Integracja metabolizmu
advertisement
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
