Obiectivele: 1. Rolul biologic al glucidelor. Clasificarea glucidelor. 2. Monozaharidele. Clasificarea lor. Importanţa şi structura celor mai importante. - презентация

1

2

3 Obiectivele: 1. Rolul biologic al glucidelor. Clasificarea glucidelor. 2. Monozaharidele. Clasificarea lor. Importanţa şi structura celor mai importante trioze, pentoze şi hexoze. 3. Structura glucozei (formula deschisă, proecţia Haworth, conformaţia scaun). D- şi L-glucoza, anomerii şi epimerii glucozei. 4. Reacţiile chimice importante ale monozaharidelor (formarea O- şi N-glicozodelor, derivaţilor fosforilaţi, aminoglucidelor, acizilor aldonici şi uronici). 5. Structura şi proprietăţile dizaharidelor (maltozei, lactozei şi zaharozei). 6. Structura şi proprietăţile polizaharidelor (amidonului, glicogenului şi celulozei). 7. Digestia şi absorbţia glucidelor în tractul gastrointestinal. 8. Metabolismul glicogenului (sinteza, mobilizarea, reglarea).

4 Glucidele sunt compuşi polihidroxicarbonilici şi derivaţii lor. sunt compuşi polihidroxicarbonilici şi derivaţii lor. Rolul: Rolul: 1. Energetic- furnizează 50-70% din energia totală care se produce în organism 2. Structural – sunt elemente constitutive ale membranelor biologice 3. Intră în componenmţa AN şi a Co (NAD, FAD, HSCoA) 4. De sprijin- formează substanţa fundamentală a ţesutului conjunctiv (condroitinsulfaţii) 5. Anticoagulant - heparina 6. Funcţie hidroosmotică şi ionoreglatoare (datorită hidrofilităţii înalte şi sarcinii negative heteropolizaharidele acide reţin apa şi cationii) 7. Funcţie protectoare, mecanică (heteropolizaharide)

5 Clasificare: După comportarea la hidroliză se clasifică în: După comportarea la hidroliză se clasifică în: –oze - monozaharide - ozide - oligozaharide şi polizaharide - Monozaharidele: a. după grupele funcţionale: aldoze şi cetoze b. după numărul atomilor de carbon se impart în: trioze (3C), tetroze (4 C), pentoze (5 C), hexoze (6 C) trioze (3C), tetroze (4 C), pentoze (5 C), hexoze (6 C)Oligozaharidele de la 2 pînă la 10 resturi de monozaharide: di-, tri-, tetrazaharide Polizaharidele mai mult de 10 resturi de monozaharide: - homopolizaharide - formate din monomeri identici - heteropolizaharide- diferiţi monomeri- (a. hialuronic, heparansulfaţii, keratansulfaţii)

6 Glucide Monozaharide Polizaharide Oligozaharide Di,tri,tetrazaharide AldozeCetoze HomopolizaharideHeteropolizaharide Trioze Tetroze Pentoze Hexoze

7 MONOZAHARIDELE din punct de vedere chimic prezintă aldehido-sau cetoalcooli polivalenţi. din punct de vedere chimic prezintă aldehido-sau cetoalcooli polivalenţi. Proprietăţi: Proprietăţi: 1. Substanţe incolore, solide 2. Uşor solubile în apă, greu solubile în alcool, insolubile în eter şi cloroform 3. Cristalizează sub formă de cristale albe 4. Gust dulce 5. Sunt substanţe optic active, datorită existenţei în molecula sa a atomilor de carbon asimetrici Toate monozaharidele (exepţie– dihidroxiacetona) conţin în moleculă atomi de carbon asimetrici – pot prezenta mai mulţi stereoizomeri. Toate monozaharidele (exepţie– dihidroxiacetona) conţin în moleculă atomi de carbon asimetrici – pot prezenta mai mulţi stereoizomeri. n N=2 N=2 N-nr. izomerilor; n- nr. atomilor de C N-nr. izomerilor; n- nr. atomilor de C

8 Compuşii care au aceeaşi structură, dar diferă prin configuraţia spaţială – stereoizomeri Compuşii care au aceeaşi structură, dar diferă prin configuraţia spaţială – stereoizomeri Stereoizomerii optici care au aceeaşi formulă şi prezintă aceleaşi proprietăţi fizico-chimice, dar se deosebesc numai prin sensul în care rotesc planul luminii polarizate – enantiomeri (se găsesc unul faţă de celălalt – ca obiectul faţă de imaginea sa în oglindă). Convenţional sunt notaţi: D şi L Stereoizomerii optici care au aceeaşi formulă şi prezintă aceleaşi proprietăţi fizico-chimice, dar se deosebesc numai prin sensul în care rotesc planul luminii polarizate – enantiomeri (se găsesc unul faţă de celălalt – ca obiectul faţă de imaginea sa în oglindă). Convenţional sunt notaţi: D şi L Aldotetrozele conţin 2C acimetrici (C*)- se prezintă sub forma a patru stereoizomeri optici activi care formează 2 perechi de enantiomeri Aldotetrozele conţin 2C acimetrici (C*)- se prezintă sub forma a patru stereoizomeri optici activi care formează 2 perechi de enantiomeri Aldopentozele - 3 C* - 8stereoizomeri, 4 perechi de enantiomeri; aldohexozele - 4 C* - 16 stereoizomeri- 8 perechi de enantiomeri Aldopentozele - 3 C* - 8stereoizomeri, 4 perechi de enantiomeri; aldohexozele - 4 C* - 16 stereoizomeri- 8 perechi de enantiomeri C

9 Stereoizomerii care diferă prin configuraţia tuturor atomilor de C* - enantiomeri Stereoizomerii care diferă prin configuraţia a 1, maximum n-1 C* (din totalul de nr de C*) - diastereoizomeri (care diferă prin configuraţia unui singur C* – epimer). Stereoizomerii care diferă prin configuraţia a 1, maximum n-1 C* (din totalul de nr de C*) - diastereoizomeri (care diferă prin configuraţia unui singur C* – epimer). Enantiomerii se deosebesc între ei prin sensul de rotaţie a planului luminii polarizate, unghiul de rotaţie fiind acelaşi Enantiomerii se deosebesc între ei prin sensul de rotaţie a planului luminii polarizate, unghiul de rotaţie fiind acelaşi Diastereoizomerii se deosebesc între ei prin proprietăţile fizico-chimice, precum şi prin valoarea unghiului sau sensul de rotaţie a planului luminii polarizate Diastereoizomerii se deosebesc între ei prin proprietăţile fizico-chimice, precum şi prin valoarea unghiului sau sensul de rotaţie a planului luminii polarizate

10 Compuşii optici se împart în 2 serii: D şi L Compuşii optici se împart în 2 serii: D şi L Monozaharidele care au configuraţia atomului de C* cel mai depărtat de gr. carbonil identică cu cea a C* din D GA- seria D; iar cele avînd configuraţia aceluiaşi atom de C identică cu cea a C din L GA – aparţin seriei L Monozaharidele care au configuraţia atomului de C* cel mai depărtat de gr. carbonil identică cu cea a C* din D GA- seria D; iar cele avînd configuraţia aceluiaşi atom de C identică cu cea a C din L GA – aparţin seriei L Un compus al seriei D poate fi levogir (-) sau dextrogir (+) Un compus al seriei D poate fi levogir (-) sau dextrogir (+) Majoritatea ozelor naturale aparţin seriei D Majoritatea ozelor naturale aparţin seriei D

11 Structurile ciclice ale monozaharidelor Monozaharidele scheletul cărora e compus din 5 şi mai mulţi atomi de C, în soluţie capătă forma de structuri ciclice închise, în care unele grupe hidroxil interacţionează cu grupa carbonil în limita unei şi aceeiaşi molecule. Monozaharidele scheletul cărora e compus din 5 şi mai mulţi atomi de C, în soluţie capătă forma de structuri ciclice închise, în care unele grupe hidroxil interacţionează cu grupa carbonil în limita unei şi aceeiaşi molecule. Gruparea hidroxil apărută la fostul carbon carbonilic – hidroxil semiacetalic sau glicozidic. Gruparea hidroxil apărută la fostul carbon carbonilic – hidroxil semiacetalic sau glicozidic. Monozaharidele, care conţin cicluri de 5atomi de C – furanozice; iar acelea cu 6 atomi de C – piranozice. Monozaharidele, care conţin cicluri de 5atomi de C – furanozice; iar acelea cu 6 atomi de C – piranozice.

