Regulação da glicémia IST – FML 2º Semestre 2007/2008 Trabalho realizado por: Miguel Amador nº58484 Joana Nunes nº58497 João Marques nº58513 Sofia Esménio.

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1 Regulação da glicémia IST – FML 2º Semestre 2007/2008 Trabalho realizado por: Miguel Amador nº58484 Joana Nunes nº58497 João Marques nº58513 Sofia Esménio nº58829

2 órgão fundamental na regulação da glicémia O transportador predominante é GLUT-2 Moléculas de glicose absorvidas no intestino Fígado Captadas pelos hepatócitos Através da Veia Porta Difusão facilitada Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose e glicogénio nos hepatócitos Fígado

3 Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose e glicogénio nos hepatócitos O controlo da concentração de glicose celular em tecidos hepáticos é feita através dos seguintes processos: Glicólise (degradação de glicose); Gliconeogénese (síntese de glicose a partir de substratos não glícidicos); Glicogénese (formação de reservas de glicogénio); Glicogenólise (degradação de glicogénio )

4 Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose e glicogénio nos hepatócitos fornecer energia às células e esqueletos de carbono para vias de síntese Fígado - Hexocinase IV Glicólise

5 Precursores: Piruvato Lactato Glicerol Produtos do catabolismo de alguns aminoácidos Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose e glicogénio nos hepatócitos Gliconeogénese síntese de glicose

6 Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose e glicogénio nos hepatócitos

7 Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose e glicogénio nos hepatócitos A glicose produzida nos hepatócitos tem dois destinos: Ser utilizada na síntese de glicogénio; Ser libertada para a corrente sanguínea para consumo de tecidos extra-hepáticos;

8 Controlo da glicemia Glicogénese Necessita: UDP-glicose (substracto); Enzimas Intervenientes: Glicogenina: responsável pela síntese do iniciador ; Glicogénio sintase: responsável pelo alongamento da cadeia através da criação de ligaçoes (1→4) ; enzima ramificadora: transfere o resíduo terminal ( fragmento com 6 a 7 resíduos) criando ligações (1→6) ; hexocinase fosfoglicomutase UDP-glicose-pirofosforilase Formação e mobilização da glicose e glicogénio nos hepatócitos síntese de glicogénio

9 Controlo da glicemia Glicogenólise Glicogénio Liberta Glicose-1-fosfato Glicogénio-fosforilase Formação e mobilização da glicose e glicogénio nos hepatócitos degradação do glicogénio Não é o inverso da glicogénese!!!Processo directo, sem intermediário UDP-Glicose

10 Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose e glicogénio nos hepatócitos No fígado: Glicemia Glicogenólise Glicemia (durante a absorção intestinal) Glicogénese O fígado é um órgão central no metabolismo da glicose Acumula glicose na forma de glicogénio quando a glicemia é elevada Através da glicogenólise e da gliconeogénese, forma glicose que liberta para o sangue

11 Os processos de formação e mobilização da glicose não são exclusivos do fígado, existindo com maior ou menor relevância nos outros tipos de tecidos. Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose por tecidos extra-hepáticos

12 A entrada da glicose na célula dá-se por difusão facilitada, sendo que para os vários tecidos há um transportador membranar específico. Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose por tecidos extra-hepáticos Glicose GLUT 4 GlicoseGlicose 6-P Músculo Hexocinase I e II

13 Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose por tecidos extra-hepáticos Processos de disponibilização de glicose Gliconeogénese Formação de Glicose Glicogenólise Mobilização de Reservas Processos de transformação da glicose Glicogénese Criação de Reservas Glicólise Mobilização de glicose para produção de energia ou substratos metabólicos

14 O2O2 Lactato ATP CO 2 H 2 O Lactato Acetil- CoA GlicoseGlicose 6-P Piruvato Glicólise Glicerol-3-fosfato Ácidos Gordos Triacilglicerol Tecidos em Geral Músculos Tecido Adiposo Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose por tecidos extra-hepáticos

15 Fermentação láctica – Ciclo de Cori Degradação em Alanina – Ciclo de Alanina Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose por tecidos extra-hepáticos

16 Ciclo de Cori e da Alanina Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose por tecidos extra-hepáticos

17 Gliconeogénese A gliconeogénese ocorre essencialmente ao nível do fígado, no entanto esta também é significativa ao nível dos rins À semelhança do fígado, os rins apresentam a enzima glicose-6-fosfatase que permite a formação de glicose a partir da glicose-6-fosfato, que assim pode ser enviada para a corrente sanguínea. Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose por tecidos extra-hepáticos

18 Glicogénese Peso RelativoMassa Total Glicogénio Hepático4,0 %72 g (1) Glicogénio Muscular0,7 %245 g (2) Glicose extracelular0,1 %10 g (3) TOTAL-327 g O glicogénio muscular destina-se exclusivamente a reservas energéticas do próprio musculo, uma vez que as células musculares não possuem a enzima glicose-6-fosfatase. Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose por tecidos extra-hepáticos

