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Transportadores GLUT - Proteínas transportadoras de glucosa: GLUT



Transportadores GLUT



Proteínas transportadoras de glucosa: GLUT.

Los transportadores de la glucosa, causantes de la difusión facilitada de dicha sustancia (GLUT), constituyen una familia de proteínas, estrechamente relacionadas entre sí, que cruzan 12 veces a través de la membrana celular. Se diferencian de los transportadores de glucosa dependientes del sodio, quien realiza el transporte activo secundario de dicho glúcido hacia el exterior del intestino y de los túbulos renales.

GLUT 1 (SLC2A1): Un Glut de alta afinidad presente en tejidos que utilizan a la glucosa como combustible principal

El Glut-1 es una proteína altamente hidrofóbica ya que el 60% de sus residuos de aminoacidos son hidrofóbicos, lo cual es consistente con el hecho de ser una proteína trasmembrana que cuenta con la organización secundaria de todos los Gluts: Doce alfa-hélices trasmembrana con asas extra e intracelulares que unen dichas alfa-hélices cuyos grupos amino y carboxiloterminal se encuentran orientados hacia el citosol. Es importante señalar que los aminoacidos mas conservados entre los diferentes Glut´s del humano se encuentran en las 12 alfa-hélices y las mayores divergencias se han encontrado en el asa intracelular que conecta las alfa hélices 6 y 7 así como en los dominios amino y carboxilo terminal.



El Glut-1 parece ser el transportador de glucosa mas ampliamente distribuido en el ser humano. Este se expresa en numerosos tejidosfetales y adultos como los eritrocitos, células endoteliales, células nerviosas, placenta, glóbulos blancos, células de la retina, riñón (mesangio), tejido adiposo, etc.



GLUT2 (SLC2A2): Un Glut con función glucosensora

El Glut-2 es un transportador de glucosa de baja afinidad (Km = 15–20 mM) que se expresa en el hígado humano adulto, riñón, células beta de los islotes de Langerhans y en la membrana basolateral de las células epiteliales del intestino delgado. Su gen se ubica en el cromosoma 3q26.1-26.3 y posee una extensión de 186 MB.



El Glut-2 actúa como un regulador que solo permite la entrada de glucosa cuando esta lo suficiente elevada en plasma como para requerir la liberación de una cantidad significativamente importante de insulina.



Otro caso interesante es la intervención del Glut-2 en el metabolismo hepatico de la glucosa. Después de las comidas, el hígado es capaz de incorporar la glucosa proveniente de los alimentos gracias al Glut-2 para ser convertida rapidamente en glucógeno. De forma inversa, durante el período post-pandrial tardío (período comprendido de 6 a 8 horas después de las comidas) el glucógeno sufre degradación generando moléculas de glucosa que salen de la célula hepatica a la sangre, manteniendo así los niveles de glucosa plasmatica dentro de límites normales. De esta forma, es facil notar que el Glut-2 es un transportador de tipo bidireccional que puede transportar glucosa desde lasangre al tejido o desde el tejido hacia la sangre, hecho particularmente cierto a nivel hepatico y renal funcionando como sensor de la concentración plasmatica de glucosa y permitiendo su intercambio entre la sangre y el hepatocito dependiendo de la condición alimentaria predominante en el momento. Recientemente se ha descubierto que el Glut-2 tiene también la habilidad de transportar fructosa.





GLUT 3 (SLC2A3): El Glut de mas alta afinidad por la glucosa

El Glut-3 es un transportador de glucosa de alta afinidad (Km = 1-2 mM) que fue caracterizado primariamente en cerebro. Bajos niveles de Glut-3 se han detectado en miocardio fetal y adulto, placenta, hígado y músculo. La presencia de este transportador co-agregado con el Glut-1 en tejido nervioso habla a favor de que este transportador tenga funciones de mantenimiento del nivel basal de glucosa en neuronas y placenta. Recientemente se ha comprobado su expresión en las células de trofoectodermo de embriones de ratón. El bloqueo de la expresión de este Glut conlleva a la muerte por apoptosis del embrión comprobando la importancia de este transportador en el desarrollo embrionario.





GLUT 4(SLC2A4): Un Glut con gran movilidad

El Glut-4 es un transportador de alta afinidad para la glucosa (Km = 5 mM) que se expresa fundamentalmente en tejido muscular estriado, tejido muscular cardíaco y adipocito. Su gen se ubica en el cromosoma 17p13 y tiene una extensión de 8,4MB. Este transportador no se expresa en tejidos embrionarios (ni pre ni post-implantación) y es único en el sentido de la regulación de su localización en el citosol o en la membrana por la insulina. En condiciones basales, la vasta mayoría de las moléculas de Glut-4 se encuentran localizadas dentro de vesículas en el citosol que forman dos tipos de compartimientos bien definidos, ya que un grupo de estas vesículas responden a la señal de la insulina y otro grupo responde fundamentalmente al estímulo que representa la actividad física. Este comportamiento representa un mecanismo muy fino de regulación del metabolismo de la glucosa que solo permite la entrada de glucosa al tejido muscular cuando es lo suficientemente elevada como para estimular la secreción de insulina y que en última instancia favorecera la entrada del excedente de glucosa al interior muscular.



