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INTEGRACIÓN METABÓLICA
METABOLISMOS ESTUDIADOSMETABOLISMOS ESTUDIADOS
INTERCONEXIONES INTERCONEXIONES COMPARTIMIENTOS ESTANCOSCOMPARTIMIENTOS ESTANCOS
CAMINOS CAMINOS COMUNESCOMUNESCAMINOS CAMINOS COMUNESCOMUNES
METABOLISMOINTERMEDIO
CON FLUJO DE METABOLITOS
REGULADO
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Las tres Las tres grandes grandes
encrucijadas encrucijadas metabólicasmetabólicas
ATPATP G6PG6P
ATP o esqueletos para biosíntesisATP o esqueletos para biosíntesis
NADPH o PP (flexible) NADPH o PP (flexible)
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ENCRUCIJADASENCRUCIJADAS
Glc-6-PGlc-6-P PiruvatoPiruvatoGLUCÓLISIS GLUCÓLISIS Glc LIBREGlc LIBREGLUCOGENOGÉNESISGLUCOGENOGÉNESISPENTOSAS- PATOPENTOSAS- PATO
Acetil-CoAAcetil-CoAOxalacetatoOxalacetatoGluconeogénesisGluconeogénesisLactatoLactatoAlaninaAlanina
Acetil-coAAcetil-coA
• Síntesis de proteínas, T3 y T4, Síntesis de proteínas, T3 y T4, catecolaminas (Dopamina, Nadr, catecolaminas (Dopamina, Nadr, Adr), de melanina, de fenolesAdr), de melanina, de fenoles
• Oxid.total a CO2, H2O y EOxid.total a CO2, H2O y E• Form. de Glc y CCet.Form. de Glc y CCet.
TirosinaTirosina• Síntesis de proteínas, creatina, Síntesis de proteínas, creatina,
glutatión, hemo, purinas.glutatión, hemo, purinas.• Conjug. c/ács. BiliaresConjug. c/ács. Biliares• Form.Ác.hipúrico, formilo, Form.Ác.hipúrico, formilo,
piruvatopiruvato• Conversión en serinaConversión en serina• TransaminaciónTransaminación
• KrebsKrebs• Síntesis de AGSíntesis de AG• Síntesis de colesterolSíntesis de colesterol• Síntesis de Cpos CetónicSíntesis de Cpos Cetónic• AcetilacionesAcetilaciones
GlicinaGlicina
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FUNCIÓN ARMÓNICA
CANTIDADES ADECUADAS DE METABOLITOS
SE CONFORMAN SE CONFORMAN REDES METABÓLICASREDES METABÓLICAS
MECANISMOS DE MECANISMOS DE REGULACIÓNREGULACIÓN
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MECANISMOS DE REGULACIÓN
1 – [S] y [P]2 – [ENZIMAS] (Todas las de la vía)3 – CONTROL DEL NIVEL DE ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS
A.A. Modulación de Enzs preexistentesModulación de Enzs preexistentes
B.B. Aumento o disminución del N° de Aumento o disminución del N° de moléculas de la Enzmoléculas de la Enz
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A.A.Modulación de Enzs preexistentesModulación de Enzs preexistentes• [S] si es = o < a su K[S] si es = o < a su KMM
• Metabolitos regulatorios (efectores alostéricos + ó -)Metabolitos regulatorios (efectores alostéricos + ó -)• Modificaciones covalentes (fosforilaciones)Modificaciones covalentes (fosforilaciones)
B. B. Aumento o disminución del N° de moléculas de la Aumento o disminución del N° de moléculas de la EnzEnz
• Síntesis de proteínas (transcripción, traducción)Síntesis de proteínas (transcripción, traducción)• Degradación de proteínas (vida media)Degradación de proteínas (vida media)
Control a nivel de ENZIMAS
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GENERALIDADES S/MECANISMOS DE REGULACIÓN
A.A. ETAPAS LIMITANTES p/flujo de metabolitosETAPAS LIMITANTES p/flujo de metabolitos
B.B. 11rasras Etapas, Bifurcaciones, Reaccs. fuertemente Etapas, Bifurcaciones, Reaccs. fuertemente desplazadas en 1 sentidodesplazadas en 1 sentido
C.C. Retroalimentación (“feedback”) s/Enzs Retroalimentación (“feedback”) s/Enzs “Clave”“Clave”
D.D. Existencia de Isoenzimas Existencia de Isoenzimas c/diferentes c/diferentes propiedades catalíticas y localizaciones celularespropiedades catalíticas y localizaciones celulares
Experiencias en SISTEMAS COMPLEJOS muestran que el comportamiento global Experiencias en SISTEMAS COMPLEJOS muestran que el comportamiento global de la vía depende de la contribución de todas las reacciones.de la vía depende de la contribución de todas las reacciones.
