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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/339310640 INTEGRACIÓN Y REGULACIÓN HORMONAL DEL METABOLISMO Conferencia 3 Presentation · February 2020 DOI: 10.13140/RG.2.2.29011.53285 CITATIONS 0 READS 4,644 1 author: Oscar Nicolás Ramírez Center of Molecular Immunology 6 PUBLICATIONS 0 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Oscar Nicolás Ramírez on 17 February 2020. The user has requested enhancement of the downloaded file. https://www.researchgate.net/publication/339310640_INTEGRACION_Y_REGULACION_HORMONAL_DEL_METABOLISMO_Conferencia_3?enrichId=rgreq-f2c0f27bba0ff2ba4e72aeea56a52c19-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzOTMxMDY0MDtBUzo4NTk1NjkxNjA5Nzg0MzNAMTU4MTk0ODY2NjI2MA%3D%3D&el=1_x_2&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/publication/339310640_INTEGRACION_Y_REGULACION_HORMONAL_DEL_METABOLISMO_Conferencia_3?enrichId=rgreq-f2c0f27bba0ff2ba4e72aeea56a52c19-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzOTMxMDY0MDtBUzo4NTk1NjkxNjA5Nzg0MzNAMTU4MTk0ODY2NjI2MA%3D%3D&el=1_x_3&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-f2c0f27bba0ff2ba4e72aeea56a52c19-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzOTMxMDY0MDtBUzo4NTk1NjkxNjA5Nzg0MzNAMTU4MTk0ODY2NjI2MA%3D%3D&el=1_x_1&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Oscar-Nicolas-Ramirez-2?enrichId=rgreq-f2c0f27bba0ff2ba4e72aeea56a52c19-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzOTMxMDY0MDtBUzo4NTk1NjkxNjA5Nzg0MzNAMTU4MTk0ODY2NjI2MA%3D%3D&el=1_x_4&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Oscar-Nicolas-Ramirez-2?enrichId=rgreq-f2c0f27bba0ff2ba4e72aeea56a52c19-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzOTMxMDY0MDtBUzo4NTk1NjkxNjA5Nzg0MzNAMTU4MTk0ODY2NjI2MA%3D%3D&el=1_x_5&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/institution/Center-of-Molecular-Immunology?enrichId=rgreq-f2c0f27bba0ff2ba4e72aeea56a52c19-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzOTMxMDY0MDtBUzo4NTk1NjkxNjA5Nzg0MzNAMTU4MTk0ODY2NjI2MA%3D%3D&el=1_x_6&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Oscar-Nicolas-Ramirez-2?enrichId=rgreq-f2c0f27bba0ff2ba4e72aeea56a52c19-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzOTMxMDY0MDtBUzo4NTk1NjkxNjA5Nzg0MzNAMTU4MTk0ODY2NjI2MA%3D%3D&el=1_x_7&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Oscar-Nicolas-Ramirez-2?enrichId=rgreq-f2c0f27bba0ff2ba4e72aeea56a52c19-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzOTMxMDY0MDtBUzo4NTk1NjkxNjA5Nzg0MzNAMTU4MTk0ODY2NjI2MA%3D%3D&el=1_x_10&_esc=publicationCoverPdf CURSO DE BIOQUÍMICA 2018-2019 INTEGRACIÓN Y REGULACIÓN HORMONAL DEL METABOLISMO Lic. Oscar Nicolás Ramírez oscarnr@infomed.sld.cu Laboratorio Conferencia 3 mailto:oscarnr@infomed.sld.cu PREGUNTAS DE CONTROL 1. ¿Qué es una hormona? Clasificación. 2. ¿Qué hormonas actúan a través de receptores localizados en la superficie celular y por qué? Jameson, JL. Harrison´s Endocrinology. 3rd Edition. McGraw-Hill Education. 2013. 560 p. ¿Qué rol metabólico tiene la insulina? Lo que sabemos… Insulina Del latín insula, isla Islotes de Langerhans Control de la glucemia Nelson DL, Cox MM. Lenhinger Principles of Biochemestry. 5th Edition. 2008. 1294 p. Sumario 1. Perspectiva general del metabolismo 2. Metabolismo específico de tejidos 3. Integración y regulación hormonal del metabolismo Objetivo Describir los mecanismos generales de INTEGRACIÓN y REGULACIÓN HORMONAL del metabolismo de los mamíferos. Perspectiva general del metabolismo Reacciones químicas acopladas Interrelación de vías metabólicas Diferentes mecanismos de regulación Procesos que garantizan la subsistencia celular. Metabolismo Perspectiva general del metabolismo Perspectiva general del metabolismo Trifosfato de adenosina (ATP) Moneda de cambio del organismo Hall JE. Tratado de Fisiología Médica. 13ra Edición. Elsevier. 2016. 