

C

CH2OH

glicerol fosfatdehidrogenaza

O

CH2OPO32-

C

CH2OH

DOAP

DOAP

triozofosfatizomeraza

1

2

3

4

56

Intoleranta ereditara la fructoza

Fructozurie esentiala

Degradarea altor monozaharide pe cale glicolitică Degradarea galactozei

Galactoza

galacto kinaza

ATPADP

Galactozo 1- fosfat

galactozo-1fosfat uridiltransferaza

Glucozo- 1-fosfat

UDP- Glucoza

P

O O

UDP-galactozo 4-epimeraza

CH2OH

H

HH

HO O H

H

OH

OHO

O-

P

O O

O-

UridinaO P O

UDP- Galactoza

O-

P

O O

O-

UridinaO P O

UDP- Glucoza

O

CH2OH

HH

H

HH

OH

OH

HO

OPO32-

UDP-glucozo-pirofosforilaza

Glucozo 1- fosfat

mutaza

Glucozo 6- fosfat

1 2

3

4

5

UTP PPi

O

CH2OH

HH

H

HH

OH

OH

HO

OH

O

CH2OH

HH

H

H

H

OH

OHHO O

O- O-

UridinaO P O

CH2OH

H

H

H

HO

O H

H

OH

OHO

CH2OH

H

H

H

HO

O H

H

OH

OHOPO3

2-

H

H

H

HO

O H

H

OH

OH

CH2OPO32-

OH

Degradarea altor monozaharide pe cale glicolitică Degradarea manozei

O

CH2OH

HH

HH

H

OHOH

HO

HO HH

HH

H

OHOH

HO

CH2OPO 32-

OHOhexokinaza

ATP ADP

fosfomanozo izomeraza

HO

OH

O

OHHH

H

CH2OH-2O3POCH 2

Manoza Manozã-6-fosfat Fructozo-6-fosfat

Intoleranţă la lactoză, este o boală congenitală determinată de deficitul de lactază. Copiii afectaţi nu pot consuma lapte deoarece lactoza din lapte se acumulează, iar apoi este convertită de bacteriile tractului intestinal în produşi toxici, în special acizi organici iritanţi, care cauzează diaree. Odată cu producerea acizilor organici se degajă mari cantităţi de CO2 şi H2 care provoacă crampele abdominale.

Căile secundare de oxidare a glucozei

Calea pentozofosforicăHO

G-6-P

G-6-P DH

NADP+

NADPH+H+

OH

HO

CH2 OPO32-

HC

CH

HC

HC

OH

OH

COO-

6-P-Gluconat

CH2 OPO32-

HC

HC

OH

OH

CH2 OH

C O

Ru-5-P

3-Epimeraza

CHO

OH

CH2 OPO32-

HC

CH

HC

HC

OH

OH

Ribozo fosfatizomeraza

R-5-P

Xu-5-PCH2 OPO3

2-

HC OH

CH2 OH

C O

CHHO

CH2 OH

C O

CHHO

CH2 OPO32-

HC OH

HC OH

HC OH

Sedoheptulozo-7-P

CH2 OPO32-

HC

HC

OH

OH

C O

Transcetolazã Trans

aldolazã

Eritrozo-4-P

Transcetolazã

GA-3-P

F-6-P

F-6-PGA-3-P

HC OH

C O

CH2 OPO32-

NADPH+H+NADP+

6-P-gluconat DH

CH2 OPO32-

HC

HC

OH

OH

C

OHC

O

H

H

HH

CO2


Reglarea căii pentozofosforice

Prima reacţie producătoare de NADPH, dehidrogenarea G 6-P, este puternic deplasată spre dreapta, deci ireversibilă. Ea este reacţia limitatoare de viteză în condiţii fiziologice servind ca punct de control al şuntului. NADPH exercită un efect inhibitor datorită acţiunii sale competitive la centrul de asociere al NADP+. Deci, în faza sa oxidativă şuntul hexozomonofosfat este reglat prin nivelul NADP+ ceea ce face ca viteza acestei faze să depindă de viteza oxidării NADPH în procesele de biosinteză reducătoare. În faza sa reversibilă (neoxidativă) şuntul este controlat tot de cererea de substrat. În acest sens există câteva situaţii distincte:


