Balance Metabólico

Borislava MandakovicTomás Maiza

Normalidad Biológica u Homeostasis

Tendencia o acercamiento de los organismos a un estado de equilibrio dinámico, mediante ajustes de la actividad metabólica a cambios del medio externo.

Homeostasis

•Sistema nervioso•Sistema endocrino•Sistema inmunológico

•Ritmicidad•Reservas funcionales•Actividad metabólica adecuada

Balance Metabólico Orgánico

Integración Metabólica: Funcionamiento celular eficiente

Regulación Metabólica: Funcionamiento concertado de vías metabólicas

Interrelaciones orgánicas: Hígado órgano central

Integración Metabólica

Catabolismo del metabolismo intermediario

Etapa 1: Digestión: Se libera energía en forma de calor y no para formar ATP.

Etapa 2: Fase Oxidativa intermedia: Transformar productos de la digestión en pocos productos finales comunes

Etapa 3: Fase Oxidativa común final: Constituida por el Ciclo de Krebs acoplado a la cadena respiratoria mitocondrial.

TAG Polisacáridos Proteínas

AG Glicerol Glucosa Aminoácidos

DIGESTIÓN

FASE OXIDATIVA INTERMEDIA

Acetil CoA

PiruvatoAla, Ser, Cist, Gly, Tre

Leu, Tryp, Ileu

F-Ala,TyrLeu,Tryp,Lis

Arg,His,Pro,Gln,Orn

Acetoacetil CoAGlutamato

Ileu,MetVal

F-Ala,Tyr

AspAns

FASE OXIDATIVA FINAL COMÚN

Oxal Citrato α-cetoglutarato Succinil CoA Fumarato

Malato

2n (e- + H+) Cadena Respiratoria n/2 O2

N H2OATPADP + Pi

Integración Metabólica

Anabolismo del metabolismo intermediario

Piruvato

Ala

TA

Lactato

LACTATO DH

NADH

Oxalacetato Glucosa 6-P

Glucosa

GlucogenoCARBOX

GNG

NADH

ATP

Dihidroxiacetona-P

TAG(Lípidos de reserva)

α-glicerol-PGNG VIA ALTERNADA

NADH

Acetil CoA

Cuerpos cetónicos

Acil CoA

DH PIRUVICA

CETOGENESIS

SINTASA DE AG

NADH ATP

Integración Metabólica

Acoplamiento funcional de las fases Anabólica y Catabólica.

METABOLISMOINTERMEDIARIO

CATAB ANAB

Precursores

ATPNADHNADPH

PrecursoresEsenciales

ESTRUCTURALES

DE FUNCIONESESPECIFICAS

DE DEPOSITOENERGETICOTEMPORAL

TAGGLICOGENOFOSFAGENOS

Moléculas

METABOLISMOESPECIALIZADO

Integración Metabólica Interconversiones metabólicas posibles

Hidratos de Carbono a: Lípidos Aminoácidos

Aminoácidos a: Glucosa (glucogénicos) Cuerpos Cetónicos (cetogenicos) Glucosa y Cuerpos cetónicos (mixtos)

Interconvensiones no posibles: Ácidos Grasos a Glucosa

Regulación Metabólica

Niveles Básicos de regulación enzimática:1. Concentración de enzima

Lento Nivel transcripcional Inducción/represión

2. Actividad enzimática Rápido Cambios conformacionales (Afinidad enz-sustrato)

Modificación covalente reversible Fosforilación, desfosforilación

Alosterismo ATP/ADP Estado REDOX (NADH/NAD+)

Regulación Metabólica

Mecanismos de regulación enzimática del metabolismo intermediario:

1. Por Carga Energética Relación ATP/ADP (Potencial de fosforilación)

Ej: Aumenta relación Detiene catabolismo Activa anabolismo

2. Por Cambios en la Homeostasis Ácido-base Niveles de Lactato determinan la acidosis

metabólica que regula alostericamente a la FFQ1.