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EJEMPLOS DE INTERCONEXIONES
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La mayoría de los mamíferos no pueden transformar lípidos en Glucidos.Tanto los lípidos como los Glucidos cuando se oxidan proporcionan Acetil CoA pero los Glucidos requieren menos energía que los lípidos para oxidarse.
Excepción Excepción
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3.) Opción de Utilización de Substrato
El sustrato de nutrientes se puede utilizar para una variedad de necesidades orgánicas
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Sitios de acción Sitios de acción de:de:
1 = Insulina1 = Insulina
2= Glucagón2= Glucagón
3= Adrenalina3= Adrenalina
4= 4= GlucocorticoidesGlucocorticoides
5= STH5= STH
11
1
2
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
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Integración metabólica en estado post-
absortivo
Integración metabólica en estado post-
absortivo
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Integración metabólica en el ayunoIntegración metabólica en el ayuno
La caída del cociente insulina/glucagón cociente insulina/glucagón dirige el metabolismo celular de órganos y tejidos, y su perfecta interconexión e integración, asegurando el suministro
continuo de glucosa al cerebro.En ayuno, sólo pequeña parte del
acetilCoAacetilCoA de la b-oxidación entra en el ciclo del ácido cítrico para su completa
oxidación. El destino principal es la formación hepática de CCetónicosformación hepática de CCetónicos que se
liberan a sangre y se captan en tejidos p/producir energía.
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Integración metabólica en
estado de realimentación
Integración metabólica en
estado de realimentación
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Metabolismo en músculo esquelético
Músculo esquelético en animal alimentado
Músculo esquelético durante el ayunoLos números indican vías importantes en metabolismo de grasas o proteínas
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Metabolismo en tejido adiposo
Tejido adiposo en animal alimentado
Tejido adiposo durante el ayunoLos números indican vías importantes en metabolismo de grasas o proteínas
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Metabolismo hepático Metabolismo hepático durante el ayuno.durante el ayuno.
Metabolismo hepático en Metabolismo hepático en el animal alimentadoel animal alimentado
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Metabolismo del cerebro en Metabolismo del cerebro en animal alimentadoanimal alimentado
Metabolismo del cerebro Metabolismo del cerebro durante el ayunodurante el ayuno
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Relaciones metabólicas entre tejidos y órganos en el animal alimentado
Relaciones metabólicas entre tejidos y órganos en el animal alimentado
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Relaciones metabolicas entre tejidos y órganos en el ayuno
Relaciones metabolicas entre tejidos y órganos en el ayuno
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CEREBRO: Transp. Iones para mantener el potencial CEREBRO: Transp. Iones para mantener el potencial de membrana; de membrana;
Sistema de recepción de estímulos de interior y Sistema de recepción de estímulos de interior y exterior y envía señales a los otros órganos.exterior y envía señales a los otros órganos.
SISTEMA LINFÁTICO : lleva lípidos desde SISTEMA LINFÁTICO : lleva lípidos desde el intestino al hígadoel intestino al hígado
SISTEMA LINFÁTICO : lleva lípidos desde SISTEMA LINFÁTICO : lleva lípidos desde el intestino al hígadoel intestino al hígado
TEJIDO ADIPOSO: sintetiza, TEJIDO ADIPOSO: sintetiza, almacena y moviliza TAGalmacena y moviliza TAG
TEJIDO ADIPOSO: sintetiza, TEJIDO ADIPOSO: sintetiza, almacena y moviliza TAGalmacena y moviliza TAG
MÚSCULO ESQUELÉTICO: Usa ATP para MÚSCULO ESQUELÉTICO: Usa ATP para realizar trabajo mecánicorealizar trabajo mecánico
MÚSCULO ESQUELÉTICO: Usa ATP para MÚSCULO ESQUELÉTICO: Usa ATP para realizar trabajo mecánicorealizar trabajo mecánico
PANCREAS: secreta insulina y glucagón en PANCREAS: secreta insulina y glucagón en respuesta a cambios en la glucemiarespuesta a cambios en la glucemia
HÍGADO: procesa, glúcidos, proteínas de la dieta. HÍGADO: procesa, glúcidos, proteínas de la dieta. Sintetiza y distribuye lípidos, Ccetónicos y glucosa Sintetiza y distribuye lípidos, Ccetónicos y glucosa