Cerere de R-5-P mai mare decât de NADPH. În acest caz cea mai mare parte din G-6-P este convertit în F-6-P şi GA-3-P pe cale glicolitică. În continuare cei doi metaboliţi sunt convertiţi de sistemul transaldolază-transcetolază în R-5-P prin inversarea fazei neoxidative a şuntului datorită reversibilităţii acesteia.

Necesităţile de NADPH şi R-5-P sunt comparabile. În acest caz este activă faza oxidativă a şuntului.



Reglarea căii pentozofosforice HO

G-6-P

G-6-P DH

NADP+

NADPH+H+

OH

HO

CH2 OPO32-

HC

CH

HC

HC

OH

OH

COO-

6-P-Gluconat

CH2 OPO32-

HC

HC

OH

OH

CH2 OH

C O

Ru-5-P

3-Epimeraza

CHO

OH

CH2 OPO32-

HC

CH

HC

HC

OH

OH


R-5-P

Xu-5-PCH2 OPO3

2-

HC OH

CH2 OH

C O

CHHO

CH2 OH

C O

CHHO

CH2 OPO32-

HC OH

HC OH

HC OH

Sedoheptulozo-7-P

CH2 OPO32-

HC

HC

OH

OH

C O


aldolazã

Eritrozo-4-P

Transcetolazã

GA-3-P

F-6-P

F-6-PGA-3-P

HC OH

C O

CH2 OPO32-

NADPH+H+NADP+

6-P-gluconat DH

CH2 OPO32-

HC

HC

OH

OH

C

OHC

O

H

H

HH

CO2



Celule cu echipament gluconeogenetic care necesită cantităţi mult mai mari de NADPH decât de R-5-P. În acest caz G-6-P este complet oxidat pe calea pentozofosforică.

Celule fără echipament gluconeogenetic care necesită cantităţi mult mai mari de NADPH decât de R-5-P. În acest caz G-6-P este oxidată în prima fază a căii pentozofosforice cu producere de NADPH. R-5-P rezultată este transformată în faza a doua în F-6-P şi GA-3-P, care, fiind intermediari glicolitici, sunt degradaţi până la Pyr. În acest caz alături de NADPH este produs şi ATP.


Reglarea căii pentozofosforice HO

G-6-P

G-6-P DH

NADP+

NADPH+H+

OH

HO

CH2 OPO32-

HC

CH

HC

HC

OH

OH

COO-

6-P-Gluconat

CH2 OPO32-

HC

HC

OH

OH

CH2 OH

C O

Ru-5-P

3-Epimeraza

CHO

OH

CH2 OPO32-

HC

CH

HC

HC

OH

OH


R-5-P

Xu-5-PCH2 OPO3

2-

HC OH

CH2 OH

C O

CHHO

CH2 OH

C O

CHHO

CH2 OPO32-

HC OH

HC OH

HC OH

Sedoheptulozo-7-P

CH2 OPO32-

HC

HC

OH

OH

C O


aldolazã

Eritrozo-4-P

Transcetolazã

GA-3-P

F-6-P

F-6-PGA-3-P

HC OH

C O

CH2 OPO32-

NADPH+H+NADP+

6-P-gluconat DH

CH2 OPO32-

HC

HC

OH

OH

C

OHC

O

H

H

HH

CO2


Calea pentozofosforică în eritrocit

10% din glucoza oxidată pe calea pentozofosforicăEritrocitele nu au mitocondriiHbFe2+ +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 hemolitică indusă (aspirina, sulfamidele,...)

