Resumen sobre regulación metabólica: Hormonas, glucosa y ciclo de la urea

3era clase – 4to parcial Bioquímica

Vamos a ver la parte final de regulación metabólica y vamos a hacer un recuento de lo que hacen las hormonas sobre el metabolismo en ese sentido el efecto del glucagón, debemos identificar el momento fisiológico y el órgano donde está actuando, por ejemplo el glucagón aumenta la glucogenolisis y su efecto es generar glucosa, si su efecto va a  hacer en el hígado obviamente se hace para liberar glucosa, ¿Cuál es la enzima sobre la cual está actuando la hormona? la glucógeno fosforilasa que ustedes conocen, disminuye entonces también la síntesis de glucógeno hepático, si aumenta la glucogenolisis disminuye la glucogénesis y la acción se hace sobre la glucogeno sintasa la cual es fosforilada al igual que la fosforilasa sintasa solo que la sintasa es inactiva, disminuye la glucolisis actua sobre la fosfofructiquinasa 1, diminuye esa actividad y con ello la glucolisis disminuye, aumenta la gluneogenesis hepática proveniente de aminoácidos, glicerol, oxalacetato para producir glucosa y su acción es sobre la piruvato 1,6 bifosfatasa una de las enzimas de la gluconeogénesis la cual activa y disminuye la actividad de la piruvato quinasa que es una enzima de la glucolisis, aumenta la movilización de acidos grasos al tejido adiposo, hay menos glucosa disponible para este caso a nivel de hígado y musculo esquelético y su  básicamente se debe en el adiposito a la actividad del aumento de la triglicérido lipasa o triacilglicerol lipasa la cual es fosforilada y de su forma fosforilada es activa.

¿Cuáles serían los efectos de la insulina? Aumento de la captación de glucosa por aumento de los glut 4, aumento de la utilización y captación a nivel del hígado pero no por los receptores sino por activación de la glucoquinasa… hay aumento de la glucogénesis hay activación de la glucógeno sintasa, de la fosforilasa por lo tanto la glucogenolisis esta disminuida y hay aumento en la activación de la glucolisis; se activa la fosfructoquinasa 1, la piruvato deshidrogenasa lo cual lleva a la transformación del piruvato principalmente a Acetil CoA.

Hay aumento de la oxidación de ácidos grasos por acción de la Acetil CoA carboxilasa y hay por lo tanto un aumento en la síntesis de triglicéridos hay activación de la lipoproteína lipasa la cual es la enzima que está en el endotelio y la que permite la captación de ácidos grasos provenientes de quilomicrones y de la VLDL.

En el cuadro que dice “alteraciones de la regulación o recambio creo, renovación y oxidación de la glucosa producida por el ayuno en el hombre”. Fíjense lo que se puede recambiar en las primeras 7 a 14 horas del ayuno, hay una renovación de 752 gr de glucosa en 24 hrs. Y se oxidan 96. En la medida que avanzamos en el ayuno va recayendo la renovación de la glucosa y la oxidación porque la disponibilidad es cada vez menor. En el 5to y en adelante solamente logramos renovar 87 y utilizamos 46.

En el estado postabsortivo del instestino se toman aminoácidos de cadena ramificada, van al hígado éste toma una parte de ellos, el 60% se va a musculo esquelético de éste puede regresar a alanina y también puede liberar glutamina que va al riñón, puede también generar valina o aminoácidos ramificados que va a ceder.

En el caso de glutamina que va al riñón éste libera amonio que va directo a la orina, una parte va al intestino también y la alanina va al hígado para hacer el proceso de gluconeogenesis, por supuesto tomando al grupo α amino y lo lleva al ciclo de la urea.

Esta es la enzima regulatoria del ciclo de la urea, que es la carbamoil fosfato sintetasa uno, la cual va a tomar el grupo amonio proveniente de la glutamina y el ácido glutámico y va formar urea en un proceso en el cual participa la arginina y  donde actúa   finalmente la arginasa, la cual le quita la molécula de urea a la arginina y se convierte en orinitina para reiniciar todo el ciclo anterior.

En el musculo esquelético podemos formar energía a través de la glucosa: cuando el glucógeno se degrada produce glucosa, esta produce glucosa 6-fosfato y se va por vía de la glucolisis anaeróbica hasta lactato y puede generar ATP. Parte de ese ATP se utiliza en la contracción muscular. Otra parte de ese ATP puede ser aportado por la creatinina cinasa, la cual toma fosfocreatina (toma ATP a partir de la fosfocreatina) y la convierte en creatina, aportando ATP.

Ambos pueden ser utilizados para la contracción muscular que es la actividad fundamental del musculo esquelético (acción mecánica).

