1 / 40

Glukostaza termostaza

Glukostaza termostaza. Homeostaza ( homoíos - podobny, równy i stásis - trwanie) Zespół mechanizmów zapewniających stałość pewnego dynamicznego układu. Glukoza – podstawowe źródło energii dla komórek organizmu Erytrocyty i neurony – niemal jedyne źródło energii. a -glukoza b -glukoza.

dawn
Download Presentation

Glukostaza termostaza

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Glukostaza termostaza Homeostaza (homoíos - podobny, równy i stásis - trwanie) Zespół mechanizmów zapewniających stałość pewnego dynamicznego układu.

  2. Glukoza – podstawowe źródło energii dla komórek organizmu Erytrocyty i neurony – niemal jedyne źródło energii a-glukoza b-glukoza

  3. Glukoza ~ 6.4 mM Glikogen i tłuszcze (zapasy energii) Cykl pentozofosforanowy (energia, nukleotydy) Glikoliza cykl kwasów trójkarboksylowych (energia)

  4. Hipoglikemia – poniżej 2.5 mM (45 mg/dL) problemy ze skupieniem uwagi, zawroty, drgawki, śpiączka hiperglikemia – powyżej stanu normalnego (~ 6.4 mM – 115 mg/dL) utrata wody, wzrost glikacji i glikozylacji białek • Źródła glukozy: • pokarm • glikogen • glukoneogeneza (gł. wątroba, nerki): synteza z mleczanu, aminokwasów glukoneogennych, glicerolu

  5. Regulacja stężenia glukozy we krwi 3.7-5.0 mM (65-90 mg/dL)- na czczo 9-10 mM (160-180 mg/dL)- po posiłku Podwzgórze – ośrodek głodu i sytości Trzustka – insulina (wzrost wchłaniania glukozy, glikogeneza) glukagon (glikogenoliza, glukoneogeneza) Nadnercza – adrenalina (glikogenoliza, lipoliza) i kortyzol (glukoneogeneza) Tkanka tłuszczowa – leptyna Żołądek – grelina

  6. Regulacja hormonalna stężenia glukozy

  7. Trzustka Wyspy trzustkowe komórki: a –glukagon b – insuline d – somatostatynę

  8. Glukoza ATP K+ Ca2+ egzocytoza Insulina 51 aa fosforylacja kanałów Depolaryzacja Preinsulina  insulina

  9. Wydzielanie insuliny pobudzane jest przez czynniki powodujące wzrost Ca2+ w komórkach b • ACh (nerw błędny) – receptory M4 (wzrost IP3 Ca2+) • NA, Adrenalina:receptory a2 – hamuje wydzielanie receptory b – pobudza wydzielanie • inhibitory fosfodiesterazy cAMP (kofeina, teofilina) • Glukagon

  10. Glukagon – 29 aa Wydzielany pod wpływem: - kortyzolu - Ach - NA, A (receptory b) - aminokwasów glukoneogennych (Ala, Ser, Gly, Cys, Thr) Hamowane wydzielanie: - glukoza (GABA wydzielane z komórek b)

  11. Podwzgórze • ośrodek sytości – anoreksygenny – kataboliczny (jądro brzuszno-przyśrodkowe) • pobudzany przez glukozę i leptynę (produkowaną w żółtejtkance tłuszczowej)hiperhagia (skrajna postać –bulimia) • ośrodek głodu – oreksygenny – anaboliczny (jądro brzuszno-boczne) • stale aktywny, hamuje ośrodek sytości, jest hamowany przez leptynę • afagia, anoreksja • Jądra ciał migdałowatych: Uszkodzenie żarłoczność

  12. głód sytość - • Brzuszno - brzuszno - • boczne - przyśrodkowe

  13. Jądro brzuszno-boczne Jądro łukowate NPY Oreksyna kanabinoidy AgRP Jądro brzuszno-przyśrodkowe GABA MSH BDNF Anabolizm (np.zahamowanie wydzielania ACTH) katabolizm Leptyna, insulina