AH2 + O2 H2O2 + Aox [NADPH+H+] vit.EDeficit de transcetolază tulburări neurologice Wernicke-Korsakoff, ameliorări cu B1


Calea acidului glucuronic HOH

OH

H

H

HOHHO

H O

CH2OPO32-

Glucozo-6-fosfat

Fosfo glucom utaza

HOH

OH

H

H

H

CH2OH

HO

H O

Glucozo-1-fosfat

OPO32-

UDP- Glucozãpirofosforilaza H

OH

OH

H

H

H

CH2OH

HO

H O

UDP- Glucozã

O UDP

UTP PPi

UDP-G-DHNAD+

NADH+H+

HOH

OH

H

H

H

COO-

HO

H O

UDP- Glucuraonat

O UDPH

HO

HHOH

OH

H

H

COO-

O

Glucuraonat

OH

H2OUDP


Calea acidului glucuronic

HOH

OH

H

H

H

COO-

HO

H O

UDP- Glucuraonat

O UDP

HOH

OH

HH

H

COO-

HO

H O O CO R

HOH

OH

HH

H

COO-

HO

H O O OH

RCOOH

UDP-glucuronil transferaza

Metabolismul glicogenului Sinteza glicogenului (glicogenogeneza)

Sinteza G-6-P

G+ATP→ G-6-P+ADP

Excesul de glucoză, provenit din alimentaţie sau gluconeogeneză, este stocat sub formă de glicogen. Această sinteză se petrece în aproape toate ţesuturile animale, însă cea mai mare intensitate o are în ficat şi muşchiul scheletic. Enzima care catalizează aceasată priă reacţie este catalizată de hexokinază (HK) în muşchi şi de glucokinază (GK) în ficat. După digestia glucidelor şi absorbţia glucozei, glucoza ajunge prin vena portă în ficat unde o parte rămâne pentru sinteza rezervei de glicogen.

Metabolismul glicogenuluiSinteza glicogenului (glicogenogeneza)

Izomerizarea G-6-P

G-6-P ↔ G-1-PEnzima care catalizeză acestă reacţie este una din cele mai răspândite enzime - fosfoglucomutaza -

Sinteza UDP-glucozei

Pentru ca reacţia să aibă loc este necesară activarea glucozei-1-P cu UTP pentru formarea UDP-G enzima care catalizează această reacţie este UDP-G-pirofosforilază


Glucozo-1-fosfat

HOH

OH

H

H

H

CH2OH

HO

H O

OPO32-

UridinãP

O

O

O OO P

O

O

O P

O

O

O+

HOH

OH

H

H

H

CH2OH

HO

H O

UridinãP

O

O

O OO P

O

O

O + PPi

UDP-G-Pirofosforilazã


Sinteza catenelor a (1→4) glicozidice

Glicogen sintaza este enzima care acţionând la capătul nereducător al unei catene (1-4) preexistente, măreşte catena cu câte o unitate, adusă de UDP-glucoză. Gn + UDP-G→ Gn+1 + UDP (glicogen sintaza)

Ramificarea catenelor de glicogen

Glicogen sintaza nu poate forma legături (1-6) glicozidice adică, nu poate foram ramificaţii. Enzima ramificantă este amilo-1,4 →1,6-transglicozidază (ramificază) care catalizează transferul unui fragment de 6-7 inele glucidice de la capătul nereducător pentru formarea unei legături (1→6) cu o moleculă de glucoză, din interiorul catenei.

Metabolismul glicogenului

Ramificaza acţionează atunci când catena (1→4) s-a alungit cu minimum 11 resturi de glucoză. Ramificaţiile se alungesc apoi cu noi subunităţi glucidice legate (1→4) sub acţiunea Gn-sintazei.

