Estratégias de regulação do metabolismo. Epinefrina, glucagon e insulina

Transcrição

1 Estratégias de regulação do metabolismo Epinefrina, glucagon e insulina

2 Estratégias de regulação do metabolismo Com a participação de enzimas Aula sobre enzimas... Com a participação de hormônios como primeiros mensageiros Aula sobre biossinalização... Alteração na concentração das enzimas Alteração da atividade das enzimas Regulação alostérica Regulação por modificação covalente Receptores na membrana plasmática das células alvo Receptores no citossol Receptores no núcleo

3 Epinefrina ou adrenalina Estímulos para a secreção: Perigos reais ou imaginários Exercício físico Exposição à baixa temperatura Hipoglicemia Estímulo nervoso autônomo Medula supra-renal Síntese por neurônios autonômicos: ação como neurotransmissor

4 Efeitos da epinefrina ou adrenalina Receptores α 1 Via Fosfolipase C α 2 Via PKA inibição da adenilato ciclase β Via PKA Estimulação da adenilato ciclase Efeitos metabólicos: glicogenólise muscular e hepática degradação de TAG no tecido adiposo Outros efeitos: Relaxamento de musculatura lisa Brônquios Arteríolas dos músculos esqueléticos Melhora da oxigenação Contração da musculatura lisa dos vasos abdominais Maior disponibilidade de sangue para músculos esqueléticos

5 Cortisol Outro hormônio esteróide produzido pela suprarenal Ação conjunta à epinefrina na resposta ao estresse da disponibilidade de substratos oxidáveis Estimula proteólise Induz a síntese de enzimas chave da neoglicogênese Estimula a lipólise

6 GLUCAGON Hormônio polipeptídico Após clivagens apresenta 29 Aas, única cadeia Produzido pelas células das ilhotas de Langerhans Função: manutenção da glicemia Glicogenólise Gliconeogênese Glicólise Glicogênese Lipogênese Glicemia Gliconeogênese Glicogenólise Lipólise Cetogênese

7 Controle da secreção do glucagon Estímulos à secreção Glicemia baixa Presença de aminoácidos derivados de uma refeição com proteínas Impede hipoglicemia resultante de aumento da secreção de insulina Adrenalina glucagon em antecipação ao da utilização de glicose Inibição da secreção glicemia e insulinemia Refeição rica em carboidratos

8 Transdução de sinal do glucagon AMPc AMPc Regulação: metabolismo Transcrição gênica

9 INSULINA Hormônio polipeptídico 51 aas Produzido pelas células das ilhotas de Langerhans Efeitos antagônicos ao glucagon Interfere na fosforilação e na síntese de enzimas Glicemia Gliconeogênese Glicogenólise Lipólise Cetogênese Glicólise Glicogênese Lipogênese

10 Fatores que controlam a secreção de insulina Estímulo Aminoácidos Principalmente arginina Hormônios gastrintestinais Secretina Promove secreção da insulina antes mesmo do aumento da glicemia Inibição Escassez de combustíveis da dieta Períodos de estresse, trauma ou exercício intenso Baixa concentração de glicose no sangue Para saber mais sobre resistência à insulina

11 Via de transdução de sinal da fosfatidilinositol 3-quinase Marzzoco A, Bayardo BT. 3ª Ed, 2007

12 Via de sinalização da insulina Marzzoco A, Bayardo BT. 3ª Ed, 2007

13 Regulação das principais vias metabólicas

14 Degradação e inibição da síntese de glicogênio muscular

15 Regulação do metabolismo do glicogênio hepático por insulina e glucagon

16 Regulação da glicólise e gliconeogênese Glicose 6-fosfatase Glicose 6-fosfato + H 2 O Glicose + Pi Km >>> [Glicose] no hepatócito Atividade proporcional ao conteúdo de substrato Primeiro sítio de controle

