Tema 9. Integració del metabolisme (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Pompeu Fabra (UPF)
Grado Medicina - 2º curso
Asignatura Bioquímica II
Año del apunte 2015
Páginas 4
Fecha de subida 03/02/2015
Descargas 14
Subido por

Vista previa del texto

Tema 9. Integració del metabolisme Els diferents teixits del nostre organisme tenen diferents necessitats metabòliques i realitzen diferents processos per poder realitzar les seves funcions. No es pot entendre el funcionament del nostre cos si no és amb la coordinació d’aquests teixits a través dels diferents substrats circulants, el sistema nerviós i el sistema hormonal.
1. PAPER DE LES HORMONES EN LA COORDINACIÓ DELS TEIXITS Insulina La insulina és un pèptid de 51 aminoàcids sintetitzat i secretat per les cèl·lules beta dels illots pancreàtics. De manera normal es sintetitza com a precursor, la pre-pro-insulina, i aquesta és tallada per convertir-se en l’hormona funcional. Té una vida mitjana molt curta, de només 6 minuts i això permet disposar d’uns sistemes d’activació i inactivació molt precisos.
La secreció d’insulina està clarament associada a la ingesta de glucosa i la quantitat circulant disminueix ràpidament després del pic inicial a causa de la seva curta vida mitjana, doncs a l’organisme no li interessa que quatre hores després d’una ingesta la insulina continuï activa.
L’augment de la concentració d’insulina va associat també a un descens de la concentració de glucagó, una hormona amb efectes contraris. La secreció d’insulina és també reforçada per determinats aminoàcids essencials que són indicatius d’una ingesta i pot ser inhibida per senyals com l’epinefrina.
El mecanisme d’acció pel qual la glucosa provoca l’alliberació d’insulina es basa en un intercanvi d’ions provocat per l’entrada de glucosa que resulta en una acumulació de calci, i aquesta acumulació provoca l’alliberació de vesícules que contenen insulina al seu interior.
Els principals efectes metabòlics de la insulina es donen en el metabolisme dels carbohidrats i el metabolisme dels lípids.
 Pel que fa al metabolisme dels carbohidrats l’efecte més important es produeix sobre el fetge, el múscul i el teixit adipós.
 En fetge inhibeix la gluconeogènesi i la glicogenòlisi  En fetge i múscul incrementa la síntesi de glicogen  En múscul i teixit adipós incrementa la captació de glucosa  Al metabolisme dels lípids té un efecte principalment al teixit adipós, que disminueix l’alliberació d’àcids grassos degut a:  Disminució de la degradació de TG per inhibició de la lipasa sensible a hormones  Increment de la síntesi de TG gràcies a la entrada de glucosa i formació de glicerol-3P El receptor d’insulina està format per dues subunitats alfa i dues subunitats beta. La part intracel·lular d’aquestes subunitats beta presenta activitat tirosina cinasa.
La unió d’insulina a la subunitat α del receptor estimula l’activitat tirosina cinasa de la subunitat β, que actua sobre tirosines de la pròpia subunitat β (autofosforilació). A la cèl·lula hi ha també substrats del receptor d’insulina (IRS - insulin receptor substrat) que són fosforilats per aquesta activitat tirosina cinasa. PIK3 s’uneix al substrat del receptor d’insulina i genera un missatger secundari, PIP3, a partir de PIP2.
El resultat d’aquest missatger és l’alliberació de les vesícules amb receptors de glucosa i el conseqüent transport. Quan els nivells d’insulina disminueixen els transportadors de glucosa es tornen a internalitzar i les diferents vesícules es fusionen formant un orgànul anomenat endosoma.
Glucagó El glucagó és una hormona de 29 aminoàcids que és alliberada per les cèl·lules alfa dels illots pancreàtics quan hi ha un descens de la glucosa circulant. L’alliberació és estimulada també per la presència d’epinefrina i aminoàcids indicadors de la degradació de proteïnes al teixit muscular, doncs aquesta degradació es produeix quan hi ha un dèficit de glucosa circulant.