Importanţa biologică a ramificării este multiplă, astfel creşterea numărului de capete nereducătoare ale biopolimerului constituie substratul acţiunii simultane a mai multor molecule de glicogen sintază, de asemenea ramificarea duce la creşterea solubilităţii biomoleculei

Sinteza glicogenului (glicogenogeneza)

Ramificarea catenelor de glicogen


Ramificarea catenelor de glicogen O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

Ramificaza O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O


Iniţierea sintezei glicogenului Pentru a putea începe sinteza unei noi molecule de glicogen este necesară o proteină primer numită glicogenină. Primul rest de glucoză, din UDP-G, se condensează cu un radicalul Tyr al glicogeninei. În etapa următoare glicogenina formează cu glicogen sintaza un complex stabil (l:l) care catalizează condensarea a încă 7 molecule de glucoză, din UDP-G, cu formarea unei catene (1→4) glicozidice într-o nişă creată de complexul glicogenină-sintază. În continuare complexul se disociază şi sintaza preia cataliza sintezei catenelor (1→4), în combinaţie cu ramificaza completează particula de glicogen, glicogenina rămânând îngropată în miezul acesteia.


Iniţierea sintezei glicogenului

Protein-tirozin-glicoziltransefearaza

Metabolismul glicogenului Glicogenoliza Fosforoliza glicogenului

Este o reacţie care mobilizează glucoza din glicogen. Reacţia constă în clivajul legăturilor (1→4) glicozidice de la capetele nereducătoare ale catenei glicogenului şi eliberarea esterilor fosforici ai resturilor glucidice atacate. Reacţia are loc numai dacă există cel puţin 4 resturi glucidice până la prima ramificaţie (legătură (1→6) glicozidică).Enzima, glicogen fosforilaza este un dimer, format din doi monomeri identici, reglată atât prin mecanism covalent cât şi alosteric.

Metabolismul glicogenului Glicogenoliza Fosforoliza glicogenului Fosforilaza are ca centru activ o "fisură". Lungimea

acesteia permite asocierea a 4-5 resturi glucidice legate (1→4)glicozidic. Ea este prea "strâmtă" pentru a permite asocierea catenelor ramificate ceea ce explică de ce eliberarea G 1-P de la capătul nereducător al catenei glicogenului poate avea loc numai dacă distanţa dintre capăt şi prima ramificaţie este de 4-5 resturi glucidice. Piridoxal fosfatul este cofactorul fosforilazei

Izomerizarea G-1-P

enzima fosfoglucomutază

Metabolismul glicogenului Glicogenoliza Deramificarea catenelor Gn

Pentru degradarea glicogenului este necesară eliminarea ramificaţiilor. La acest proces concură două subunităţi ale enzimei deramificatoare: (a) Oligo (1→6)- (1→4)-glucan transferaza, mai scurt 1,4-glucan transferaza şi (b) amilo-1,6 glicozidază.Prima subunitate, (a), acţionează ca o glicozil transferază, care mută o oligazaharidă de la o "ramificaţie limită" a glicogenului la capătul nereducător al altei ramificaţii. Aceasta reacţie formează o nouă legătură (1→4), elongând catena care poate fi supusă din nou fosforolizei.


Legătura (1→6) a restului glicozil rămas în ramificaţia catenei principale este hidrolizată de a doua subunitate (b) a enzimei deramificatoare. Această reacţie produce glucoză şi catena neramificată. Prezenţa celor 2 subunităţi (a şi b) asigură o înaltă eficienţă în procesul de deramificare.

Reglarea metabolismul glicogenului

Enzimele care controlează metabolismul glicogenului sunt glicogen fosforilaza şi glicogen sintaza care, la rândul lor, sunt reglate atât prin efectori alosterici cât şi prin mecanism covalent (fosforilare-defosforilare).