para otros tejidos. Convierte el exceso de N en Ureapara otros tejidos. Convierte el exceso de N en Urea
VENA PORTA: lleva NUTRIENTES desde el VENA PORTA: lleva NUTRIENTES desde el intestino al hígadointestino al hígado
VENA PORTA: lleva NUTRIENTES desde el VENA PORTA: lleva NUTRIENTES desde el intestino al hígadointestino al hígado
INTESTINO DELGADO: absorbe nutrientes de la INTESTINO DELGADO: absorbe nutrientes de la dieta, los mueve a la sangre o al sistema linfáticodieta, los mueve a la sangre o al sistema linfáticoINTESTINO DELGADO: absorbe nutrientes de la INTESTINO DELGADO: absorbe nutrientes de la
dieta, los mueve a la sangre o al sistema linfáticodieta, los mueve a la sangre o al sistema linfático
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Principales reguladores de las víasVía
Principales enzimas reguladoras
Activador Inhibidor Efecto hormonal Observaciones
Cíclico del Acido Citrico Citrato sintasaATP, acil-CoA de cadena larga
Regulado sobre todo pos las necesidades de ATP y, por tanto, por el suministro de NAD+
Glucolisis Fosfofructuosinasa
AMP, Fructuosa 2,6 bifosfato en hígado, fructuosa 1,6-bifosfato en el músculo
Citrato (acidos Grasos, cuerpos cetónicos), ATP, cAmp
Glucagón â Inducida por la Insulina
Oxidación del Piruvato Piruvato Deshidrogenasa CoA, NAD, ADP, piruvatoAcetil-CoA, NADH, ATP (ácidos grasos, Cuerpos cetónicos)ADP
Insulina á (en el tejido adiposo)
También importante en la regulación del acido cítrico
Piruvato Carboxilasa Acetil-CoA ADP Glucagón (?)Inducida por glucocorticoides, glucagón, cAMP, Reprimida por insulina
Fosfoenolpiruvato Carboxilasa cAMP (?)
Fructuosa 1,6 - Bisfosfatasa cAMP
AMP, Fructuosa 2,6 bifosfato en el higado,la fructuosa 1,6 bifosfato en el músculo
Glucagón
Glucogenogenesis Glucógeno SintasaFosforilasa (en el hígado) cAMP, CA2+ (en el músculo)
Insulina á, Glucagón (hígado)â, Adrenalinaâ
Induida por insulina
Glucogenólisis Fosforilasa cAMP, Ca2+ (Músculo)Insulina â, Glucagón (hígado)á, Adrenalina á
Vía del Fosfato de PentosaGlucosa - 6 - Fosfato Deshidrogenasa
NADP+ NADPH Induida por insulina
Lipogénesis Acetil-CoA Carboxilasa Citratoacil-CoA de cadena larga cAMP
Insulinaá, Glucagón (higado) â
Induida por insulina
Sintesis del colesterol HMG-CoA ReductasaColesterol, cAMP, mevalonato, ácidos biliares
Insulina á, Glucagón (hígado) â
Inhibida por ciertos fármacos; por ejemplo: Lovastatina
Gluconeogénesis
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Características Principales y únicas del metabolismo de los órganos más importantes
Función Principal Vías Principales Sustratos PrincipalesProductos principales
Servicio de los demás órganos y tejidos
La mayor parte representados incluso la gluconeogenesis; oxidación β, cetogenesis; formación de lipoproteinas, formación de urea, ácido urico, ácidos biliares, sintesis de colesterol, lipogenesis *
Acidos grasos libres, glucosa (bien alimentado), lactato, glicerol, fructuosa, aminoacidos (Etanol)
Glucosa, VLDL (triacilglicerol), HDL, cuerpos cetónicos, Urea, Ácido úrico, acidos biliares, proteinas plasmáticas (Acetato)Coordinación del Sistema
nerviosoGlucólisis, metabolismo de los Aminoacidos
Glucosa, aminoacidos, cuerpos cetónicos (en inanición). En el neonato ácidos grasos poliinsaturados
Lactato
Bombeo de la sangre Vías aerobias; por ejemplo, oxidación β y el ciclo del ácido cítrico
Ácidos grasos libres, lactato, cuerpos cetónicos, triacilglicerol de VLDL y del quilomicrón, algo de glucosa
Almacenamiento y degradación del triacilglicerol
Esterificación de los ácidos y lipólisis; lipogenesis
Glucosa, Triacilglicerol de lipoproteinas
Acidos grasos libres
Contracción rápida Movimiento rápido
Contracción SostenidaMovimiento sostenido
Excresión y gluconeogenesis
Gluconeogenesis Ácidos grasos libres, lactato, glicerol
Glucosa
Transporte de O2 Glucolisis, Vía del fosfato de pentosa. Carecen de mitocondrias y, por tanto, no existe oxidación β ni ciclo del ácido cítrico
Glucosa Lactato
Glucolisis, Vías aerobias; por ejemplo, oxidación β y el ciclo del
ácido cítrico
Glucosa, Cuerpos Cetónicos, Triacilglicerol de VLDL y
quilomicrones, ácidos grasos libres
Lactato
Tejido Adiposo
Riñón
Eritrocitos
Musculo
Organo
Hígado
Encéfalo
Corazón
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Tomenselo en serio….
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No, en serio….