12

13 Ca urmare a reacţiilor de ciclizare fostul C carbonilic devine C*, adoptînd 2 configuraţii sterice diferite: α şi β anomer. Ca urmare a reacţiilor de ciclizare fostul C carbonilic devine C*, adoptînd 2 configuraţii sterice diferite: α şi β anomer. Stereoizomerul care are aceeşi configuraţie la C-1 ca şi ultimul C* - α anomer; de configuraţie contrară al acestor 2 atomi – βanomer. Stereoizomerul care are aceeşi configuraţie la C-1 ca şi ultimul C* - α anomer; de configuraţie contrară al acestor 2 atomi – βanomer.

14 Proprietăţile chimice ale monozaharidelor Reducerea monozaharidelor- polialcooli (Gl- sorbitol; fructoză- manitol sau sorbitol Reducerea monozaharidelor- polialcooli (Gl- sorbitol; fructoză- manitol sau sorbitol

15 COOH | H-C-OH | HO-C-H | H-C-OH | H-C-OH | CH2OH acidul gluconic HC=O | H-C-OH | HO-C-H | H-C-OH | H-C-OH | COOH acidul glucuronic Oxidarea ozelor: gr carbonil – acizi aldonici, la gr alcool primar- acizi uronici Oxidarea ozelor: gr carbonil – acizi aldonici, la gr alcool primar- acizi uronici Oxidarea grupei aldehidice are ca urmare formarea acizilor aldonici (gluconic, galactonic). La oxidarea grupei hidroxile primare se formează acizi hexuronici (glucuronic, galactonic)

16 Esterificarea ozelor cu acid fosforic – Gl 6 P; Fr 6 P. Esterificarea ozelor cu acid fosforic – Gl 6 P; Fr 6 P.

17 Formarea glicozidelor - (gr OH formează oxigen-eteri cu alţi compuşi care conţin gr OH (de ex alcooli) Formarea glicozidelor - (gr OH formează oxigen-eteri cu alţi compuşi care conţin gr OH (de ex alcooli)

18

19 Dizaharidele Maltoza – 2 mol. de α glucopiranoze - leg. 1,4 glicozidică Maltoza – 2 mol. de α glucopiranoze - leg. 1,4 glicozidică Zaharoza – α glucopiranoză+β fructofuranoză – leg. α 1 - β 2 glicozidică Zaharoza – α glucopiranoză+β fructofuranoză – leg. α 1 - β 2 glicozidică Lactoza – βgalactopiranoză + α glucopiranoză Lactoza – βgalactopiranoză + α glucopiranoză

20 POLIZAHARIDELE Homopolizaharidele: amidonul, glicogenul, celuloza -conţin unităţi monozaharidice repetetive Homopolizaharidele: amidonul, glicogenul, celuloza -conţin unităţi monozaharidice repetetive Amidonul- de origine vegetală,reprezintă rezerva glucidică principală. E constituit din 2 componente: Amidonul- de origine vegetală,reprezintă rezerva glucidică principală. E constituit din 2 componente: - amiloza (20%) – resturi de Gl, legate prin leg 1,4 glicozidice - amilopectina (80%) – resturile de Gl se leagă prin leg. 1,6 glicozidice

21 - Amiloza: 1. Masa molec a amilozei este de la mii la jumătate de mln. 2. Formează micelii hidratate care dau cu iodul o coloraţie albastră 3. Configuraţia spaţială- α helix, pasul cuprinde 4-5 resturi de glicozil - Amilopectina: 1. Mm –este de ordinul zecilor şi sutelor de mln 2. Formează sol. coloidale care dau cu iodul o coloraţie roşie 3. Prezintă ramificări. Punctele de ramificări apar după 16 radicali de Gl în lanţul exterior şi după 10 radicali de Gl – în cel interior

22 Glicogenul de origine animală de origine animală reprezintă forma de depozitare a Gl în organismul uman reprezintă forma de depozitare a Gl în organismul uman localizat în ţesutul muscular şi ficat localizat în ţesutul muscular şi ficat după structură se aseamănă cu amilopectina, dar are un grad de ramificare mai mare – ramificaţiile exterioare –apar după 6-7 resturi de Gl; iar cele interioare – după 3-5 unităţi de Gl după structură se aseamănă cu amilopectina, dar are un grad de ramificare mai mare – ramificaţiile exterioare –apar după 6-7 resturi de Gl; iar cele interioare – după 3-5 unităţi de Gl În apă formează sol. coloidale, care cu iodul dau o coloraţie brun roşcată În apă formează sol. coloidale, care cu iodul dau o coloraţie brun roşcată Mm – este de ordinul mln Mm – este de ordinul mln

23 Celuloza polizaharid structural în lumea vegetală. polizaharid structural în lumea vegetală. este alcătuit din resturi de glucoză, unite prin legături -1,4-glicozidice este alcătuit din resturi de glucoză, unite prin legături -1,4-glicozidice

24 Digestia glucidelor Începe în cavitatea bucală sub acţiunea α amilazei salivare, care scindează leg. α 1,4 glicozidice din amidon (până la dextrine) Începe în cavitatea bucală sub acţiunea α amilazei salivare, care scindează leg. α 1,4 glicozidice din amidon (până la dextrine) Continuă în duoden sub acţiunea amilazei pancreatice – (leg. 1,4 glicozidice), care scindează dextrinele până la maltoză. Continuă în duoden sub acţiunea amilazei pancreatice – (leg. 1,4 glicozidice), care scindează dextrinele până la maltoză. Leg α 1,6 glicozidice sunt scindate sub acţiunea amilo-; oligo 1,6 glicozidaze Leg α 1,6 glicozidice sunt scindate sub acţiunea amilo-; oligo 1,6 glicozidaze Dizahaharidele se scindează sub acţiunea maltazei; lactazei, zaharazei (se sintetizează în enterocite) Dizahaharidele se scindează sub acţiunea maltazei; lactazei, zaharazei (se sintetizează în enterocite) Celuloza nu se scindează în TGI al omului deoarece lipsesc enzimele β 1,4 glicozidazele Celuloza nu se scindează în TGI al omului deoarece lipsesc enzimele β 1,4 glicozidazele în TGI polizaharidele sunt scindate până la monozaharide în TGI polizaharidele sunt scindate până la monozaharide

25 Absorbţia Monozaharidele se absorb la nivelul intestinului subţire Monozaharidele se absorb la nivelul intestinului subţire Implică 2 mecanisme: Implică 2 mecanisme: Transport activ (necesită ATP şi Na) Transport activ (necesită ATP şi Na) Difuzie facilitată Difuzie facilitată 1. transportorul leagă la locuri separate atât Gl cât şi Na (legarea Na creşte afinitatea pentru Gl) 2. pătruns în epiteliul intestinal, acesta este eliberat şi odată cu el Gl. Gl- iese din celulă prin difuzie facilitată, iar Na este expulzat contra gradientului de concentraţie prin intervenţia ATP-azei, Na, K dependentă