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenolizei

Reglarea prin fosforilare defosforilare


Reglarea prin fosforilare defosforilare Activarea proteinkinzei AMPc dependentă



Fosforilazokinaza musculară este o enzimă cu structură cuaternară complexă. Subunităţile proteice sunt de 4 tipuri: iar formula oligomerului este ()4. Subunităţile şi conţin radicalii de Ser a căror stare (liberă sau fosfoesterificată) determină forma inactivă sau activă a enzimei. Subunitatea este calmodulina, proteină monomerică cu înaltă afinitate pentru ionii de calciu.La calmodulină se asociază 4 ionii Ca2+ determinându-i modificarea structurii terţiare. Această modificare este sesizată de subunitatea care este partea enzimatică a oligomerului.



Asocierea ionilor de Ca2+ activează în acest fel fosforilazokinaza b chiar dacă aceasta nu a fost convertită în forma a. Prin efectul său stimulator asupra fosforilazokinazei şi contracţiei miocitului, Ca2+ sincronizează glicogenoliza cu contracţia musculară. Totuşi, activarea enzimei numai prin asocierea ionilor Ca2+ la calmodulină este parţială. Activarea totală a fosforilazokinazei are loc, cum s-a arătat mai sus, prin fosforilarea acesteia (conversia b→a). Această conversie este catalizată de o proteinkinază AMPc-dependentă.


În muşchi, fosforoliza glicogenului este activată de adrenalină. Această activare nu se poate produce în mod direct, hormonul neavând acces în interiorul miocitului. El se asociază la un receptor adrenergic care expune pe suprafaţa extracelulară a miocitului un locus de asociere necovalentă a adrenalinei. El conţine, drept componentă intramembranară, o proteină de transducţie, proteina G (Gs) care, după asocierea adrenalinei, activează adenilat ciclaza. Această enzimă, situată pe suprafaţa internă a membranei, catalizează reacţia ATP→AMPc+PPi. O moleculă de adrenalină cauzează sinteza a 40 molecule de AMPc ceea ce înseamnă că sistemul adenilic are un caracter amplificant.

Reglarea glicogenolizei Reglarea prin fosforilare defosforilare



Proteinfosfataza-1 dezactivează atât fosforilaza cât şi fosforilazokinaza. La rândul ei proteinfosfataza-1 este inhibată de inhibitor-1 care îşi poate exercita acţiunea numai după fosforilarea lui, catalizată de proteinkinaza AMPc-dependentă. O molecula de adrenalină stimulează eliberarea a zeci de mii de molecule de G-1-P din glicogen. În fapt, adrenalina este eliberată în sânge de glandele suprarenale atunci când organismul omului sau animalului este confruntat cu o situaţie critică. Fosfoglucoza eliberată prin glicogenoliză este rapid degradată glicolitic producând ATP . Atunci când situaţia critică este depăşită, eliberarea adrenalinei încetează, fosforilazokinaza revine la starea inactivă.


În ficat această stimulare se face sub acţiunea glucagonului. Glucagonul este eliberat de pancreas atunci când glicemia scade sub nivelul normal şi se asociază la receptori glucagonergici situaţi pe suprafaţa hepatocitelor. Prin intermediul sistemului adenilic el determină reacţii similare cu cea din muşchi.Fosforilaza la nivelul muşchiului scheletic nu este influenţată de glucagon dar, cea din miocard este activată de acest hormon. O altă deosebire între glicogenolizele celor două organe este că proteinfosfataza-1 hepatică este inhibată de fosforilaza a, nu de proteinkinaza AMPc-dependentă ca în muşchiul scheletic.

Reglarea glicogenolizei Reglarea prin fosforilare defosforilare


Reglarea prin mecanism alosteric

Control alosteric al glicogenolizei este mult mai rapid decât covalent. Fosforilaza b este activată de AMP şi inhibată de ATP şi G-6-P. Efectul inhibitor al ATP se datorează asocierii sale competitive la centrul alosteric al AMP. În muşchiul relaxat aproape toată fosforilaza b se găseşte în conformaţia tensionată (T) care este inactivă. Contracţia musculară intensă măreşte raportul AMP/ATP ceea ce determină trecerea rapidă a fosforilazei b în stare relaxată (R) datorită asocierii AMP. În felul acesta fosforilaza b este activată prin conversia T→R fără intervenţia fosforilazokinazei care, activează fosforilaza prin conversia b→a.

