Integracja metabolizmu

Profil metaboliczny róŜnych organów ciała
Uwaga: tkanka tłuszczowa (adipose tissue) NIE wykorzystuje glicerolu do
biosyntezy triacylogliceroli
Endo-, para-, i autokrynna droga przekazu informacji biologicznej.
Przekaz informacji w układzie endokrynnym dokonuje się na 3
głównych drogach:
1) droga endokrynna – przekaz informacji dokonuje się za
pośrednictwem układu krążenia. Musi istnieć komórka
wyspecjalizowana, zwana komórką dokrewną, która albo tworzy
gruczoł wydzielania wewnętrznego (gruczoł endokrynowy), albo
jest to komórka w tzw. rozsianym układzie endokrynnym (APUD).
Jej wydzielina trafia do układu krążenia. Z krwią wydzielina ta
przenoszona jest na pewną odległość, a następnie opuszcza układ
krążenia. Trafia na komórkę docelową wyposażoną w receptor i
poprzez ten receptor następuje zmiana sygnału humoralnego na
odpowiedź wewnątrzkomórkową metaboliczną (molekularną) tej
komórki. W takim ujęciu, substancja wydzielana nosi nazwę
hormonu.
2) droga parakrynna – substancja zostaje wydzielona przez
odpowiednią komórkę, a następnie działa na komórki docelowe
bez pośrednictwa układu krążenia, a jedynie za pośrednictwem
płynu międzykomórkowego. Ta sama substancja może działać w
różnych warunkach na drodze endokrynnej i parakrynnej.
Przykładem jest interferon (w warunkach fizjologicznych działa na
drodze parakrynnej, stosowany jako lek – podawany drogą
pozajelitową – działa na drodze neurokrynnej).
3) droga autokrynna – komórka sama wydziela substancję i sama na
nią odpowiada, ponieważ wyposażona jest w odpowiedni receptor
(zjawisko to nosi nazwę sprzężenia zwrotnego dodatniego). W
warunkach prawidłowych jest to komórka embrionalna. W
warunkach patologicznych taki mechanizm „błędnego koła”
występuje w komórkach nowotworowych.
Hormony
Z uwagi na budowę chemiczną hormony moŜna zakwalifikować do jednej z
niŜej wymienionych grup związków:
peptydy lub polipeptydy (białka), takie jak insulina i glukagon
steroidy, w tym glukokortykoidy i hormony płciowe (androgenymęskie i estrogeny-Ŝeńskie)
pochodne aminokwasów, w tym katecholaminy (np. adrenalina) i
tyroksyna
Kontrola stęŜenia glukozy we krwi przez wydzielanie
hormonów trzustkowych insuliny i glukagonu
Insulina jest hormonem białkowym o masie 5,8 kDa, wydzielanym
przez komórki β trzustki w odpowiedzi na podwyŜszone stęŜenie
glukozy we krwi.
Insulina:
1. zwiększa wychwyt glukozy przez mięśnie i tkankę tłuszczową
wpływając na przemieszczanie się transporterów glukozy GLUT4 z
wnętrza komórek w kierunku błony i ich wbudowanie w błonę
komórkową
2. nasila syntezę glikogenu w wątrobie i mięśniach szkieletowych
3.hamuje proces glukoneogenezy w wątrobie
4. nasila syntezę kwasów tłuszczowych i triacylogliceroli w
wątrobie i tkance tłuszczowej
5. zwiększa wychwyt aminokwasów przez mięśnie i sktywuje
syntezę białek mięśniowych
6. hamuje degradację białek.
Glukagon jest hormonem polipeptydowym o masie 3,5 kDa
wydzielanym przez komórki α trzustki w odpowiedzi na niskie
stęŜenie cukru we krwi. Głównym organem, na który działa
glukagon, jest wątroba.
Glukagon stymuluje rozkład glikogenu wątrobowego (za
pośrednictwem cAMP) i glukoneogenezę, natomiast hamuje
glikolizę oraz syntezę kwasów tłuszczowych
Kaskada regulacji syntezy i rozkładu glikogenu
====================================
Regulacja wykorzystania egzogennej glukozy przez
wątrobę i inne tkanki przez enzymy róŜniące się swoim
powinowactwem do glukozy
==================================
Glukokinaza (wątroba) –wysoka wartość Km- niskie
powinowactwo (korzysta z glukozy w warunkach wysokiego
stęŜenia tego substratu we krwi)
Heksokinaza – niska wartość Km – wysokie powinowactwo do
glukozy - (korzysta z glukozy przy niŜszych stęŜeniach tego
substratu we krwi)
Wpływ insuliny na biosyntezę glikogenu
Regulacja aktywności dehydrogenazy pirogronianowej
(PDH) (reakcja pomostowa) – kontrola wykorzystywania
cukrów jako substratów energetycznych
========================================
Enzym ufosforylowany (PDH-P) - nieaktywny
Enzym wolny (PDH) – aktywny
Ufosforylowanie PDH (dezaktywacja) przez kinazę PDH
gdy stęŜenia acetylo CoA, ATP i NADH są wysokie
(głównym substratem energetycznym są tłuszcze)
Defosforylacja PDH--P (aktywacja) przez fosforylazę PDH
gdy stęŜenie Ca2+ wysokie (mięsień pracuje) (coraz większe
wykorzystywanie cukrów)
Zaburzenia metabolizmu w cukrzycy
=============================
Magazynowanie i wykorzystanie głównych substratów
energetycznych w stanie po posiłku, w czasie pomiędzy
posiłkami i we wczesnej fazie głodzenia