3. Por Estado REDOX Relación [NADH]/[NAD+] tiene efectos sobre

DH dependientes de NAD+.

Interrelaciones Orgánicas: Hígado

Centro procesador y distribuidor de combustibles metabólicos

Vías centrales comunes: Glucolisis

Vías Predominantes: GNG

Vías exclusivas: Cetogenesis

Características asociadas al metabolismo: Alto flujo sanguineo Zonación metabólica (periportal y perivenoso) Consumo energético principal Acidos Grasos

Interrelaciones Orgánicas

Relaciones metabólicas entre el hígado y otros órganos:

Metabolismo hepático de Hidratos de Carbono Metabolismo hepático de Lípidos Metabolismo Proteico y Aminoácidico en el

Hígado

Metabolismo hepático de Hidratos de Carbono

Mantención de Glicemia Glucogenogenesis:

Guarda 6% de su peso en glucogeno Rapida movilizacion (primeras 12 hrs) por estimulo hormonal

Gluconeogenesis: Mantención de glicemia a largo plazo Reciclaje de precursores extrahepáticos

Ciclo del Lactato Ciclo de la Alanina Ciclo del Glicerol

Sintesis de Acidos Grasos para Tejido Adiposo

Metabolismo hepático de Hidratos de Carbono

Metabolismo hepático de Hidratos de Carbono

Metabolismo hepático de Hidratos de Carbono

Metabolismo hepático deLípidos

Obtención de Energía Síntesis de Cuerpos cetónicos

Estimulada por Ayuno prolongado Dieta rica en grasas Alcoholismo Diabetes mellitus

Con baja drástica de la insulina tendríamos: ↑ lipolisis en tejido adiposo ↑ [enzima GNG] hígado ↓ lipogénesis en tejido adiposo e hígado ↑ Proteolisis muscular ↑ Glucogenolisis hepática

Metabolismo hepático de Proteinas y Aminoácidos

INSULINA

Promueve la entrada de glucosa al músculo y tejido adiposo por canales Glut-4

Actúa vía fosfoproteina fosfatasa. (regulación covalente)

Glucólisis: Promueve actividad FFQ-II de la enzima tándem

(fructosa 2, 6 bifosfato activa la FFQ-I / inhibe fructosa -1,6 -bifosfatasa) Activa la piruvato quinasa Activa a la enzima deshidrogenasa pirúvica

Glucógenogénesis: Activa enzima glucógeno sintasa Ia Desactiva enzima glucógeno fosforilasa

Lipogénesis: Activa acetil-CoA carboxilasa (genera el malonil-CoA)

(inhibición alostérica de CAT-I por malonil-CoA) Activa la diacilglicerol aciltransferasa (DAG pasa a TAG) Inhibe la TAG lipasa

Colesterogénesis: Activa la HMG-CoA reductasa

GLUCAGÓN Actúa vía proteína kinasa (regulación

covalente)

Gluconeogénesis: Promueve actividad fructosa- 2, 6- bisfosfatasa de la enzima tándem

(fructosa 2, 6 bifosfato activa la FFQ-I / inhibe fructosa -1,6- bifosfatasa) Inhibe la piruvato quinasa *(acetil-CoA activa la carboxilasa pirúvica que pasa el PIR a OAA (ver lipogénesis)

Glucógenolisis: Activa enzima glucógeno fosforilasa ( vía fosforilasa quinasa) Desactiva glucógeno sintasa d (b)

Lipolisis: Inhibe la acetil-CoA carboxilasa ( acetil-CoA)

(CAT-I deja de estar inhibida por malonil-CoA) Aumenta B-oxidación en el hígado

(acetil-CoA activa la carboxilasa pirúvica) Activa la TAG lipasa en tejido adiposo

Colesterol: Inhibe la HMG-CoA reductasa

(permite uso de HMG-CoA para Cetogénesis)