2924 p. Perspectiva general del metabolismo Principales rutas metabólicas Rutas centrales Ciclo de Krebs o Ciclo del ácido cítrico Cadena transportadora de electrones (CTE) + Fosforilación oxidativa Carbohidratos Glucólisis Síntesis y degradación del glucógeno Fermentación láctica Gluconeogénesis Vía de las Pentosas Fosfato Lípidos Síntesis y degradación (β-oxidación) de ácidos grasos Síntesis y degradación (lipólisis) de triacilglicéridos Síntesis y degradación de cuerpos cetónicos Compuestos nitrogenados Síntesis y degradación de aminoácidos Síntesis de nucleótidos Ciclo de la urea Metabolismo específico de tejidos Hígado Órgano central del metabolismo Procesamiento y distribución de nutrientes Flexibilidad metabólica Destinos de la Glucosa-6-P Carbohidratos Metabolismo específico de tejidos Hígado Síntesis proteica (la mayoría de las proteías plasmáticas) Síntesis de nucleótidos y porfirinas Ciclo de la urea Aminoácidos Metabolismo específico de tejidos Hígado β-oxidación de ácidos grasos, AG (combustible primario en el hígado) Síntesis de colesterol y triacilglicéridos, TAG (VLDL) Síntesis de cuerpos cetónicos Metabolismo específico de tejidos Tejido adiposo blanco Síntesis de TAG a partir de Glc y AG (principal reserva energética) Lipólisis por acción de TAG lipasa β-oxidación de AG Síntesis de AG (minoritaria) Adipocito Nelson DL, Cox MM. Lenhinger Principles of Biochemestry. 5th Edition. 2008. 1294 p. Metabolismo específico de tejidos Acción de la proteína desacopladora UCP1 (termogenina) Tejido adiposo pardo o marrón Termogénesis Metabolismo específico de tejidos Músculo esquelético Especializado en producir ATP No exporta glucosa Metabolismo en función del grado de actividad física Metabolismo específico de tejidos Músculo esquelético Cooperación hígado-músculo Ciclo de Cori Ciclo de de la alanina Músculo cardíaco Metabolismo específico de tejidos Actividad continua Abundancia de mitocondrias Metabolismo aeróbico permanente Síntesis de ATP por fosforilación oxidativa Prácticamente no tiene reservas energéticas Cardiomiocito Metabolismo específico de tejidos Cerebro Glucosa como único combustible Metabolismo respiratorio muy activo (20% del consumo total de O2) Consume cuerpos cetónicos en ayuno Generación de impulsos nerviosos Neuronas Metabolismo específico de tejidos TABLA RESUMEN DEL PERFIL METABÓLICO DE LOS PRINCIPALES TEJIDOS DEL ORGANISMO Tejido Combustible almacenado Combustible primario Combustibles exportados Hígado Glucógeno TAG Aminoácidos, Glc, AG AG, Glc, Cuerpos cetónicos Tejido adiposo TAG AG AG, glicerol Músculo esquelético, reposo Glucógeno AG Ninguno Músculo esquelético, ejercicio Ninguno Glc Lactato, alanina Músculo cardíaco Ninguno AG Ninguno Cerebro Ninguno Glc, Cuerpos cetónicos (ayuno) Ninguno Preguntas de comprobación 1) ¿Por qué afirmamos que la molécula de ATP es la moneda de cambio del metabolismo energético? 2) ¿ En qué nos basamos para designar al hígado como órgano central del metabolismo de los mamíferos? 3) ¿Qué tejido especializado permite a algunos animales la hibernación, y por qué? Curiosidad Los eritrocitos carecen de mitocondrias y, por tanto, en todo momento dependen por completo de la glucólisis anaeróbica y de la vía de la pentosa fosfato. Integración y regulación hormonal del metabolismo Integración Regulación COORDINACIÓN DE LAS FUNCIONES AJUSTE DE LA INTENSIDAD RESPUESTA A CAMBIOS SIMULTANEIDAD Y EFICIENCIA FUNCIONAMIENTO JERARQUIZADO VÍNCULO DE LAS VÍAS METABÓLICAS (COMUNICACIÓN INTERCELULAR) Integración y regulación hormonal del metabolismo Vínculo entre las vías metabólicas Metabolitos comunes o de encrucijada Disponibilidad de cofactores (NAD/NADH) Reguladores alostéricos (ATP/ADP+P) Vínculos energéticos (Respiración celular) Piruvato Glc-6P Acetil-CoA Oxaloacetato Cardellá Rosales L. Bioquímica humana, Editorial Ciencias Médicas. 2007. 332p. Integración y regulación hormonal del metabolismo Mecanismosgenerales de regulación Especialización metabólica Compartimentalización Regulación enzimática Regulación hormonal Integración y regulación hormonal del metabolismo Alosterismo x AMP Modificación covalente: fosforilación Regulación enzimática: actividad de la glucógeno fosforilasa Integración y regulación hormonal del metabolismo Regulación enzimática: cantidad de enzima Activación de factores de transcripción Unión a regiones específicas del ADN Represión o inducción de la expresión del gen codificante Disminución o incremento de la concentración de enzima Integración y regulación hormonal del metabolismo Nelson DL, Cox MM. Lenhinger Principles of Biochemestry. 5th Edition. 2008. 