19 Glicogénese Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose por tecidos extra-hepáticos

20 Glicogenólise Ao contrário do fígado, onde a obtenção de glicose por degradação do glicogénio, tem como objectivo regular a quantidade de glicose no sangue, na maioria dos restantes tecidos, a degradação do glicogénio serve apenas as necessidades energéticas da própria célula. No músculo esquelético, a acumulação de glicogénio está favorecida durante o repouso e quando a glicemia está elevada enquanto a sua degradação está aumentada quando aumenta a actividade muscular. Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose por tecidos extra-hepáticos

21 Controlo da glicemia Formação e mobilização da glicose por tecidos extra-hepáticos

22 Controlo da glicemia: Condições alimentares normais Factores que influenciam a glicemia:  Alimentação  Exercício físico  Situações de stress  Traumas  Consumo de drogas  …

23 Controlo da glicemia Condições alimentares normais Principais reguladores da glicemia: Insulina Glicagina Células β dos ilhéus de Langerhans Células α dos ilhéus de Langerhans

24 Controlo da glicemia Condições alimentares normais Insulina Hormona polipeptídica formada nas células β dos ilhéus de Langerhans no pâncreas que regula o metabolismo da glicose. Secreção estimulada por: Hiperglicemia SN parassimpático, acetilcolina e colecistoquinina Secreção inibida por: Hipoglicemia Epinefrina Somatostatina

25 Controlo da glicemia Condições alimentares normais Mecanismo de secreção da insulina estimulado pela hiperglicemia: 1. a glicose entra nas células β pelo transportador GLUT2 2. Hexocinase IV transforma a glicose em glicose-6-fosfato 3. Glicolise e Ciclo de Krebs, libertação de ATP 4. Encerramento dos canais de potássio, despolarização da membrana 5. Abertura dos canais de Ca 2+, difusão de cálcio para dentro da célula

26 Controlo da glicemia Condições alimentares normais

27 Controlo da glicemia Condições alimentares normais Mecanismo de regulação da glicemia pela insulina

28 Controlo da glicemia Condições alimentares normais Hiperglicémia Aumento da glicólise [glicose] no interior das células Secreção de insulina

29 Controlo da glicemia Condições alimentares normais Secreção de insulina Activação da fosfoproteína fosfatase 1 (PP 1 ) Inactivação da glicogénio sintase cinase 3 (GSK-3) Síntese de: hexocinase II Fosfofrutocinase 1 (PFK-1) piruvato cinase Inibe a fosforilase cinase e a glicogénio fosforilase Glicogenólise Activa a glicogénio sintase GlicogéneseGlicólise

30 Controlo da glicemia Regulação da glicemia em jejum Hipoglicemia: Baixo nível de glicose no sangue Pode levar ao esgotamento das reservas energéticas hepáticas Pode ter graves consequências a nível cerebral Pode levar ao coma Em casos mais raros pode levar à morte Uma hipoglicemia prolongada :

31 Controlo da glicemia Regulação da glicemia em jejum Glicagina Segregada nas células α dos ilhéus de Langerhans A secreção é aumentada por: Baixa concentração de glicose no sangue Alta concentração de catecolaminas Alta concentração de aminoácidos SN simpático, acetilcolina e colecistoquinina A secreção é diminuída por: Somatostatina Insulina

32 Controlo da glicemia Regulação da glicemia em jejum PKA é a mediadora de todas as acções da glicagina na regulação da glicemia, através de processos de fosforilação Mecanismo de regulação da glicemia em jejum

33 Controlo da glicemia Regulação da glicemia em jejum Acções da glicagina (através da PKA): Inibição da glicólise e activação da gliconeogénese Estimulação da glicogenólise Inactivação da glicogénese

34 Controlo da glicemia Regulação da glicemia em jejum Elevadas concentrações de PKA Fosforilação da enzima glicolítica piruvato-cinase Inibição da glicólise

35 Controlo da glicemia Regulação da glicemia em jejum Fosforilação da proteína bifuncional PFK-2/FBPase-2 Activação da FBPase-2 Concentração de frutose-2,6-bifosfato Elevadas concentrações de PKA Inactivação da PFK-1Activação da FBPase-1 GlicóliseGliconeogénese

36 Controlo da glicemia Regulação da glicemia em jejum Elevadas concentrações de PKA Fosforilação da fosforilase b cinase Fosforilase a (forma activa) Glicose-1-fosfato Glicose-6-fosfato Glicose Glicose-6-fosfatase Glicogénio fosforilase

37 Controlo da glicemia Regulação da glicemia em jejum Fosforilação da glicogénio sintase a (forma activa) Inactivação da síntese de glicogénio Elevadas concentrações de PKA Formação de glicogénio sintase b (inactiva)