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Regulación Hormonal del metabolismo de glucosa. Dra. Sobeida Sánchez Nieto. Formas de regulación del metabolismo. Cantidad de proteína Isoenzimas Modificación covalente de la proteína

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Presentation Transcript
formas de regulaci n del metabolismo
Formas de regulación del metabolismo
  • Cantidad de proteína
  • Isoenzimas
  • Modificación covalente de la proteína
  • Activadores o inhibidores de la actividad de la proteína (alosterismo, inhibición por producto, activadores metabólicos)

Nivel transcripcional o postranscripcional

Nivel postraduccional

objetivos
Objetivos
  • Conocer la definición de hormonas.
  • Conocer que las hormonas son una forma de regulación del metabolismo.
  • Conocer los mecanismos de acción y transducción de la señal por insulina: activación de proteínas cinasas y de proteínas involucradas en transporte y metabolismo.
  • Manejar un modelo experimental animal para medir el efecto de insulina sobre la toma de glucosa por diferentes tejidos.
  • Analizar el efecto de un inhibidor de la cascada de transducción de señales en el transporte de glucosa.
slide4

¿Qué tipo de señales se producen en la célula?

nutrientes

a. Regulación metabólica

ejemplo operón Lac

b. Transducción de sensaciones

nutrientes

fuente

ejemplo quimiotaxis

c. Comunicación célula a célula

ejemplo transmisión de información genética en levaduras

a

a

a

a

receptores y se ales de transducci n
Receptores y señales de transducción
  • La habilidad para responder al ambiente y controlar la entra y salida a través de la membrana es una de las características de cualquier célula.
  • Material soluble en agua, iones, pequeñas moléculas inorgánicas, polipéptidos y proteínas no pueden entrar a la célula y para influenciarla, deben reaccionar con una proteína en la membrana plasmática.
  • A estas moléculas hidrofílícas se les llama ligantes o ligandos y a la molécula en la membrana plasmática receptor.
hormonas del griego hormon poner en movimiento
Hormonas (Del griego “hormon” poner en movimiento)
  • Compuestos capaces de modificar la actividad celular de tejidos y órganos.
  • Cualquier célula puede ser el blanco de estos compuestos siempre y cuando exista el RECEPTOR ESPECÍFICO para este en la célula.
  • Sin embargo, algunos compuestos que son apolares pueden permear la membrana y no se unen a un receptor localizado en la membrana plasmática.
transducci n de se ales
Transducción de señales
  • Al proceso que se lleva a cabo desde el momento de la activación del receptor hasta la formación del segundo mensajero se le llama transducción, porque es la transformación de un tipo de señal en otra; es decir, de señal extracelular a señal intracelular
transducci n de se ales1
Transducción de señales

Segundo mensajero

segundos mensajeros
Segundos mensajeros
  • Transmiten la información desde el complejo receptor-ligando.
  • Consituyen el siguiente paso en el circuito molecular de la información.
  • AMPc, GMPcíclico, el ión calcio, el inositol 1,4,5-trifosfato (IP3) y el diacilglicerol (DAG).
  • Amplificadores de la señal
consecuencias de la producci n de segundos mensajeros
Consecuencias de la producción de segundos mensajeros
  • Los segundos mensajeros difunden libremente a otros compartimentos celulares.
  • La señal se amplifica, siempre se activan enzimas o conductos membranales.
  • Existen mensajeros comunes para una señal y esto proporciona una conversación cruzada (cross talk) entre diferentes vías de señalización
amplificaci n de la se al
Amplificación de la señal
  • Una sola molécula (hormona) puede llevar a un cambio importante en la concentración de otras moléculas
la fosforilaci n de prote nas
La fosforilación de proteínas

Forma habitual de transferir información

Ser, Thr, Tyr

mantenimiento de la homeostasis sangu nea
Mantenimiento de la homeostasis sanguínea
  • Siempre se debe mantener una concentración de glucosa en sangre (alrededor 70mg/dL).
  • Por arriba o por debajo de ese valor, las hormonas nos ayudarán a regresar al equilibrio.
la insulina
La insulina
  • Hormona que facilita la captación y utilización de la glucosa por los tejidos corporales, especialmente en los músculos y el tejido adiposo (tejidos insulino dependientes).
la insulina es liberada al medio extracelular en un mecanismo dependiente de glucosa
La insulina es liberada al medio extracelular en un mecanismo dependiente de glucosa.
  • La insulina es una proteína que se sintetiza como un prepropéptido:
  • Péptido señal
  • Proteína no funcional (preinsulina)
  • Se libera mediante vesículas
receptor de insulina1
Receptor de insulina
  • Sitio o dominio de unión a insulina (extracelular)
  • Dominio transmembranal
  • Dominio intracelular:
  • Sitio de unión a ATP
  • Sitios de fosforilación
  • Sitios de activación de cinasas.
efectos de la insulina sobre los diferentes metabolismos