26 Maltaza, zaharaza, lactaza eliberează glucoză, galactoză, fructoză P ătrunde în organizm cu polimerii: Amidon şi Glicogen Amilaza (pH 6,8) salivară scindează pînă la– dextrine -amilaza (pancretică) scindează pînă la– dizaharide, trizaharide Glucoza împreună cu Na+ pătrund în celulă Ioni de Na+ se schimbă cu cei de K+ Transportorul glucozei (GLUT 5)

27 Patologiile medicale: Malabsorbţia glucidelor cauzată de deficienţele dizaharidazelor de la nivelul marginii de perie a enterocitelor; cel mai frecvent fiind deficitul ereditar al lactazei, manifestat prin intoleranţă la lactoză şi la nou-născuţi prin diaree în urma ingestiei de lapte. Malabsorbţia glucidelor cauzată de deficienţele dizaharidazelor de la nivelul marginii de perie a enterocitelor; cel mai frecvent fiind deficitul ereditar al lactazei, manifestat prin intoleranţă la lactoză şi la nou-născuţi prin diaree în urma ingestiei de lapte. Malabsorbţia congenitală a glucozei şi galactozei exprimată prin diaree severă, care poate cauza moartea prin deshidratare. Patologie cauzată de deficitul co-transportatorului glucoză-Na +. Malabsorbţia congenitală a glucozei şi galactozei exprimată prin diaree severă, care poate cauza moartea prin deshidratare. Patologie cauzată de deficitul co-transportatorului glucoză-Na +.

28 Monozaharidele ajung prin vena portă la ficat. Monozaharidele ajung prin vena portă la ficat. O parte se transformă prin gliconeogeneză în glicogen, iar alta (doar glucoza) trece în circulaţie. O parte se transformă prin gliconeogeneză în glicogen, iar alta (doar glucoza) trece în circulaţie. Galactoza şi fructoza sunt transformate în glucoză. Galactoza şi fructoza sunt transformate în glucoză.

29 Căile de metabolizare a Gl Gl- piruvat- Acetil CoA -CO 2 şi H 2 O Gl- piruvat- Acetil CoA -CO 2 şi H 2 O Din Gl se sintetizează glicogenul, alte monozaharide Din Gl se sintetizează glicogenul, alte monozaharide Furnizează compuşi importanţi ca: Furnizează compuşi importanţi ca: 1. Pentoze (utilizate în sinteza nucleotidelor şi AN) 2. Acizi uronici –sinteza de proteoglicani 3. Glicerol şi Acetil Co A – neolipogeneză 4. NADPH- necesar biosintezei reductive

30 Transferul intracelular al glucozei: Străbate membrana celulară în ambele sensuri fără consum de energie cu ajutorul unor transportatori pasivi. Străbate membrana celulară în ambele sensuri fără consum de energie cu ajutorul unor transportatori pasivi. Transportatorii glucozei (Glu T) sunt o familie de glicoproteine transmembranare, codificate de diferite gene. Transportatorii glucozei (Glu T) sunt o familie de glicoproteine transmembranare, codificate de diferite gene.

31 TRANSPORTORUL GLUCOZEI prin membrana celulelor (GLUT 1-5) GLUT 1: predomină în eritrocite GLUT 1: predomină în eritrocite GLUT 2: în hepatocite, celulele beta pancreatice GLUT 2: în hepatocite, celulele beta pancreatice GLUT 3: în celulele sistemului nervos GLUT 3: în celulele sistemului nervos GLUT 4: în celulele ţesutului muscular şi adipos GLUT 4: în celulele ţesutului muscular şi adipos GLUT5: în celulele intestinale (transportă glucoza în sînge) GLUT5: în celulele intestinale (transportă glucoza în sînge)

32 Glucozo- 6-fosfat Glucoza GlicogenPiruvat Pentoze NADH2

33 Metabolismul Glicogenului

34 Metabolismul glicogenului Glicogenul – forma de depozitare a exesului de glucide, la care se face apel în faza catabolică a metabolismului. Glicogenul – forma de depozitare a exesului de glucide, la care se face apel în faza catabolică a metabolismului. Depozitele de glicogen se găsesc în muşchi (1% din greutate) şi în ficat (6%) din greutate. Ficatul utilizează glicogenul în scopul menţinerii glicemiei; iar muşchiul îşi satisface necesităţile proprii de Gl. Depozitele de glicogen se găsesc în muşchi (1% din greutate) şi în ficat (6%) din greutate. Ficatul utilizează glicogenul în scopul menţinerii glicemiei; iar muşchiul îşi satisface necesităţile proprii de Gl. În perioadele interprandiale glicogenul depozitat în muşchi şi ficat este utilizat pentru obţinerea glucozei. În perioadele interprandiale glicogenul depozitat în muşchi şi ficat este utilizat pentru obţinerea glucozei ore de inaniţie- reduc considerabil conţinutul glicogenului în ficat; iar activitatea musculară intensă – îl reduc în muşchi ore de inaniţie- reduc considerabil conţinutul glicogenului în ficat; iar activitatea musculară intensă – îl reduc în muşchi Sinteza de glicogen – glicogenogeneza Sinteza de glicogen – glicogenogeneza Degradarea (scindarea) glicogenului – glicogenoliză Degradarea (scindarea) glicogenului – glicogenoliză

35 Sinteza glicogenului

36 Activarea Gl 1 fosfat E- Glucozo1fosfat uridiltransferaza E- Glucozo1fosfat uridiltransferaza glucozo-1-fosfat + UTP UDP-glucoză + PPi PPi + H2O 2 Pi

37 Transferul Gl pe capătul nereducător al glicogenului E- glicogensintaza glicogen (n) + UDP-glucoza glicogen (n +1 ) + UDP

38 Formarea leg 1,6 glicozidice Glicogen-sintaza realizează legăturile 1,4-glicozidice. Glicogen-sintaza realizează legăturile 1,4-glicozidice. Formarea legăturilor 1,6-glicozidice se face cu participarea enzimei de ramifiere – amilo 1,4-1,6 transglicozidaza şi implică transferul de resturi glicozil (cel puţin 6) la C6 al unui rest de glucoză. Formarea legăturilor 1,6-glicozidice se face cu participarea enzimei de ramifiere – amilo 1,4-1,6 transglicozidaza şi implică transferul de resturi glicozil (cel puţin 6) la C6 al unui rest de glucoză.

39 În lipsa amorsei de glicogen Glcogensintaza recurge la un primer de natură proteică – glicogenina Glcogensintaza recurge la un primer de natură proteică – glicogenina Glicogenina – este o proteină catalitică glicoziltranferazică Glicogenina – este o proteină catalitică glicoziltranferazică

40 Legătura glicozidică se formează între atomul C1 a glucozei derivată din UDP- glucoză şi hidroxilul tirozinei din Glycogenin. Legătura glicozidică se formează între atomul C1 a glucozei derivată din UDP- glucoză şi hidroxilul tirozinei din Glycogenin. UDP rezultă ca produs.

41 Reglarea glicogenezei E -glicogensintaza. E -glicogensintaza. prin fosforilare-defosforlare – prin fosforilare-defosforlare – Forma fosforilată este inactivă în timp ce cea defosforilată este activată: Insulina activează enzima glicogen- sintaza, astfel are loc activarea sintezei glicogenului; Insulina activează enzima glicogen- sintaza, astfel are loc activarea sintezei glicogenului; glucagonul, adrenalina au efect invers asupra acestei enzime. glucagonul, adrenalina au efect invers asupra acestei enzime.

42 Degradarea glicogenului (glicogenoliza) glicogen (n ) + P i glicogen (n–1 ) + glucozo-1-fosfat Enzima- glicogenfosforilaza (acţionează asupra leg. 1,4 glicozidice).