17 Regulação da glicólise e gliconeogênese Segundo sítio de controle

18 Regulação da glicólise e gliconeogênese Terceiro sítio de controle

19 Regulação do complexo piruvato desidrogenase

20 Principais regulações alostérica do cilco de Krebs

21 REGULAÇÃO INTEGRADA DO METABOLISMO

22 Regulação integrada do metabolismo Objetivo? Adaptação do organismo as diferentes situações Ex: respostas metabólicas a abundância ou escassez de nutrientes Mecanismos: Modulação enzimática Mudança na atividade enzimática Regulação alostérica ou modificação covalente Variação da concentração de enzima Alteração da expressão gênica Variações hormonais Integração do metabolismo nível celular Sinalizadores intracelulares organismo como um todo Hormônios Sistema nervosa Disponibilidade de substratos circulantes

23 Oferta de nutrientes e regulação do metabolismo Ingestão de nutrientes Insulina Glucagon Expressão de enzimas de vias anabólicas Expressão de enzimas de vias catabólicas Glicogenólise Mobilização de TAG Glicogênese Síntese de AG e TAG Síntese de proteínas

24 Oferta de nutrientes e regulação do metabolismo Ingestão de nutrientes Insulina Glucagon e Cortisol Expressão de enzimas de vias anabólicas Glicogênese Síntese de AG e TAG Expressão de enzimas de vias catabólicas Glicogenólise Mobilização de TAG Gliconeogênese Cetogênese Síntese de proteínas

25 Relação insulina/glucagon Oferta de nutrientes Insulina/Glucagon Expressão enzimas Regulação da atividade enzimática

26 Níveis plasmáticos de substratos (mmol/l) e hormônios Relação insulina/glucagon

27 Período absortivo ou pós-prandial Até 2 horas após refeição transitório no plasma: glicose, aminoácidos e triacilgliceróis (QM) secreção insulina secreção de glucagon Período anabólico síntese de triacilgliceróis, glicogênio e proteínas Utilização da glicose por todos os tecidos Reposição das reservas energéticas Distribuição das reservas energéticas de um homem adulto Marzzoco A, Bayardo BT. 3ª Ed, 2007

28 Período absortivo ou pós-prandial Concentrações plasmáticas de glicose, insulina e glucagon Marzzoco A, Bayardo BT. 3ª Ed, 2007

29 Níveis plasmáticos de substratos (mmol/l) e hormônios Período absortivo Período pósabsortivo Jejum 3 dias Jejum 5 dias Diabetes tipo 1 não tratado Glicose 6,7 4,4 3,6 3,6 28 Ácidos graxos 0,3 0,6 1,5 1,4 2,5 3-Hidroxibutirato 0,010 0,016 1, Acetoacetato 0,010 0,013 0,4 1,3 4 Alanina 0,8 0,34 0,32 0,14 0,30 Insulina (µu/ml) Glucagon (pg/ml) < Insulina/glucagon 1,25 0,15 0,05 0,05 < 0,01 Bicarbonato Marzzoco A, Bayardo BT. 3ª Ed, 2007

30 Integração metabólica no período absortivo Marzzoco A, Bayardo BT. 3ª Ed, 2007

31 Período pós-absortivo De 2 a 4 horas após refeição Prevalência da ação do glucagon Redução da relação Insulina/glucagon Interrupção da via fosfatidilinositol 3-quinase (PI3K) Início da via da proteína quinase dependente de camp PKA Redução da captação de glicose pelo GLUT 4

32 Integração metabólica no período pós-absortivo/jejum Marzzoco A, Bayardo BT. 3ª Ed, 2007

33 Homeostase da glicose em seres humanos Marzzoco A, Bayardo BT. 3ª Ed, 2007

34 Homeostase da glicose em seres humanos Marzzoco A, Bayardo BT. 3ª Ed, 2007

35 Bibliografia MARZZOCO, A.; TORRES, B.B. Bioquímica Básica, 3ª ed., Ed. Guanabara Koogan, CHAMPE, P.C.; HARVEY, R.A.; FERRIER, D.R. Bioquímica Ilustrada, 4ª ed., Artmed, 2009.