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 L U C O S I O GLUCONEOGENESI (fegato e rene)

GLUCAGONE Iperglicemizzante ADRENALINA INSULINA Ipoglicemizzante GLUCAGONE Iperglicemizzante ADRENALINA

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 Glucosio Glucosio-6P esochinasi

Regolazione esochinasi e glucochinasi Fruttosio 6-P: inibizione Glucosio: attivazione Esochinasi Glucosio 6-P: inibizione 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 9

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 : Inattivando GSK3 (fosforilazione PKB dipendente) 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 Il glucagone segnala al fegato bassi livelli di glucosio nel sangue e attiva glicogenolisi epatica e inibisce anche la glicolisi inibendo la piruvato chinasi. Nel muscolo non agisce il glucagone e la piruvato chinasi non è inibita da PKA, ma piuttosto l’adrenalina (che segnala la condizione “mordi o fuggi”) attiva nel muscolo sia glicolisi che glicogenolisi per produrre ATP necessario alla contrazione.

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