Reglarea metabolismul glicogenuluiReglarea glicogenogenezei




Glicogen sintaza există în două forme, fosforilată şi nefosforilată. Totuşi, spre deosebire de fosforilază, sintaza activă (a) este neesterificată iar cea inactivă (b) este esterificată cu Pi. Sintaza este un tetramer, fiecare subunitate conţinând 7 centre de fosforilare pentru care există 6 proteinkinaze diferite. Una din ele este 1.proteinkinaza AMPc dependentă şi alta este 2.fosforilazokinaza descrise la glicogenoliză. În stare activă aceste kinaze stimulează glicogenoliza şi inhibă glicogenogeneza. Mai există o 3.proteinkinază Ca2+ calmodulin-dependentă reglată ca şi fosforilazokinaza. (K-3, K-4, K-5)


Rolul jucat de fosforilazokinază este diferit, ea controlând direct activitatea sintazei. Glucozo-6-fosfat este activator alosteric al sintazei b căreia îi măreşte afinitatea pentru UDP-G (G-6-P este inhibitor alosteric al fosforilazei b).Insulina intensifică sinteza glicogenului micşorând glicemia. Ea acţionează printr-un sistem de transducţie specific. Prin acţiunea stimulatoare asupra unei proteinfosfataze insulina activează sintaza glicogenului prin defosforilare. Această fosfatază diferă de proteinfosfataza-1 care are acelaşi efect însă este sub controlul proteinei inhibitor-1, care este activat de proteinkinaza AMPc dependentă, la fel ca în glicogenoliză.

Reglarea glicogenogenezei Reglarea prin fosforilare defosforilare


La nivel hormonal întregul metabolism al glicogenului în muşchi este controlat de adrenalină şi insulină iar în ficat de glucagon şi, într-o mai mică măsură, de adrenalină.

Hormonii care ridică nivelul AMPc în ficat măresc glicemia şi (uneori) intensifică glicoliza, iar în muşchi intensifică glicoliza.

Reglarea glicogenogenezei Reglarea prin fosforilare defosforilare


Reglarea prin mecanism alosteric

În ficat un rol important îl are glicemia. Când aceasta creşte, glucoza pătrunde în hepatocite şi se asociază alosteric la fosforilaza a producând conversia R→T, adică inactivarea. În plus, această modificare de conformaţie determină expunerea radicalilor Ser fosfoesterificaţi la acţiunea hidrolitică a proteinfosfatazei-1, care conduce la conversia a→b a glicogen fosforilazei. Invers, scăderea glicemiei hepatice favorizează starea relaxată a fosforilazei a ceea ce stimulează glicogenoliza şi restabilirea glicemiei normale.

Boli de stocaj a glicogenului (glicogenoze)

În cazul lipsei congenitale a glucozo-6- fosfatazei hepatice, apar simptomele bolii von Gierke, respectiv pacientul suferă de hipoglicemie, hepatomegalie și datorită intensificării glicolizei hepatice apare acidoza lactică.O altă afecțiune cauzată de deficitul amilo-1,6-glicozidază este boala Cori, care clinic poate fi confundată cu boala von Gierke. Biochimic glicogenul din ficat și din mușchi nu poate fi deramificat, se poate deosebi de boala von Gierke prin examinarea glicogenului hepatic, care are o structura supra ramificată la boala Cori și una normală la boala von Gierke


În absența glicogen fosforilazei musculare se manifestă glicogenoza McArdle. Capacitatea pacientului de efort fizic este limitată, apar crape musculare care se intensifică cu intensitatea efortului.

Sinteza nucleotid glucidelor

Sinteza acestor compuși , necesită consum de energie și glicozil transferaze specifice. Multe dintre nucleotid glucide, funcționează ca donori de substrat și/sau de energie. Sinteza are loc printr-o reacție catalizată de o pirofosforilază specifică.