43 Asupra leg. 1,6 glicozidice acţionează E de deramificare (amilo1,4-1,6 glucantransferazică)- transferă 3 unităţi zaharidice de pe un lanţ pe altul

44 Glucozo-6-fosfat – fructozo -6-fosfat---- glicoliză- piruvat-DOP-C Krebs (ţ. muscular- sursă de energie pentru el) glucozo-6-fosfat + H2O glucoza + Pi – ficat

45

46 Reglarea glicogenolizei Adrenalina, glucagonul adenilatciclaza ATP AMPc+PP Proteinkinaza FosforilazkinazaFosforilazkinaza n - PKa Fosforilazkinaza n ---fosforilazkinaza a Fosforilaza n (defosfo) Fosforilaza a (fosforilată) Degradarea glicogenului

47

48 GLICOLIZA GLICOLIZAGLUCONEOGENEZA

49 Obiectivele: 1. Glicoliza - treptele enzimatice a glicolizei aerobe şi anaerobe. Reglarea glicolizei. Bilanţul energetic al degradării anaerobe şi aerobe a glucozei. Bilanţul energetic al degradării anaerobe şi aerobe a glucozei. 2.Sistemele navetă pentru transferarea NAD.H din citozol în mitocondrii. 2.Sistemele navetă pentru transferarea NAD.H din citozol în mitocondrii. 3. Soarta piruvatului. 3. Soarta piruvatului. 4.Fermentaţia alcoolică. 4.Fermentaţia alcoolică. 5. Gluconeogeneza ( mecanismul, reglarea). 5. Gluconeogeneza ( mecanismul, reglarea). 6.Procesul de sinteză şi reglare a lactozei. 6.Procesul de sinteză şi reglare a lactozei.

50 Glicoliza (Embden-Meyerhof-Parnas) - scindarea Gl în condiţii aerobe până la CO 2 şi H 2 O (38 sau 36 mol de ATP); în condiţii anaerobe până la 2 mol de acid lactic (2 mol de ATP) - scindarea Gl în condiţii aerobe până la CO 2 şi H 2 O (38 sau 36 mol de ATP); în condiţii anaerobe până la 2 mol de acid lactic (2 mol de ATP) Rolul: se realizează în scopul procurării energiei – ATP (de către toate ţesuturile) Rolul: se realizează în scopul procurării energiei – ATP (de către toate ţesuturile) În ficat şi alte ţesuturi – prin glicoliză (prin intermediarii săi) se obţin lipide de rezervă (Tg) În ficat şi alte ţesuturi – prin glicoliză (prin intermediarii săi) se obţin lipide de rezervă (Tg) Localizarea: citozol Localizarea: citozol

51 1. Fosforilarea Gl

52

53 2. Izomerizarea Gl 6 P în Fr 6 P

54 3. Fosforilarea Fr 6 P

55 Fosfofructokinaza această reacţie reprezintă etapa limitantă de viteză în glicoliză această reacţie reprezintă etapa limitantă de viteză în glicoliză Este o E alosterică: Este o E alosterică: Inhibitori: ATP; PEP; 1,3 difosfoglicerat; citratul Inhibitori: ATP; PEP; 1,3 difosfoglicerat; citratul Activatori: AMP, ADP, Fructozo 1,6 difosfat, Fructozo 2,6 difosfat (ea creşte afinitatea E pentru S, micşorînd-o însă pe cea a inhibitorilor: citrat şi ATP). Activatori: AMP, ADP, Fructozo 1,6 difosfat, Fructozo 2,6 difosfat (ea creşte afinitatea E pentru S, micşorînd-o însă pe cea a inhibitorilor: citrat şi ATP).

56 4. Scindarea Fr 1,6 difosfatului în 2 trioze fosfat

57 5. Izomerizarea triozofosfaţilor

58 6. DH şi fosforilarea gliceraldehidfosfatului

59 7. Fosforilare la nivel de substrat

60 8. Transformarea 3 fosfogliceratului în 2 fosfoglicerat

61 9. Dehidratarea 2 fosfogliceratului

62 10. a 2 fosforilare la nivel de substrat

63 PIRUVATKINAZA Se prezintă sub 2 forme: L (ficat) şi M (muşchi) Se prezintă sub 2 forme: L (ficat) şi M (muşchi) Izoenzimele de tip L – sunt E alosterice: Izoenzimele de tip L – sunt E alosterice: Activatori: Fructoza 1,6 difosfatul Activatori: Fructoza 1,6 difosfatul Inhibitori: ATP. Ala; acil CoA; Acetil CoA Inhibitori: ATP. Ala; acil CoA; Acetil CoA Reglare covalentă: este activă în forma defosforilată (promovată de insulină) şi inactivă în forma fosforilată (glucagon şi catecolamine) Reglare covalentă: este activă în forma defosforilată (promovată de insulină) şi inactivă în forma fosforilată (glucagon şi catecolamine) Reglare hormonală : insulina – inductor al E, activînd transcrierea genei ce-i corespunde; glucagonul – acţionează ca represor Reglare hormonală : insulina – inductor al E, activînd transcrierea genei ce-i corespunde; glucagonul – acţionează ca represor

64 În condiţii anaerobe: 11. Reducerea piruvatului

65 Glucoza Glucoza – 6 – fosfat Fructoza – 6 – fosfat Glicoliza (Calea Embden-Mejerhof)

66 Fructoza – 6 – fosfat Fructoza – 1,6 – bifosfat Gliceraldehida – 3 – fosfat + Dihidroxiaceton fosfat

67 Gliceraldehid 3 – fosfat (2) 1,3 – Bifosfoglicerat (2) 3 – Fosfoglicerat (2)

68 2 – Fosfoglicerat (2) Fosfoenolpiruvat (2) Piruvat

69 Bilanţul energetic al glicolizei aerobe

70

71 BILANŢUL ENERGETIC AL GLICOLIZEI ANAEROBE

72 Fermentaţia alcoolică

73 În rezultatul glicolizei anaerobe în citozol se formează NAD·H2. Pentru ca atomii de hidrogen cu un potenţial energetic înalt să elibereze energia ei trebuie întroduşi în MC unde vor fi transportaţi prin LR spre O2. O parte din energie, eliberată de ei, va fi acumulată în legăturile macroergice ale ATP (fosforilare oxidativă). În rezultatul glicolizei anaerobe în citozol se formează NAD·H2. Pentru ca atomii de hidrogen cu un potenţial energetic înalt să elibereze energia ei trebuie întroduşi în MC unde vor fi transportaţi prin LR spre O2. O parte din energie, eliberată de ei, va fi acumulată în legăturile macroergice ale ATP (fosforilare oxidativă). însă - membrana internă a MC nu este permeabilă pentru NAD·H2, deaceia pentru transportul H2 în MC servesc aşa numitele sisteme naveta. însă - membrana internă a MC nu este permeabilă pentru NAD·H2, deaceia pentru transportul H2 în MC servesc aşa numitele sisteme naveta. Există 2 asemenea sisteme: Există 2 asemenea sisteme: 1. glicerolfosfat (activă în muşchi şi creier) 2. malat-aspartat (activă în miocard, ficat, rinichi.)

74 SISTEME NAVETĂ 1. glicerolfosfat (activă în muşchi şi creier); 2. malat-aspartat (activă în miocard, ficat, rinichi).

75 MALAT-ASPARTAT 1. MDH (citoplasmatică şi MC) 1. MDH (citoplasmatică şi MC) ASAT (citoplasmatică şi MC) ASAT (citoplasmatică şi MC) Transportatorul malat-cetoglutarat (antiport) Transportatorul malat-cetoglutarat (antiport) Transportatorul Asp-Glu (antiport) Transportatorul Asp-Glu (antiport)

76 Sistemul navetă malat-aspartat NADH+H - din glicoliză (6)- nu se poate include în LR, deoarece se află în citozol. NADH+H - din glicoliză (6)- nu se poate include în LR, deoarece se află în citozol.

