Características del metabolismo del glucógeno y glucosa en hígado y músculo

Hígado Mantenimiento de la glucemia (aprox 5 mM glucosa). Exportador o importador neto de glucosa, según el estado fisiológico del organismo Función de la glucolisis Transformar el exceso de glucosa (no almacenable como glucógeno) en ácidos grasos. Poco importante para la obtención de ATP. Función de la Importante. Síntesis de gluconeogénesis glucosa (para exportarla) a partir de lactato, aminoácidos o glicerol . Glc-6-P fosfatasa Sí la posee Función del glucógeno Almacén de glucosa para exportación Principal inhibidor de la glucosa (favorece la glucógeno-fosforilasa defosforilación de la forma a) Efecto de la insulina

No afecta a la entrada de glucosa. Aumenta la síntesis de glucógeno y la glucolisis

Efecto del glucagón

Aumenta la glucogenólisis Disminuye la glucolisis Aumenta la gluconeogénesis Aumenta la glucogenólisis Disminuye la glucolisis Aumenta la gluconeogénesis Aumenta la síntesis de glucógeno

Efecto de la adrenalina Efecto de la glucosa libre

Músculo esquelético Importador de glucosa.

Obtención de ATP en la contracción muscular rápida

Poco importante. Relleno de sus reservas de glucógeno No la posee Almacén de glucosa para el ejercicio brusco, anaerobio glucosa-6-fosfato (impide la activación por AMP de la forma b) Aumenta la síntesis e inhibe la degradación del glucógeno. Aumenta la entrada de glucosa Aumenta la glucolisis No lo tiene Aumenta la glucogenólisis Aumenta la glucolisis No tiene efecto directo como tal.

Biosíntesis del glucógeno: O HO

O

O

O

HO

O

P O P O

O

O

O N

OH OH

O

HO

tyr

Glucogenina autoglicosilación

UDP

iniciación

OH

HO

N

UDP-Glc UDP

Elongación por la GLUCÓGENO SINTASA

UDP-Glc UDP

mínimo de 11 restos glucosilo

6-7 restos

5-6 restos

La Enzima Ramificante corta un enlace interno α (1,4) y transfiere el oligosacárido a un hidroxilo en 6 que esté a 56 restos del extremo no reductor y, como mínimo, a 4-5 restos de otra ramificación

Actuación de la Enzima Ramificante α (1,4) (1,6) transglicosidasa

Degradación intracelular del glucógeno

O

Las moléculas de fosforilasa actúan sobre los extremos no rductores de la molécula de

O

O

O

O

O

O

O

O

O O

O O

O O

O O

O O

O O

O O

O

La fosforilasa no puede actuar en las zonas próximas a los puntos de ramificación

La enzima desramificante α1,4 → α1,4 glucantransferasa transfiere un trisacárido a un extremo no reductor próximo

O O

O

P

O

O

O

O

O O

O

O

P

O

O O

O

P

O O

O O

O O

O O

O O

O

Seguidamente la enzima desramificante hidroliza el enlace 1→6, liberando glucosa

La fosforilasa puede seguir actuando sobre la cadena lineal

O

O O

O O

O O

O

O O

O

O O

O O

O

O O

O O

O

O O

P

OH

O

O

O O

O

O O

O O

O O

O O

O O

O

Enfermedades genéticas del metabolismo del glucógeno Nombre común de la enfermedad

Deficiencia enzimática Organo afectado

von Gierke

glucosa-6-fosfato fosfatasa

hígado

normal, muy abundante

hígado

normal, muy abundante

II

Pompe

transportador de Glc-6-P al lumen del RE (1) α-glucosidasa lisosómica (2)

todos

III

Cori

enzima desramificante

todos

IV

Andersen

enzima ramificante

hígado

V

Mc Ardle

glucógeno fosforilasa

músculo

acumulo de glucógeno en los lisosomas incrementado; cadenas exteriores muy cortas cantidad normal; cadenas muy largas sin ramificar normal; ligero exceso

VI

Hers

glucógeno fosforilasa

hígado

VII VIII IX

Tauri

fosfofructokinasa SPK glucógeno sintasa

Tipo Ia Ib

músculo hígado hígado

Estructura del glucógeno

normal; cantidad aumentada Cómo tipo V Normal, en exceso normal, muy escaso

Aspectos clínicos hipoglucemia severa; hiperlipemia, cetosis, hepatomegalia, muerte igual que el anterior Muerte antes de 1 año Como el tipo I, pero menos grave Cirrosis. Muerte antes de los 2-4 años. Normal, excepto incapacidad para realizar ejercicios violentos y repentinos Cómo el tipo I, pero más benigno Cómo tipo V Moderada hipoglucemia

1) La glucosa6-fosfato no se hidroliza a glucosa en el citosol, sino en el lumen del retículo endoplásmico 2) No se conoce la función normal de esta glicosidasa lisosomal