  14. Jądro brzuszno-boczne Jądro łukowate NPY Oreksyna kanabinoidy AgRP Jądro brzuszno-przyśrodkowe MSH – melanotropina AgRP – Aguti related protein NPY – neuropeptyd Y BDNF – mózgowy czynnik wzrostu MSH BDNF katabolizm anabolizm leptyna Grelina – wysoki poziom we krwi ludzi cierpiących na syndrom Prader-Willi

  15. Kortyzol • wzrost glukoneogenezy • wzrost lipolizy i degradacji białek • zablokowanie pobierania glukozy przez komórki • Adrenalina, NA • wzrost glikogenolizy i zahamowanie syntezy glikogenu z G6-P (receptory a1-adrenergiczne i b-adrenergiczne

  16. Transportery glukozy: GLUT 1-5 GLUT1 i 3 –konstytutywny transporter glukozy (niskie Km ~ 1 mM), większość tkanek GLUT2 – „sensor glukozy” (wysokie Km ~ 20 mM), wątroba, trzustka (kom. b) GLUT4 – regulowany przez insulinę, limituje szybkość poboru glukozy (Km ~ 5 mM) mięśnie, tkanka tłuszczowa GLUT5 – transporter fruktozy, jelito cienkie

  17. Insulino-zależny transport glukozy – GLUT4

  18. insulina PI 3,4,5P3 PI-3K SH2 PDK1 Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi IRS PKB SH2 PH Fosforyluje v-SNARE i uwalnia pęcherzyk zawierający GLUT4 Receptor dla insuliny (dimer), po aktywacji - tetramer IRS – Insulin Receptor Substrat SH2 – „SrcHomology” – domena wiążąca fosfotyrozynę PH – plekstin domain – domena wiążąca inoztylofosforany PI3,4,5P3- 3,4,5 trifosforan fosfatydyloinozytolu PDK1 – fosfatydyloinozytolo zależna kinaza białkowa

  19. Plejotropowe działanie insuliny MAP-KKK MAP-KK MAP-K

  20. Zaburzenia regulacji stężenia glukozy we krwi CUKRZYCA - podwyższony poziom glukozy spowodowany zaburzeniami w wydzielaniu insuliny, działaniu insuliny lub obiema przyczynami naraz. Typ I– insulinozależna– ok. 10% chorych Typ II– cukrzyca insulinoniezależna– ok. 90% chorych Choruje 3-4% (w Polsce 1 milion), wzrasta liczba chorych na typ II Przewlekła hiperglikemia– uszkodzenia: oczu, nerek, nerwów, serca, naczyń krwionośnych.

  21. typ II –objawy kliniczne: Osłabienieinfekcje dróg moczowychzmiany skórne- grzybice, czyraki, świądskóryzaburzenia widzeniazaburzenia potencji ŚPIĄCZKA KETONOWA przesunięcie metabolizmu FFA w kierunku powstawania ketonów (-hydroksymaślanu, acetooctanu)  Przekroczenie możliwości wykorzystania i wydalania kwasica metaboliczna  Odwodnienie poprzez diurezę osmotyczną prowadzi do niewydolności nerek i załamania mechanizmów kompensujących tą kwasicę

  22. Kluczowe enzymy metabolizmu węglowodanów (regulacja przez glukozę, insulinę, glukagon, adrenalinę) • Heksokinaza • Syntaza i fosforylaza glikogenu • Fosfofruktokinaza2 / fruktozo2,6-bisfosfataza (PFK2/FBPaza2) • Fosfofruktokinaza • Kinaza pirogronianowa • Fruktozo 1,6-bisfosfataza (FBPaza)

  23. Heksokinaza glukoza + ATP  glukozo 6-fosforan + ADP 4 izoenzymy: I – IV hexokinaza IV (glukokinaza): niskie Km dla glukozy wątroba, niehamowana przez G6-P Wzrost stężenia glukozy powoduje przemieszczenie GK z jądra do cytosolu. Hexokinaza II –asocjacja z porynami otoczki mitochondrialnej (stymulowana insuliną oraz skurczem mięśni - AMPK) Insulina i skurcz zwiększają też ekspresję genu HK2