77

78 Sistemul naveta Malat-Aspartat

79 Sistemul naveta Glicerol-Fosfat E- glicerol-3 fosfat DH: E- glicerol-3 fosfat DH: a.G-3P-DH-citoplasmatică (Co- NAD) a.G-3P-DH-citoplasmatică (Co- NAD) b. G-3P-DH-mitocondrială (Co- FAD) b. G-3P-DH-mitocondrială (Co- FAD)

80 Sistemul naveta Glicerol-Fosfat

81 GLUCONEOGENEZA

82 Sinteza Gl din produşi neglucidici: Sinteza Gl din produşi neglucidici: 1. Din piruvat 2. Lactat 3. AA 4. Glicerol 5. OA Are loc în condiţiile de: Are loc în condiţiile de: 1. Epuizare a rezervelor de glicogen hepatic 2. În inaniţie 3. În cazul unui regim bogat în lipide şi proteine dar sărac în glucide 4. În efort prelungit Localizat: ficat; cortexul renal (rinichiul asigură numai 20% din totalul de Gl produsă)

83 glicoliza

84 GLUCONEOGENEZA Sunt reacţiile inverse ale glicolizei cu excepţia a 3 reacţii ireversibile: a10, a 3 şi 1. Sunt reacţiile inverse ale glicolizei cu excepţia a 3 reacţii ireversibile: a10, a 3 şi 1. Deaceea există 3 căi de ocolire: Deaceea există 3 căi de ocolire: transformarea piruvatului în PEP transformarea piruvatului în PEP transformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfat transformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfat transformarea Gl 6 fosfat în GL transformarea Gl 6 fosfat în GL

85

86 I cale de ocolire: Transformarea piruvatului în PEP

87 Piruvatcarbo xilaza Piruvat + HCO ATP oxaloacetat + ADP + P i

88 I cale de ocolire: Transformarea piruvatului în PEP I cale de ocolire: Transformarea piruvatului în PEP Piruvatcarboxilaza Piruvat + HCO ATP oxaloacetat + ADP + P i PEP carboxikinaza : oxaloacetat + GTP PEP + GDP + CO 2 Sumar: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Pi + 2H+

89

90 II cale de ocolire: transformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfat fructoza-1,6-disfosfataza: fructoza-1,6-diP + H 2 O fructoza -6-P + P i

91 III cale de ocolire: transformarea Gl 6 fosfat în GL glucoza-6-fosfataza: glucoza-6-fosfat+ H 2 O glucoza + P i

92 Reacţia sumară Glicoliză: Glicoliză: Glucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi Glucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi 2 piruvat +2NADH +2ATP 2 piruvat +2NADH +2ATP Gluconeogeneza din piruvat: 2Piruvat+2NADH +4ATP+2GTP 2Piruvat+2NADH +4ATP+2GTP Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP +6Pi Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP +6Pi

93 Gluconeogeneza din lactat Lactat +NADH+H Piruvat +NAD Lactat +NADH+H Piruvat +NAD E - LDH

94 Gluconeogeneza din AA Toţi AA glucoformatori (excepţie Leu) – Gl Toţi AA glucoformatori (excepţie Leu) – Gl Glu, Gln, His, Arg, Pro----- alfa cetoglutarat---- OA Glu, Gln, His, Arg, Pro----- alfa cetoglutarat---- OA Asp, Asn- - - OA Asp, Asn- - - OA Met, Ile--- propionil CoA---succinil CoA---- -OA Met, Ile--- propionil CoA---succinil CoA---- -OA Val, Trh, Met - succinil CoA-----OA Val, Trh, Met - succinil CoA-----OA Tyr şi Fen ---- fumarat----OA Tyr şi Fen ---- fumarat----OA Ala, Ser, Gli, Cis --- Piruvat Ala, Ser, Gli, Cis --- Piruvat

95

96 Gluconeogeneza

97

98 Gluconeogeneza din glicerol

99

100

101 Reglarea glicolizei şi gluconeogenezei Glicoliza: Glicoliza: 1. Hexokinaza/ glucokinaza (1) 2. Fosfofructokinaza (3) 3. Piruvatkinaza (10) Gluconeogeneza: Gluconeogeneza: 1. Piruvatcarboxilaza şi PEPcarboxikinaza 2. Fructozo -1,6- difosfataza 3. Gl 6 fosfataza

102 Reglarea alosterică a glicolizei şi gluconeogenezei

103

104 Reglarea hormonală: Activatori: Activatori: glucagonul, catecolaminele, glucocorticoizii (activează lipoliza – TG– glicerol --- substrat pentru gluconeogeneză) glucagonul, catecolaminele, glucocorticoizii (activează lipoliza – TG– glicerol --- substrat pentru gluconeogeneză) Glucocorticoizii – favorizează proteoliza extrahepatică --- AA--- Gl Glucocorticoizii – favorizează proteoliza extrahepatică --- AA--- Gl Glucagonul: micşorează concentraţia de fructozo 2,6 difosfat (activator al fosfofructokinazei, inhibitor al fructodifosfotazei) – va favoriza gluconeogeneza şi inhibă glicoliza Glucagonul: micşorează concentraţia de fructozo 2,6 difosfat (activator al fosfofructokinazei, inhibitor al fructodifosfotazei) – va favoriza gluconeogeneza şi inhibă glicoliza Insulina – inhibă gluconeogeneza şi activează glicoliza Insulina – inhibă gluconeogeneza şi activează glicoliza

105 Ciclul pentozofosfat Ciclul pentozofosfat Metabolismul Fructozei Metabolismul Fructozei Metabolismul galactozei Metabolismul galactozei

106 Şuntul pentozofosfat O altă cale de degradare a Gl 6 fosfat O altă cale de degradare a Gl 6 fosfat Localizat: în citoplasmă Localizat: în citoplasmă Activ: Activ: 1. Ţesut adipos 2. Ficat 3. Corticosuprarenale 4. Glanda mamară în lactaţie 5. Ţesut limfatic Relativ activ: Relativ activ: 1. În eritrocite Slab activ: Slab activ: Inimă, Inimă, Ţesut muscular Ţesut muscular Muschii sceletici Muschii sceletici

107 ROLUL NADPH, 1.Biosinteza AG, Col, a. biliari,; vitaminei D; h. corticosuprarenali 2.Neutralizarea medicamentelor şi toxinelor în lanţul oxigenazic; neutralizarea NH3 în cazul aminării reductive 3.Reducerea glutationului oxidat în glutation redus. RIBOZA-5-FOSFAT 1.Sinteza nucleozidelor, nucleotidelor, AN 2.Sinteza His 3.Sinteza Co: NAD, NADP, FAD, CoA producător

108 Etapele Implică 2 etape: Implică 2 etape: 1. Conversia hexozelor la pentoze (etapa oxidativă) 2. Conversia pentozelor la hexoze

109 Conversia hexozelor la pentoze (etapa oxidativă) 1.DH Gl 6P la 6fosfoglucolactonă (produs intermediar) 2. hidroliza 6 fosfoglucolactonei la 6 fosfogluconat

110 DH şi decarboxilarea 6 fosfogluconatului

111 Conversia ribulozei 5 fosfat

112 Bilanţul sumar 6glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 4Xilulozo-5P + 2 Ribozo-5P + 6 CO2 +12NADPH+H +H3PO4

113 Conversia pentozelor la hexoze

114 2. Conversia pentozelor la hexoze 2 ribozo-5-fosfat + 2 xilulozo-5-fosfat 2 sedoheptulozo – 7- fosfat + 2 gliceraldehid–3-fosfat 2 ribozo-5-fosfat + 2 xilulozo-5-fosfat 2 sedoheptulozo – 7- fosfat + 2 gliceraldehid–3-fosfat

