Come avviene il controllo
della glicemia ?
Controllo ormonale :
- glucosio ematico
- glucosio intracellulare
1. in quanto tale
2. sotto forma di riserva
fegato e muscolo scheletrico
GL ICOG ENO
G LU C O SI O
GLUCONEOGENESI
(fegato e rene)
INSULINA
GLUCAGONE
ADRENALINA
Ipoglicemizzante
Iperglicemizzante
Adrenalina: Ormone (ammina biogena)
secreto dalle cellule della midollare del
surrene, viene rilasciato nel sangue per
preparare i muscoli, i polmoni ed il cuore
ad un intensa attività
Insulina: Ormone proteico secreto dalle
cellule b del pancreas in seguito
all’aumento del livello di glucosio nel
sangue
Glucagone: Ormone peptidico
secreto dalle cellule a del pancreas, in
seguito alla diminuzione del livello di
glucosio nel sangue
La secrezione di insulina dalle cellule b del pancreas
avviene in seguito a aumento della concentrazione
ematica di glucosio
Quando la concentrazione ematica
di glucosio diminuisce viene inibita la
secrezione di insulina dalle cellule b
e viene stimolata la secrezione di
glucagone dalle cellule a
Regolazione esochinasi e glucochinasi
esochinasi
Glucosio
Glucosio-6P
Regolazione esochinasi e glucochinasi
Esochinasi
Glucosio 6-P: inibizione
Glucochinasi
Fruttosio 6-P: inibizione
Glucosio: attivazione
L’insulina stimola l’espressione della glucochinasi
Controllo ormonale della glicolisi e della
gluconeogenesi
Il fruttosio 2-6 bisfosfato è
un regolatore della glicolisi
e della gluconeogenesi
La sintesi e degradazione del modulatore allosterico
fruttosio 2-6 bisfosfato (F26BP) è controllata dagli ormoni
glucagone e insulina
Il glucagone provoca un abbassamento dei livelli cellulari di F26BP,
inibendo la glicolisi e attivando la gluconeogenesi
L’ insulina aumenta i livelli cellulari di F26BP,
attivando la glicolisi e inibendo la gluconeogenesi
Regolazione ormonale della piruvato chinasi epatica
Regolazione ormonale della piruvato chinasi epatica
In seguito alla secrezione di glucagone viene attivata una proteina chinasi
cAMP dipendente che fosforila, inattivandola, la piruvato chinasi epatica
Regolazione ormonale della sintesi e
degradazione del glicogeno
Regolazione della degradazione
del glicogeno da parte di glucagone
e adrenalina
Controllo mediante modificazione covalente della
glicogeno fosforilasi e della glicogeno sintasi
La glicogeno sintasi e la
glicogeno fosforilasi
possono esistere in due
forme: la forma (a) attiva
e la forma (b) inattiva
La glicogeno sintasi è
nella forma attiva (a)
quando è defosforilata
La glicogeno fosforilasi è
nella forma attiva (a)
quando è fosforilata.
Azione dell’insulina sul metabolismo del glicogeno
La fosfoproteina fosfatasi (PP1) ha un ruolo centrale nel
metabolismo del glicogeno.
Viene attivata dall’insulina e rimuove i gruppi fosforici sia dalla
glicogeno fosforilasi (inattivandola) che dalla glicogeno sintasi
(attivandola)
Glicogeno fosforilasi a e b nel fegato
La fosfoproteina fosfatasi rimuove i gruppi fosforici sia dalla
glicogeno fosforilasi che dalla glicogeno sintasi
Regolazione della glicogeno sintasi
L’insulina attiva la glicogeno sintasi :
1)
Inattivando GSK3 (fosforilazione
PKB dipendente)
2)
Attivando la fosfoproteina
fosfatasi (PP1)
Riepilogando……..
Glucagone:
stimola il fegato a rilasciare glucosio
attraverso la glicogenolisi e la gluconeogenesi
Inibisce la glicolisi nel fegato
Adrenalina:
Stimola la glicogenolisi epatica e muscolare.
Stimola la gluconeogenesi nel fegato
Stimola la glicolisi nel muscolo (per la
produzione di ATP)
Differenze nella regolazione del
metabolismo dei carboidrati tra
fegato e muscolo
Riepilogando……..
Insulina:
Stimola la sintesi di glicogeno ed inibisce la sua
degradazione sia nel fegato che nel muscolo
 Stimola la glicolisi ed inibisce la gluconeogenesi nel
fegato
Regolazione a livello trascrizionale di
glicolisi e gluconeogenesi
L’insulina controlla a livello trascrizionale l’espressione di più di
150 geni
Attivazione di fattori trascrizionali attraverso attivazione di
specifiche proteine chinasi (Proteina chinasi B (PKB)
(glucochinasi, PFK-1, piruvato chinasi, PFK-2/FBPasi-2)
Il glucagone attraverso il cAMP
sintesi di enzimi
coinvolti nel metabolismo di carboidrati e grassi
(glucosio 6-fosfatasi, PEP-carbossichinasi)
Regolazione della PEP-carbossichinasi
Ossalacetato+GTP
fosfoenolpiruvato+CO2+GDP
Il glucagone promuove la
trascrizione del gene della
PEP-carbossichinasi
L’insulina inibisce la
trascrizione del gene della
PEP-carbossichinasi
Promotore della PEP
L’importanza dei fattori di trascrizione
nella regolazione metabolica è dimostrata
dagli effetti delle mutazioni nei loro geni
5 Tipi di Diabete associato a mutazioni
di specifici fattori di trascrizione