En la regulación de los ácidos grasos vamos a encontrar la actividad de la Acil CoA sintetasa, la cual puede generar Ácidos Grasos CoA activo, es decir, toma los ácidos grasos y los activa. Por otro lado el Acetil CoA en estado de buena alimentación puede generar ácidos grasos,  Acil CoA, por un proceso denominado lipogenesis donde va actuar como entregador o donante de energía el NADP reducido que viene la vía de las pentosas fosfatos.

 Parte de esos ácidos grasos si estamos en estado de buena alimentación se almacenan como triglicéridos y estos en un momento determinado (al entrar al ayuno) pueden ser degradados por acción de la triglicérido lipasa o lipasa sensible a la hormona produciendo ácidos grasos, glicerol y si es necesario se entregan a la circulación para ser tomado por otros tejidos u órganos que lo necesiten (si estamos en estado de ayuno liberamos). Si estamos en estado de buena alimentación los depositamos y podemos tomar del torrente sanguíneo por acción de la lipoprotein lipasa sensible a la hormona o sensible a la insulina que la activa (estado de buena alimentación en este caso).

Entonces siempre que hagamos el análisis hay que ubicarse: 1. En el momento fisiológico que va a indicarnos si estamos en estado de ayuno o alimentación, en qué fase del metabolismo. 2; Cuál sería la hormona actuante: insulina, glucagón, adrenalina, cortisol, etc. 3; Sobre cuál órgano está actuando, entonces entramos en la especialización del órgano, por ejemplo, la hormona está actuando sobre músculo esquelético, entonces no va a liberar glucosa porque le falta glucosa-6-fosfatasa; 4. En las rutas metabólicas de las enzimas de las que estamos hablando, ¿estamos en la glucólisis? Entonces ¿cuales enzimas de la glucólisis están activas? Y ese es el ejercicio que hay que hacer mentalmente. Ir del estado general al estado específico.

Aquí tienen la regulación de los ácidos grasos. Lo podemos analizar de abajo hacia arriba: si estamos degradando triglicéridos y formando ácidos grasos, en el tejido adiposo, ¿en qué estado fisiológico estamos? en estado de ayuno; ¿sobre qué órgano estamos actuando? Tejido adiposo; ¿Qué hormona está actuando en el ayuno? Glucagón; ¿Qué ruta metabólica está activada? Lipólisis; ¿Qué enzima está actuando? Triglicérido lipasa; ¿Qué hace la triglicérido lipasa? Degrada trigicéridos y forma diglicéridos, monoglicérido y finalmente ácidos grasos y glicerol. Luego se liberan en el tejido sanguíneo y se transportan a los órganos que lo requieren.

El hígado lo toma y hace β oxidación pero no para producir energía sino para formar cuerpos cetónicos y entregarlos a otros órganos como músculo esquelético y cardíaco; en cambio el músculo esquelético y cardíaco lo usan para oxidarlo y obtener energía, para hacer β oxidación en ambos casos.

El tejido adiposo también produce glucólisis, pero ¿estará activa la glucólisis en ayuno? No, porque la glucólisis tiene la función de tomar la glucosa y convertirla en ácidos grasos y obviamente en el ayuno no está activa la insulina que es la que activa a los GUT4 para tomar glucosa y hacer la glucólisis.

El órgano no va a tomar glucosa porque además lo necesitan en otros órganos, así hacemos el análisis y aquí se ve, si tuviéramos algo en el hígado estuviera actuando la hidroximetil-butenil coenzima A reductasa, que es la enzima precursora del colesterol y esta presente en la sistesis para formar elementos de mayor complejidad en anabolismo.

Por acá tenemos las enzimas que producen cuerpos cetonicos, activas en el ayuno produciendo cetogenesis

El método por el que se activa la hidroximetil-Butenil-CoA-Reductasa que obedece un mecanismode fosforilacion y desfosforilacion como antes se ha mencionado. Si esta esta actuando en un estado absortivo de buena alimentación, la hormona que esta actuando es la insulina, porque vamos a hacer síntesis del colesterol, la insulina promueve la desfosforilacion, que se activa mediante la proteína-fosfatasa-1 que fosforila hidroximetil-Butenil-CoA-Reductasa que esta fosforilada y al desfosforilarla la activa.

El glucagón hace lo contrario fosforila (desactiva) y esta enzima fosforilada es inactiva.

Entonces estamos hablando de una vez de la ruta metabólica, del órgano y del mecanismo de acción de la hormona que influye en la reacción.

La triglicérido lipasa, tiene el mismo mecanismo cuando es fosforila como ya hemos mencionado, se activa y desfosforilada es inactiva porque es catabólica y las catabólicas se activan con el glucagón que promociona el catabolismo por que fosforila (cuando fosforila se activan en resumen todas las enzimas catabólicas)

...