115

116 2 sedoxeptulozo 7 fosfat+ 2 gliceraldehid 3 fosfat 2 fructozo 6 fosfat+ 2 eritrozo 4 fosfat

117

118 Bilanţul sumar 6 glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 6 CO2 +12NADPH+H + 4 fructozo 6P + 2 gliceraldehid 3 P 2 gliceraldehid 3 P = fructozo1,6 difosfat = glucozo 6P 4fructozo 6P= 4 glucozo 6P 6 glucozo 6P + 12 NADP +7H2O 6 CO2 +12NADPH+H + 5 glucozo 6P+ H3PO4 glucozo 6P + 12 NADP +7H2O 6 CO2 +12NADPH+H +H3PO4

119 Reglarea Glucozo 6P DH: Glucozo 6P DH: Activatori: mărirea de NADP Activatori: mărirea de NADP Inhibitori: NADPH+H; acil CoA Inhibitori: NADPH+H; acil CoA raportul glutation oxidat/glutation redus. Concentraţiile mari de GSSG creşte viteza şuntului raportul glutation oxidat/glutation redus. Concentraţiile mari de GSSG creşte viteza şuntului Sinteza DH creşte în glanda mamară în perioada de lactaţie; Sinteza DH creşte în glanda mamară în perioada de lactaţie; scade în ficat şi ţesutul adipos în diabet şi inaniţie scade în ficat şi ţesutul adipos în diabet şi inaniţie

120 Deficienţele ereditare ale E Deficienţa transcetolazei ( E are o afinitate redusă pentru TPP) – conduce la tulburări neurologice (sd Wernicke – Korsakoff) Deficienţa transcetolazei ( E are o afinitate redusă pentru TPP) – conduce la tulburări neurologice (sd Wernicke – Korsakoff) Deficienţa de Gl 6PDH – se manifestă în special în eritrocite, unde calea pentozofosfat e unica sursă de NADPH+H – conduce la hemoliza eritrocitelor Deficienţa de Gl 6PDH – se manifestă în special în eritrocite, unde calea pentozofosfat e unica sursă de NADPH+H – conduce la hemoliza eritrocitelor NADPH+H – protejează AG nesaturaţi de interacţiunea O2 în membrană şi asigură gradul de oxidare a Fe 2+ în hemoglobină. NADPH+H – protejează AG nesaturaţi de interacţiunea O2 în membrană şi asigură gradul de oxidare a Fe 2+ în hemoglobină.

121 Metabolismul Fructozei Fr se formează din zaharoză Fr se formează din zaharoză 2 căi metabolice 2 căi metabolice |I. în rinichi, muschii scheletici: Fr + ATP Fr 6P + ADP E- hexokinaza- inhibată de Gl

122

123 II. În ficat Fr + ATP Fr1P + ADP E- fructokinaza Absenţa fructokinazei conduce la fructozurie esenţială – starea nu se agravează, dar se acumulează Fr în urină

124 Fr 1P dioxiacetonfosfat + gliceraldehidă E- aldolaza Absenţa E – intoleranţă ereditară a Fr: Absenţa E – intoleranţă ereditară a Fr:

125 Intoleranţa ereditară a Fr: 1. Acumularea intracelulară a Fr1P ( inhibă Gl-6-P-aza şi glicogen fosforilaza) ceea ce explică: 2. Hipoglicemie, vomă, icter, hemoragie 3. Insuficienţă hepatică Tratament: dietă fără Fr şi zaharoză Tratament: dietă fără Fr şi zaharoză

126 Gliceraldehida (GA) intră în glicoliză pe următoarele căi: 1. Sub formă de GA fosfat GA + ATP Gliceraldehidfosfat +ADP E – tiokinaza

127 2. Sub formă de dioxiaceton fosfat 1. GA + NADH+H glicerol +NAD 2. Glicerol +ATP glicerol 3P+ADP 3. Glicerol 3P +NAD dioxiacetonP +NADH+H

128 3. Sub formă de 2 fosfoglicerat 1. GA +NAD+H2O glicerat + NADH+H 2. Glicerat + ATP 2fosfoglicerat + ADP

129

130

131 Metabolismul galactozei (Gal) Se metabolizează în ficat şi rinichi Se metabolizează în ficat şi rinichi 1. Fosforilarea Gal Gal + ATP Gal 1P + ADP E- galactokinaza

132 Deficienţa galactokinazei – conduce la galactozemie şi galactozurie: Deficienţa galactokinazei – conduce la galactozemie şi galactozurie: 1. Cataracta cristalinului 2. Reducerea Gal la galactiol

133 2. Interacţiunea Gal 1P cu UDP-Gl E- UDP glucozo -galactozo 1P- uridil transferaza: E- UDP glucozo -galactozo 1P- uridil transferaza: Gal 1P + UDP-Gl UDP-Gal- + Gl 1P Gal 1P + UDP-Gl UDP-Gal- + Gl 1P

134 Deficitul E –UDP Gl -Gal 1P- uridiltransferază – conduce la galactozemia clasică Deficitul E –UDP Gl -Gal 1P- uridiltransferază – conduce la galactozemia clasică 1. Dereglare autosomal recesivă 2. Alterări hepatice 3. Cataractă (acumulării de galactiol) 4. Tulburări neuropsihice (alteraţie mentală severă) Tratament: dietă fără Gal (fără lapte) Tratament: dietă fără Gal (fără lapte)

135 3. Interconversia UDP-Gal în UDP-Gl UDP-Gal UDP-Gl E – epimeraza UDP-Gal UDP-Gl E – epimeraza

136 Soarta UDP gl: 1. Sinteza glicogenului 2. UDP- Gl +PP UTP+Gl1P E- UDP-Gl- pirofosforilază Gl 1P Gl6P Gl 1P Gl6P

137 Calea acidului glucuronic 1. Activarea Gl1P sub formă de UDP-Gl UTP + Gl1P Gl-UDP + PP UTP + Gl1P Gl-UDP + PP E- UDP-Gl-pirofosforilaza E- UDP-Gl-pirofosforilaza

138 Gl-UDP + 2NAD +H2O Glucuronat- UDP+ 2 NADH+H Gl-UDP + 2NAD +H2O Glucuronat- UDP+ 2 NADH+H E-DH NAD dependentă E-DH NAD dependentă

139 UDP-glucuronatul – forma activă a glucuronatului: UDP-glucuronatul – forma activă a glucuronatului: 1. sinteza polizaharidelor (donor de rest glucuronil) 2. detoxifierea compuşilor străini (xenobioticelor) sau proprii (conjugare) 3. sinteza vitaminei C

140 UDP-glucoz dehidrogenaza UDP-glucoza UDP-D-glucuronat Inserţia glucoronatului în glicozaminoglicani aşa ca hialuronatul, condroitin sulfatul Glucuronidarea medicamentelor, toxinelor Sinteza vitaminei C

141 Sinteza lactozei E- lactozo-sintetază alcătuită din 2 subunităţi: E- lactozo-sintetază alcătuită din 2 subunităţi: Subunitatea G- catalitică- galactozil- transferaza: Subunitatea G- catalitică- galactozil- transferaza: UDP-Gal +N-acetilglucozamină UDP + Nacetillactozamină Subunitatea M –lactozo-sintetază: Subunitatea M –lactozo-sintetază: UDP-Gal+ Glucoza UDP+Lactoza

142 Lactozo-sintetaza se proliferează în glanda mamară; iar galactozil transferaza în toate ţesuturile (sinteza glicoproteinelor) Lactozo-sintetaza se proliferează în glanda mamară; iar galactozil transferaza în toate ţesuturile (sinteza glicoproteinelor) În graviditate: în glanda mamară se sintetizează şi se acumulează şi galactozil-transferaza În graviditate: în glanda mamară se sintetizează şi se acumulează şi galactozil-transferaza

143

144 Samo v mlečnih žlezah, preko UDP-glukoze in encimov: Laktoza sintaza in galaktozil transferaza. Ob prisotnosti alfa- laktalbumina tvori laktozo, v nemlečnih tkivih pa N- acetillaktozami n.