  24. Syntaza i fosforylaza glikogenu Glukagon, Adrenalina (b-receptor)  cAMP  PKA  Nieaktywna kinaza fosforylazy b  aktywna kinaza fosforylazy b  fosforylaza a  fosforylaza b  glikogen  glukozo 1-fosforan niektywna syntaza glikogenu  aktywna syntaza glikogenu

  25. Syntaza glikogenu Glukagon, Adrenalina  PKA aktywna syntaza glikogenu niektywna syntaza glikogenu glikogen fosfataza białkowa 1 (PP1)  Insulina (receptorowa kinaza tyrozynowa)

  26. glukagon PFK2--FBPaza2 PFK2--FBPaza2 Pi PKA F6-P F2,6-P2 F6-P F2,6-P2 Fosfataza białkowa Stymuluje PFK hamuje FBPazę Brak hamowania FBPazy glukoneogeneza Fruktozo 2,6-bisfosforan (F2,6-P2) Fosfofruktokinaza2 / fruktozo2,6-bisfosfataza (PFK2/FBPaza2)

  27. Fosfofruktokinaza (PFK)

  28. PFK wiąże się z cytoszkieletem (z aktyną) i jest niewrażliwa na efektory skurcz mięśnia – wzrost stężenia Ca2+ i fosforylacja poprzez Ca2+/kalmodulino-zależną kinazę białkową Fruktozo 2,6-bisfosforan – najważniejszy aktywator PFK

  29. FBPase F1,6-P2 F6-P + Pi  AMP F2,6–P2 Ca2+, DHAP,F1,6-P2, fosforylacja (AMPK ?) AMP Pi DHAP F1,6-P2 Aldolaza FBPaza PGA Pi Fruktozo 1,6-bisfosfataza (FBPaza)

  30. Aktyna FBPaza brak kolokalizacji Enzymy tworzą wieloskładnikowe kompleksy aktywne metabolicznie FBPaza aldolaza

  31. CK2 K 203 K 204 K 205 K 207 FBPaza w jądra kardiomiocytów, mięśni gładkich itd. (ale tez aldolaza, LDH i GAPDH) S 210 Nuclear Localisation Signal NLS= KKKGK (AA 203 – 207)

  32. CK2 b a NPC NPC Rho • insulina • czynniki wzrostu Indukcja proliferacji

  33. Nuclear Export Signal X-Y1-4-Z-Y2-3-X-Y-X X:L, I or V Z:L, I, V, M or F Y: any amino acid

  34. SUMO-1 motif Nuclear receptor box cyclin recognition sites

  35. Człowiek ~36.7oC Wahania dobowe ± 0.5~0.7oC Regulacja: - fizjologiczna - behawioralna Komfort termiczny ~ 28oC Regulacja temperatury Organizmy poikilotermiczne i homeotermiczne

  36. Utrata i wytwarzania ciepła • parowanie (pocenie, ziajanie) ~27% (t otoczenia = 20oC) • konwekcja (powierzchowne naczynia skórne) ~70% (t otoczenia = 20oC) • termogeneza

  37. ośrodek grzania (podwzgórze)– pobudzany obwodowymi receptorami ciepła - obwodowe mechanizmy grzania - termogeneza drżeniowa - skurcze mięśniowe - termogeneza bezdrżeniowa - produkcja ciepła w narządach (wzrost przemiany materii) ośrodek ziębienia (przednim podwzgórzu)- temperatura krwi pobudza specjalny rodzaj receptorów - termodetektory. mechanizmy ziębienia: parowanie (pocenie) i konwekcja (powierzchowne naczynia skórne) Zahamowanie przyjmowania pokarmów, bezruch, apatia

  38. Zamarzanie (jako i jego szczęśliwe przeżycie)

More Related