1294 p. Transmisión de señales Coordinación del metabolismo entre órganos distantes Optimización de reservas energéticas Sistema neuroendocrino Integración y regulación hormonal del metabolismo Sistema jerárquico de las señales neurohormonales Integración y regulación hormonal del metabolismo Regulación hormonal Moléculas biológicamente activas Estructura química variada Cantidades pequeñas → amplificación Crecimiento, desarrollo, metabolismo Hormonas Koolman J., Roehm KH. Color Atlas of Biochemistry. 2nd Edition. Thieme. 2005. 476 p. Integración y regulación hormonal del metabolismo Modos de acciónCiclo hormonal La insulina es una hormona anabólica por excelencia Respuesta a una hiperglicemia Efecto global: ↓ glucemia ↑↑ captación de Glc ↑ síntesis de glucógeno ↑ glucólisis ↑ síntesis de AG ↑ síntesis de TAG ↑ Pentosas fosfato Acetil-CoA NADPH Integración y regulación hormonal del metabolismo Glucagón, hormona del hambre Respuesta a una hipoglicemia Producida por células α del páncreas Provoca ↑ glucemia x 2 vías: ↑ glucogenólisis ↑ gluconeogénesis ↑ movilización de AG – Tejido adiposo Hígado Integración y regulación hormonal del metabolismo Adrenalina, hormona del estrés Reacción de lucha o huida Liberada por la médula adrenal Incrementa ritmo cardíaco y presión arterial Efectos metabólicos: Hígado: ↑ glucogenólisis, ↑ gluconeogénesis Músculo: ↑ glucólisis, ↑ glucogenólisis Tejido adiposo: ↑ movilización de AG ⊙ Glucagón ⨂ Insulina Hormonas tiroideas: T3 y T4 Integración y regulación hormonal del metabolismo Efectos metabólicos ↑ Tasa metabólica basal ↑ Número de mitocondrias ↑ Respiración celular ↑ Termogénesis (interacción con UCP´s) ↑Gluconeogénesis y glucogenólisis ↑Lipólisis y degradación de colesterol Fase activa Fase inactiva Gardner DG, Shoback D. Greenspan Endocrinología Básica y Clínica. 9th Edition. McGraw-Hill. 2012. 897 p. Integración y regulación hormonal del metabolismo Prolactina Producida por la adenohipófisis Síntesis (lactogénesis) y secreción de leche Efectos metabólicos: Células lactotropas ↑ Síntesis de acetil-CoA carboxilasa ↑ Síntesis de lactosa-sintetasa ↑ Síntesis de aminoácidos y proteínas (caseína) Hiperglucemia y cetoacidosis El hambre en la abundancia Adipocitos y músculo no incorporan Glc (GLUT-4 sensible a insulina) ↑Lipólisis y ↑ Glucogenólisis ↑Gluconeogénesis ↑ Quilomicrones, VLDL (riesgo aterosclerosis) ↑ ↑ Cetogénesis (↓ pH sanguíneo) ⊙ Glucagón La diabetes es un defecto en la producción o acción de la insulina Preguntas de comprobación 1) ¿Qué mecanismos controlan la actividad enzimática? 2) ¿Cómo se modifica el metabolismo glucídico del hígado en presencia del glucagón? 3) Describa el ciclo hormonal de la insulina. A modo de resumen… Conclusiones El funcionamiento de los mamíferos como organismos pluricelulares requiere de mecanismos de integración y regulación metabólicas que le permitan adaptarse a los cambios frecuentes del ambiente. Estos mecanismos pueden ser muy variados pero tienen en común que las enzimas son sus principales efectores. La coordinación adecuada de las funciones metabólicas tienen como fundamento la comunicación intercelular y el componente primario de esa comunicación es el sistema neuroendocrino. Bibliografía Cardellá Rosales L. Bioquímica humana. Editorial Ciencias Médicas. La Habana. Cuba. 2007. 332 p. Gardner DG, Shoback D. Greenspan Endocrinología Básica y Clínica. 9th Edition. McGraw-Hill. USA. 2012. 897 p. Hall JE. Guyton y Hall Tratado de Fisiología Médica. 13ra Edición. Elsevier. 2016. 2924 p. Jameson JL. Harrison´s Endocrinology. 3rd Edition. McGraw-Hill Education. USA. 2013. 560 p. Koolman J., Roehm KH. Color Atlas of Biochemistry. 2nd Edition. Thieme. 2005. 476 p. Nelson DL, Cox MM. Lenhinger Princiles of Biochemistry. Fifth Edition. W. H. Freeman and Company. Nueva York. USA. 2008. 1294 p. Orientación del seminario Seleccionen una de las condiciones/enfermedades expuestas a continuación y preparen una presentación de 10-15 diapositivas que incluya: Adaptaciones o modificaciones fundamentales Rutas metabólicas y enzimas implicadas Metabolitos que ↑ o ↓ su concentración Implicaciones para el organismo Ayuno prolongado Cáncer Ejercicio físico Obesidad Embarazo Déficit enzimático View publication stats https://www.researchgate.net/publication/339310640
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