145 Reglarea nivelului de glucoză în sânge Concentraţia normală de Gl în sînge este de 3,3 –5,5 mMol/l. Concentraţia normală de Gl în sînge este de 3,3 –5,5 mMol/l. Creşterea c% de Gl în sînge mai sus de valorile normale – hiperglicemie Creşterea c% de Gl în sînge mai sus de valorile normale – hiperglicemie Micşorarea glicemiei sub valorile normale – hipoglicemie Micşorarea glicemiei sub valorile normale – hipoglicemie Valoarea normală a glicemiei este menţinută de acţiunea unor hormoni. Valoarea normală a glicemiei este menţinută de acţiunea unor hormoni. Insulina este unicul hormon, care micşorează concentraţia de glucoză în sînge. Insulina este unicul hormon, care micşorează concentraţia de glucoză în sînge.

146 Adrenalina, glucagonul, cortizolul, somatotropina, tiroxina – accelerează utilizarea de energie, măresc nivelul glucozei Adrenalina, glucagonul, cortizolul, somatotropina, tiroxina – accelerează utilizarea de energie, măresc nivelul glucozei Insulina este unicul hormon, care micşorează concentraţia de glucoză în sînge. Insulina este unicul hormon, care micşorează concentraţia de glucoză în sînge.

147 C peptide Proinsulin Insulina MW O endopeptidază Ca 2+ -dependentă Lanţul A Lanţul B PC2 (PC3) PC3

148 GIP:peptidul gastro-intestinal/ acţiune anticipată Celulele beta secreţia de insulină Gastrina GIP Secretina Glucagon Celulele alfa Glicemia AA (Arg, Liz) Somatostatina Celulele delta – – Adrenalina plasmatică Activitate parasimpatică Activitate simpatică – glicemia – Stimulare/ inhibiţie de secreţie Reglarea secreţiei hormonilor pancreatici.

149 Reglarea secreţii de insulină Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ VmVm GLUT2 Ca 2+ Canale de Ca 2+ Voltag-depend KIR Celule ß pancreatice Granule de Insulină Ca 2+ -

150 Secreţia bazală de insulină Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ GLUT2 Ca 2+ Voltage-gated Ca 2+ channel KIR Celulele ß pancreatice Inervaţia ß celullor Signal Granule de Insulină Ca 2+ VmVm

151 Granule de Insulină Glucoza-stimulează secreţia de insulină Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ ATP Na + K+K+ - K+K+ Glucose GLUT2 Ca 2+ Canale de Ca 2+ Voltage-depend KIR VmVm Celulele ß pancreatice IP 3 cAMP Glucokinase K m = 7-9 mM ß cell integrates input from various metabolites, hormones and neurotransmitters

152 Nivelul normal de Insulină Nivelul normal de Insulină Unităţi: 1 U = 36 µg, i.e. 28 U/mg Unităţi: 1 U = 36 µg, i.e. 28 U/mg Secreţia zilnică la oameni: U Secreţia zilnică la oameni: U Insulina Bazală în plasmă : 12 µU/ml Insulina Bazală în plasmă : 12 µU/ml Insulina Postprandială : la 90 µU/ml Insulina Postprandială : la 90 µU/ml Basal Masa Glucosa, mg/dl Insulin a, U/ml Minutes

153 Secreţia insulinei are loc în 2 faze:

154 Mecanismul de acţiune al Insulinei: Partea externă a receptorului: subunitatea conţine situl de fixare pentru insulină subunitatea posedă activitate tirozin kinazică membrana citoplasmatică

155 PO 4 PO 4 IRS-1 + ATP IRS-1 PO 4 Insulin GLUT4 glicoge n sintaza protein phosphatase- 1 posporilaz kinaza posporilaza Depuneri de Glicogen Insulina se fixează la subunitatea reglînd activitata subunităţii autoposporilarea subunităţii fosforilarea altor substrate activitatea tyr kinazelor posporilarea MAP kinazelor Insulin receptor signaling

156 Transmiterea semnalului de către Insulină PO 4 PO 4 IRS-1 + ATP IRS-1 PO 4 Insulina se fixează la subunitate reglînd activitatea subunităţii Insulin autofosforilarea subunităţii GLUT4 fosforilarea altor substrate activitatea tyr kinazelor activarea fosfo- inositol 3-kinazelor Translocarea transportorului de Glucoză spre membrana celulară

157 Influenţa insulinei asupra metabolismului glucidic măreşte permeabilitatea membranelor celulare pentru Gl, astfel are loc transportul glucozei în celule; măreşte permeabilitatea membranelor celulare pentru Gl, astfel are loc transportul glucozei în celule; activează sinteza glicogenului (la nivelul glicogen-sintazei) şi inhibă mobilizarea glicogenului (prin conversia enzimei glicogen-fosforilaza la formă ei neactivă); activează sinteza glicogenului (la nivelul glicogen-sintazei) şi inhibă mobilizarea glicogenului (prin conversia enzimei glicogen-fosforilaza la formă ei neactivă); activează enzimele-cheie ale glicolizei şi le inhibă pe cele ale gluconeogenezei. activează enzimele-cheie ale glicolizei şi le inhibă pe cele ale gluconeogenezei. Activează E şuntului pentozofosfat Activează E şuntului pentozofosfat

158 Influenţa insulinei asupra metabolismului lipidic Activează lipogeneza Activează lipogeneza Inhibă lipoliza (triglicerid lipaza tisulară) Inhibă lipoliza (triglicerid lipaza tisulară) Activează lipoproteinlipaza Activează lipoproteinlipaza

159 Influenţa insulinei asupra metabolismului proteic Facilitează utilizarea AA exogeni în muşchi şi ficat Facilitează utilizarea AA exogeni în muşchi şi ficat Activează sinteza proteinelor şi inhibă proteoliza Activează sinteza proteinelor şi inhibă proteoliza Măreşte expresia genică Măreşte expresia genică

160 Adrenalina sporeşte glicemia prin activarea mobilzării glicogenului - favorizeză glicogenoliza şi blocheză absorbţia glucozei. sporeşte glicemia prin activarea mobilzării glicogenului - favorizeză glicogenoliza şi blocheză absorbţia glucozei. Glucoza obţinută din glicogen iese din celulă în sînge, mărind glicemia. Glucoza obţinută din glicogen iese din celulă în sînge, mărind glicemia.

161 Cortizolul facilitează gluconeogeneza - prin inducţia E reglatoare ale gluconeogenezei în ficat. facilitează gluconeogeneza - prin inducţia E reglatoare ale gluconeogenezei în ficat. La nivelul ţesuturilor periferice cortizolul are acţiune catabolică (sporeşte lipoliza în ţesutul adipos şi scindarea proteinelor), astfel furnizînd substrate (glicerol, aminoacizi) pentru gluconeogeneza hepatică. La nivelul ţesuturilor periferice cortizolul are acţiune catabolică (sporeşte lipoliza în ţesutul adipos şi scindarea proteinelor), astfel furnizînd substrate (glicerol, aminoacizi) pentru gluconeogeneza hepatică.

162 glucagonul amplifică glicogenoliza şi gluconeogeneza; glucagonul amplifică glicogenoliza şi gluconeogeneza; somatotropina inhibă absorbţia glucozei; somatotropina inhibă absorbţia glucozei;

163 DIABETUL ZAHARAT Definiţie Diabetul zaharat este un sindrom metabolic caracterizat prin hiperglicemie cronică determinată de scăderea absolută sau relativă ( insulinorezistenţă) a secreţiei de insulină. În paralel cu tulburările metabolismului glucidic apar şi perturbări ale metabolismului protidic, lipidic şi hidroelectrolitic.