El glucagó actua sobre el metabolisme dels carbohidrats estimulant la degradació de glicogen en fetge i estimulant la síntesi de glucosa pel procés de gluconeogènesi. Paral·lelament actua sobre el metabolisme lipídic afavorint la β-oxidació dels àcids grassos i la conseqüent formació de cossos cetònics a partir d’acetil-CoA al fetge. Actua també sobre el metabolisme proteic incrementant la captació d’aminoàcids al fetge incrementant la quantitat d’esquelets carbonats que podran ser utilitzats per realitzar la gluconeogènesi.
El mecanisme d’acció del glucagó es basa en la unió a un receptor específic de 7 dominis transmembrana associat a una proteïna G. Amb la unió del glucagó la subunitat alfa de la proteïna G trimèrica es dissocia i s’uneix a adenilat ciclasa que forma cAMP. Aquest cAMP activa una proteïna cinasa cAMP dependent (PKA) que fosforila proteïnes provocant un efecte fisiològic. L’epinefrina té un efecte molt similar unint-se a un altre receptor.
Catecolamines. Epinefrina i norepinefrina Les catecolamines poden actuar sobre receptors alfa i beta adrenèrgics. Aquest últims tenen un funcionament molt similar als receptors de glucagó.
Les catecolamines actuen són alliberades per la medul·la suprarenal i les terminacions del sistema nerviós simpàtic quan hi ha nivells baixos de glucosa o en situacions d’alerta. Tenen efectes similars al glucagó i tenen dos mecanismes de transmissió de senyal. Poden unit-se a receptors beta adrenèrgics al fetge o al múscul o poden unir-se a receptors alfa adrenèrgics al fetge.
Els receptors alfa adrenèrgics es troben al fetge i estan units a una proteïna G trimèrica que es dissocia i activa una fosfolipasa C que catalitza la degradació de PIP2 per formar IP3 i DAG. Els dos són missatges intracel·lulars. IP3 actua sobre el reticle endoplasmàtic i estimula l’alliberació de calci, que podrà pre-activar la glicogen fosforilasa cinasa. La presència de DAG i calci inhibeixen la glicogengènesi i estimulen la glicogenòlisi.
Altres hormones amb efectes sobre el metabolisme Les hormones esteroides són alliberades pel còrtex adrenal i tenen efectes tant a curt com a llarg termini sobre diferents teixits.
    Mobilització de greixos per l’activació de la lipasa sensible a hormones Estimulació de la gluconeogènesi Inhibició de la captació de glucosa pel múscul Increment de la degradació de la proteïna muscular Les hormones tiroideas són hormones derivades de la tirosina que es produeixen per la tiroides i són alliberades al torrent circulatori de manera regulada per la pituïtària. Tenen un efecte a llarg termini sobre el metabolisme basal de l’organisme i un increment d’aquestes dóna un fenotip similar a l’obtingut per un increment de les catecolamines. Una deficiència provoca una disminució del metabolisme bassal.
2. EFECTE DEL SISTEMA NERVIÓS EN UNA SITUACIÓ D’HIPOGLUCÈMIA En una situació d’hipoglucèmia l’objectiu de l’organisme és activar les diferents vies que permeten la formació de glucosa.
A través del sistema hipotalàmic s’activa el sistema nerviós autònom que envia senyals a la medul·la adrenal per l’alliberació de cortisol i epinefrina, estimula l’alliberació de glucagó pel pàncrees i estimula l’alliberació de norepinefrina. El sistema hipotalàmic estimula també l’alliberació d’acetilcolina per la glàndula pituïtària, que actua sobre la medul·la adrenal estimulant també l’alliberació de cortisol i epinefrina.
El resultat és un augment de les concentracions circulants de cortisol, catecolamines i glucagó, que tenen efectes sobre els processos de glicogenòlisi i gluconeogènesi augmentant la seva activitat.
...