NTP+ gluci-1-fosfat nucleotid-glucid + PpiDupă acest mecanism se sintetizează UDP-G, UDP-N-acetil glucozamina,GDP-manozaAlte sinteze

CTP+NANA(ac.sialic) CMP-NANA + PPi UDP N-acetil glucozamina UDP N-acetil galactozamina

Sinteza nucleotid glucidelorSinteza acestor compuși , necesită consum de energie și glicozil transferaze specifice. Multe dintre nucleotid glucide, funcționează ca donori de substrat și/sau de energie. Sinteza are loc printr-o reacție catalizată de o pirofosforilază specifică.

NTP+ gluci-1-fosfat nucleotid-glucid + PpiDupă acest mecanism se sintetizează UDP-G, UDP-N-acetil glucozamina,GDP-manozaAlte sinteze

CTP+NANA(ac.sialic) CMP-NANA + PPi UDP N-acetil glucozamina UDP N-acetil galactozamina

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 și a glicoproteinelor

Sinteza oligoglucidelor

O H

O OP P O CH2

O O

O-

O-

HHH

HOH

BazãO

OH

+ROHglicozil transferaza

NDP

Nucleotid glucid

glucid oligoglucid

O O R

+

Sinteza lactozei: enzima lactozo sintaza (galactozil transferaza+ Lactalbumina)Galactozil transferaza catalizeaz reacția:UDP-galactoză+N-acetil-glucozamina N-acetil lactozamina + UDP Lactalbumina o proteină neezimatică care altereaza specificitatea galactozil transferazei ca atare în reacție pote să intre glucoza în loc N-acetil-glucozamina

Sinteza oligozaharidelor și a glicoproteinelor

+O

CH2OH

H

HO

OH

H

H

OH

OHH

UDP

O

CH2OH

H

HO OH

H

H

OH

OHH

H

lactozo sintaza

Glucoza

Lactoza

- GalactozaUDP

O

CH2OH

H

HO

O

H

HH

OH

OHH

H OH

O

CH2OH

H

OH

H

OHH

H

DIGESTIA GLUCIDELOR

Digestia amidonului, începe în cavitatea bucală sub acţiunea amilazei salivare. Această enzimă clivează hidrolitic, în ordine întâmplătoare, legăturile (1→4) glicozidice. Aciditatea stomacală dezactivează -amilaza care a redus amilaza şi amilopectina la fragmente mai mici de 8 unităţi glucidice. Digestia continuă în intestinul subţire sub influenţa -amilazei pancreatice, care acţionează similar cu -amilaza salivară, până la maltotrioză, formată din 3 resturi de glucoză unite prin legături (1→4) şi oligozaharide cunoscute sub numele de dextrine limită care conţin şi legături (1→6).

DIGESTIA GLUCIDELOR

Alături de lactoză, zaharoză şi maltoză, acestea sunt hidrolizate până la monozaharide sub acţiunea dizaharidazelor, oligozaharidazelor şi dextrinazelor intestinale secretate de celulele epiteliale cu suprafaţă stufoasă din segmentul jejuno-ileal. Hidroliza di- şi oligozaharidelor este necesară întrucât în condiţii normale ele nu pot fi absorbite în intestin.

Maltaza hidrolizează maltoza şi maltotrioza formând glucoză care este absorbită prin transport activ.

DIGESTIA GLUCIDELOR

Transportorul de glucoză este o proteină complexă a cărei activitate este conectată cu pompa de Na+-K+. Glucoza şi galactoza nu se pot asocia la transportor decât după ce acesta s-a încărcat cu ioni Na+.

Un alt sistem de transport care funcţionează prin mecanismul difuziei facilitate asigură absorbţia fructozei în intestin.