164 Aprecierea toleranţei organismului faţă de glucoză. Se recoltează sîngele pînă la încărcarea cu glucoză (dimineaţă după ore de foame)- Se recoltează sîngele pînă la încărcarea cu glucoză (dimineaţă după ore de foame)- se administrează glucoză în 250 ml de apă. se administrează glucoză în 250 ml de apă. Se determină glicemia la intervale de 30 min. (probele I, III şi IV). Se determină glicemia la intervale de 30 min. (probele I, III şi IV). În mod normal probă II va fi cea mai înaltă, însă nu mai mare decît 160 mg/100ml. Ulterior descreşte şi proba IV aproximativ se egalizează cu prima. În mod normal probă II va fi cea mai înaltă, însă nu mai mare decît 160 mg/100ml. Ulterior descreşte şi proba IV aproximativ se egalizează cu prima. La diabet probele III şi IV rămîn crescute. La diabet probele III şi IV rămîn crescute.

165 Glicogenozele Defect în mobilizarea glicogenului şi acumularea lui în ţesuturi: Defect în mobilizarea glicogenului şi acumularea lui în ţesuturi: sunt afecţiuni ereditare sunt afecţiuni ereditare duc la acumularea glicogenului în ţesuturi şi afectarea metabolismului glucidic, simptomelor clinice ca: hepatomegalie, hipoglicemie, hipotonie musculară, deficit energetic în caz de efort fizic. simptomelor clinice ca: hepatomegalie, hipoglicemie, hipotonie musculară, deficit energetic în caz de efort fizic.

166 TIPULE-defect Structura glicogenu lui Simptome I. Boala von Gierke glucozo- 6- fosfatază normală hipoglice mie, cetoză II. Boala Pompe α-1,4- glucozidază lizozomală normalăInimaSNC III. Boala Forbes, Cori amilo-1,6- glucozidazei (enzima de deramifiere); lanţul extern lipseşte (scurt) ramificaţie mărită hipoglicemie, afectat ficatul, inima, muşchii scheletici.

167 TIPULE-defect Structura glicogenul ui Simptome IV. Maladia Andersen enzimei de ramifiere (1,41,6)- transglucozila zei; lanţ foarte lung intern, neramificat extern; progresează ciroza hepatică - moarte până la vârsta de 20 ani V. Boala McArdle: glicogen fosforilazei musculare normală nivel scăzut a lactatului şi piruvatului după exerciţii, VI. Boala Hers: glicogen fosforilazei hepatice normală hepatomegalie glicogenică; hipoglicemie şi cetoză blândă.

168 Aglicogenozele Dereglări în sinteza glicogenului şi micşorarea lui: Dereglări în sinteza glicogenului şi micşorarea lui: Deficitul de glicogen sintază Hipoglicemie bazală Hipoglicemie bazală Vomă Vomă SNC SNC Moarte prematură Moarte prematură retard de creştere, deces precoce; retard de creştere, deces precoce;

169 I. Boala von Gierke(glicogenoza hepatorenală): I. Boala von Gierke(glicogenoza hepatorenală): deficienţă de glucozo-6-fosfatază în ficat, intestin şi rinichi; deficienţă de glucozo-6-fosfatază în ficat, intestin şi rinichi; structura glicogenului este normală; structura glicogenului este normală; hipoglicemie, cetoză; hipoglicemie, cetoză; galactoza şi fructoza nu sunt convertite la glucoză. galactoza şi fructoza nu sunt convertite la glucoză.

170 II. Boala Pompe (glicogeneză generalizată): deficit de α-1,4-glucozidază lizozomală deficit de α-1,4-glucozidază lizozomală structura glicogenului este normală; structura glicogenului este normală; concentraţii excesive de glicogen în vacuole anormale din citozol; concentraţii excesive de glicogen în vacuole anormale din citozol; în unele cazuri inima este principalul organ implicat cu moarte timpurie, în altele ̶ sistemul nervos este afectat sever; în unele cazuri inima este principalul organ implicat cu moarte timpurie, în altele ̶ sistemul nervos este afectat sever; valori normale ale zahărului sanguin. valori normale ale zahărului sanguin.

171 III. Boala Forbes, Cori (dextrinoza limitată): deficienţa enzimei amilo-1,6-glucozidazei (enzima de deramifiere); deficienţa enzimei amilo-1,6-glucozidazei (enzima de deramifiere); structura glicogenului este anormală: lanţul extern lipseşte sau este foarte scurt, numărul punctelor de ramificaţie este mărit; structura glicogenului este anormală: lanţul extern lipseşte sau este foarte scurt, numărul punctelor de ramificaţie este mărit; hipoglicemie, răspuns hiperglicemic diminuat la epinefrină sau glucagon şi normal la fructoză şi galactoză; hipoglicemie, răspuns hiperglicemic diminuat la epinefrină sau glucagon şi normal la fructoză şi galactoză; în proces este afectat ficatul, inima, muşchii scheletici. în proces este afectat ficatul, inima, muşchii scheletici.

172 IV. Maladia Andersen (deficienţa de ramificare, amilopectinoză): deficienţa enzimei de ramifiere (1,41,6)- transglucozilazei; deficienţa enzimei de ramifiere (1,41,6)- transglucozilazei; structura glicogenului este anormală: lanţ foarte lung intern şi neramificat extern; structura glicogenului este anormală: lanţ foarte lung intern şi neramificat extern; boală rară, dificil de recunoscut; boală rară, dificil de recunoscut; depozitarea glicogenului anormal; depozitarea glicogenului anormal; progresează ciroza hepatică şi evoluţia este fatală până la vârsta de 20 ani. progresează ciroza hepatică şi evoluţia este fatală până la vârsta de 20 ani.

173 V. Boala McArdle: deficienţa glicogen fosforilazei musculare structura glicogenului este normală; deficienţa glicogen fosforilazei musculare structura glicogenului este normală; conţinut mărit a glicogenului muscular (2,5- 4,1%, în normă 0,2-0,9%); conţinut mărit a glicogenului muscular (2,5- 4,1%, în normă 0,2-0,9%); nivel scăzut în sânge a lactatului şi piruvatului după exerciţii, scăderea pH-ului nu are loc. nivel scăzut în sânge a lactatului şi piruvatului după exerciţii, scăderea pH-ului nu are loc.

174 VI. Boala Hers: deficienţa glicogen fosforilazei hepatice structura glicogenului este normală; deficienţa glicogen fosforilazei hepatice structura glicogenului este normală; este o formă atenuată a afecţiunii von Gierke; este o formă atenuată a afecţiunii von Gierke; hepatomegalie glicogenică; hepatomegalie glicogenică; hipoglicemie şi cetoză blândă. hipoglicemie şi cetoză blândă.

175 Maladia Tarui: insuficienţa fosfofructokinazei musculare; insuficienţa fosfofructokinazei musculare; structura glicogenului este normală; structura glicogenului este normală; tablou clinic similar cu maladia McArdle; tablou clinic similar cu maladia McArdle; sunt afectate şi eritrocitele ce determină o hemoliză intensă; sunt afectate şi eritrocitele ce determină o hemoliză intensă; are loc acumularea lactatului; are loc acumularea lactatului; nu este complet clar de ce acest defect rezultă prin creşterea depozitării glicogenului. nu este complet clar de ce acest defect rezultă prin creşterea depozitării glicogenului.

176 VIII. Glicogenoza de tip VIII: reducerea activării fosforilazei în hepatocite şi leucocite; reducerea activării fosforilazei în hepatocite şi leucocite; structura glicogenului este normală; structura glicogenului este normală; hepatomegalie, creşterea depozitării glicogenului hepatic; hepatomegalie, creşterea depozitării glicogenului hepatic; etiologie neclară etiologie neclară

177