Metabolismo

Estimulación

Inhibición

CHO

Ingreso a la célula

Síntesis de glucógeno

Glucólisis

Glucogenolisis

Gluconeogénesis

Proteínas

Ingreso de aminoácidos a la célula

Síntesis proteíca

Catabolismo proteico

Grasas

Lipogénesis

Lipólisis

-Oxidación

cetogénesis

Efectos de la insulina sobre los diferentes metabolismos
  • En general disminuye la concentración de glucosa en sangre.
  • Aumenta la síntesis proteica
  • Disminuye la utilización de los ácidos grasos
efectos de la insulina sobre el metabolismo energ tico
Efectos de la insulina sobre el metabolismo energético

Efecto Enzima diana

  • é Entrada de glucosa (músculo) Transportador de glucosa
  • é Entrada de glucosa (hígado) Glucoquinasa
  • é Síntesis de Glucógeno Glucógeno sintasa

(hígado, músculo)

  • é Glucolisis hasta AcetilCoA PFK-1 y PyrDH

(hígado, músculo)

  • éSíntesis de Acidos Grasos (hígado) AcetilCoA Carboxilasa
  • éSintesis de TAG (tejido adiposo) Lipoproteín lipasa
  • ê Degradación de Glucógeno Glucógeno fosforilasa

(hígado, músculo)

diferentes transportadores de glucosa en el mismo organismo isoformas

Nombre

Distribución

Km (mmol/L)

Tamaño (aa)

Otros

GLUT1

Eritrocitos

Feto

Placenta

Cerebro

5-7

492

GLUT2

Hígado

Riñón

Intestino

7-20

524

GLUT3

Cerebro

1.6

496

GLUT4

Músculo

Tejido Adiposo

5

509

Inducible por insulina

Diferentes transportadores de glucosa en el mismo organismo (isoformas)
problema experimental
Problema experimental
  • Identificar el o los procesos mediante los cuales el hígado y el tejido adiposo contribuyen al efecto de la insulina, cuando la glucosa asciende en sangre a concentraciones equivalentes a las proporcionadas por una alta ingesta de carbohidratos.
wormanina
Wormanina
  • Inhibidor de la fosfatidilinositol-3-kinasa

(PI3K)

  • Se une de manera específica al sitio de unión de ATP de la enzima
soluci n krebs ringer
Solución Krebs-Ringer
  • Generalmente una solución amortiguada que contiene una gran cantidad de sales:

100 parts 0.9% NaCl (0.154M)

4 parts 1.15% KCl (0.154M)

3 parts 1.22% CaCl2 (0.11M)

1 part 2.11% KH2PO4 (0.154M)

1 part 3.8% MgSO4.7H2O (0.154M)

21 parts 1.3% NaHCO3 (gassed with 100% CO2 for 1 hour before adding to the other components), aunque puede sustituirse por 1 M HEPES pH 7.45.

  • Además se le pueden adicionar otros componentes como GLUCOSA
determinaci n de glucosa
Determinación de glucosa
  • Método de Cobre-Arsenomolibdato en medio alcalino.
  • Realizar curva patrón de glucosa (STOCK 200ug/mL). Tubos 1 al 6.
  • Determinar la concentración de glucosa en los filtrados.
  • Obtener la concentración de glucosa, considerando que se usaron 2mL de filtrado y que originalmente tenían 50mL y no olvidar que ese valor dependerá de la cantidad de tejido que pusieron en cada matraz.
c lculos
Cálculos
  • Glucosa inicial: Krebs-Ringer Glucosa
  • Glucosa residual
efecto de la insulina en el h gado

Discusión

Efecto de la insulina en el hígado
  • Una porción grande de glucosa es absorbida por el intestino delgado e inmediatamente es tomado por los hepatocitos, para almacenarlo en forma de glucógeno.
  • Se activa la hexocinasa
  • Inhibe la glucosa-6P fosfatasa
  • Activa a la fosfofructocinasa and glycogen sintetasa.
  • El efecto neto es claro cuando hay abundante abasto de glucosa, la insulina le “dice” al hígado que guarde tanto sea posible para usarlo posteriormente.
en el tejido adiposo el efecto de insulina es

Discusión

En el tejido adiposo el efecto de insulina es...
  • Abundante glucosa promueve la acumulación de triacilgliceroles en el tejido adiposo
  • Se inhibe la lipolisis