DIGESTIA GLUCIDELOR

Proteinele transportare de glucoză GLUT sunt proteine membranare integrale, care conţin 12-porțiuni helicale transmembranare. Atât capătul amino terminal şi carboxil terminal sunt expuse pe partea citoplasmatică a membranei celulare. Proteinele GLUT transportă glucoză și hexoze înrudite, conform unui model, respectiv transortorul expune alternativ locusul de legare a glucozei fie spre exteriorul fie spre interiorul celulei. Legarea de glucozei în locusul specific provoacă o schimbare conformationala asociată cu transportul urmată de eliberarea glucozei în cealaltă parte a membranei. Locusurile de legare ale glucozei, interior sau exterior, sunt obligatoriu, situate în segmentele transmembranare 9, 10, 11

DIGESTIA GLUCIDELOR

GLUT4, este transportatorul de glucoză controlat de insulină și este localizat în ţesuturile adipoase şi muscular striate (scheletic și cardiac). Această proteină se exprimă în principal în celulele musculare şi adipoase, celule care raspund la insulina. În situaâia în care nivelul de insulină este scăzut, GLUT4 este sechestrat in vezicule intracelulare din celulele musculare şi adipoase. Insulina induce o creştere rapidă a absorbţiei de glucoză prin translocarea GLUT4 din aceste vezicule în membrana plasmatică. Are loc fuziunea veziculelor cu membrana plasma, GLUT4 sunt incluse şi devin disponibile pentru a transporta glucoza, şi astfel absorbţia de glucoză creşte

DIGESTIA GLUCIDELOR

DIGESTIA GLUCIDELOR

HORMONII GASTROINTESTINALITractul gstrointestinal comunică cu restul organismului uman prin intermediul impulsurilor nervoase și hormoni-lor gastrointestinali, aceștia fie ajung în circulația sangu-ină și de acolo la țesuturile țintă, fie acționează paracrin.Colecistokinina Colecistokinina – hormon polipeptidic se gasește în intestinul subțire și creier. Are rolul biologic de stimulare a contracției vezicii biliare, secreția enzimelor pancreatice, determina apariția senzației de sațietate.GastrinaGastrina – hormon polipeptidic secretat de celulele G din pilor și pancreas, stimulat de aminoacizi și proteine parțial hidrolizate . Are rolul biologic de a stimula secreția de pepsinogen și HCl în stomac. Secreția mai poate fi stimulată de excitația nervului vag determinată de extensia stomacului.

HORMONII GASTROINTESTINALIColecistokinina Colecistokinina Secreția este inhibată de HCl. În cazul tumorilor ale insulelor Langerhans apare sindromul Zollinger-Ellison, în care secreția crescută de gastrină provoacă o eliberare a unor cantități excesive de HCl care provaocă o puternică erodare a peretelui stomacal.SecretinaSecretina – este de asemeanea un hormon polipeptidic, secretată de celulele duodenale S ca urmare a secreției de HCl stomacal. Secretina stimulează secreția de apă și de ion dicarbonat de către pancreas, ceea ce neutralizează pH-ul bolului alimentar.Peptidul inhibitor gastric Peptidul inhibitor gastric polipeptid produs de mucoasa duodenală și jejunală la ingestia de glucoză cu rolul de a inhiba secreția de acid clorhidric, diminuează mobilitatea stomacului, încetinind golirea acestuia

HORMONII GASTROINTESTINALIPeptidul inhibitor gastric Peptidul inhibitor gastric are ca principală funcție biologică stimularea eliberării insulinei de către pancreas dar și, în mai mică masură, a glucagonului.NeurotensinaNeurotensina polipeptid hormonal care inhibă secreția insulinei este prezent în hipotalamus și la nivelul tractului gastrointestinal. Neurotensina are deci proprietăți hiperglicemiante și stimuleaza secreția de hormoni hipofizari. De asemenea, provoacă contracția mușchilor netezi ai intestinului, diminuează secreția acidă a stomacului.

ciclurile glucozei

Documents