GLUT 5 (SLC2A5): Un Glut específico para la Fructosa

El Glut-5 es un transportador específico para fructosa (Km = 10-13 mM) que se expresa fundamentalmente en la células del ribete en cepillo del intestino delgado donde media el paso de la fructosa desde el lumen a la célula epitelial intestinal. Bajos niveles de este transportador también se encuentran en eritrocitos, riñón, espermatozoides, músculo esquelético y tejido adiposo de humanos y ratas (34). Su expresión en el músculo esquelético humano se relaciona a su capacidad de utilizar la fructosa para la glucólisisy la síntesis de glucógeno de forma independiente de la incorporación por medio del Glut-1 y el Glut-4. Este transportador no posee uno de los dominios de reconocimiento de la glucosa, el dominio QLS, en la alfa hélice Nº 7.



GLUT 6 (SLC2A6): Redefiniendo la clasificación

La proteína con mayor similaridad con el Glut 6 es el transportador Glut 8 (44,8% de homología). El Glut 6 y el Glut 8 se encuentran en una rama separada de la Clase III de la familia de los Glut´s y exhiben marcadas diferencias con los Glut´s 1 al 5. De hecho, 2 residuos de Arginina estan presentes en posición 7 y 8 en el Glut 9, una región que se asocia con la especificidad del transportador por su sustrato. De manera interesante, los transportadores renales de aniones poseen estas Argininas en la misma posición del Glut 6, por lo que se ha especulado que esta proteína es un co-transportador anión/glucosa. Los parientes mas cercanos son el Glut 1 (28 % de homología), el transportador de inositol de levaduras (26,4% de homología) y el transportador de Arabinosa y Xilosa de E. colli (28,4 y 25,7 % de homología respectivamente).







GLUT 7 (SLC2A7): Una historia plagada de errores

Desde hace tiempo se sabe que la fracción microsomal de hígados de rata y humanos debe existir algún tipo de transportador para Hexosas con un alto Km que debería permitir que la glucosa generada de la actividad enzimatica de la Glucosa-6-fosfatasa en el retículoendoplasmico liso pueda alcanzar el citosol. De esta manera, un grupo de investigadores de la Universidad de Dundee, Escocia, se dieron a la tarea de analizar posibles secuencias génicas capaces de codificar dicho transportador, lograndose finalmente el aislamiento de un nuevo cDNA en hígado de rata que mostraba gran similaridad con las secuencias de los Glut´s1-6, pero haciéndose notar que dicha homología era mayor para el Glut 2. Para este momento se decidió que este cDNA correspondía al elusivo transportador Glut 7.



GLUT 8 (SLC2A8): La carrera por descubrir nuevos Gluts se ha iniciado

Recientemente se ha desarrollado un nuevo abordaje para la identificación de nuevos Gluts mediante la utilización de regiones extremadamente conservadas de los genes que sirven como plantillas que pueden ser comparadas con regiones de todo el genoma humano e intentar localizar regiones que tengan secuencias parecidas a estas regiones conservadas. Este abordaje llevó a la identificación y caracterización del Glut 8 y el Glut 9 (actualmente reclasificado como Glut 6).



Mediante analisis de Northern Blot el transcripto del gen del Glut 8 de 2 Kb se ha encontrado de manera predominante en testículos, blastocisto y cerebro (cerebelo e hipocampo) y en mucha menor cantidad en el bazo, próstata, intestino delgado, corazón, cerebro y músculo esquelético.



GLUT 9 (SLC2A9): El verdadero Glut 9

Según el alineamiento múltiple de la secuencia deaminoacidos deducida del ADNc el Glut 9 es un transportador perteneciente a la Clase II con una homología de un 55 % con el Glut 5, con el que comparte la pérdida del aminoacido Triptófano en la hélice 10 (el cual se conserva en los transportadores de la Clase I). Otra característica particular de este transportador es la presencia de un asa amino-terminal larga de unos 55 aminoacidos con un motif formado por dos Leucinas.



El gen que codifica el Glut 9 se encuentra ubicado en el cromosoma 4p15.3 y se expresa fuertemente en el riñón y el hígado, con bajos niveles en intestino delgado, placenta, pulmón y leucocitos.







GLUT 10 (SLC2A10): ¿Una pareja para el Glut-2?

La localización del gen y sus propiedades funcionales sugieren que el Glut 10 puede llevar a cabo funciones metabólicas de gran importancia y ser un elemento clave en el desarrollo de diabetes mellitus tipo 2.



Mediante la técnica de Northern blotting se ha determinado la distribución tisular del Glut-10. Este transportador se encuentra en mayor concentración en el hígado (adulto y fetal) y el pancreas, músculo cardíaco, pulmón, cerebro (adulto y fetal), músculo esquelético, placenta y riñón.



GLUT 11 (SLC2A11): ¿Otro transportador de fructosa?

Este es otro nuevo miembro de la Familia SLC2A aislado en el año 2001 por Sasaki y cols. Se ha determinado que el Glut 5 es el pariente mas cercano de este transportador con el que comparte un 41 %de homología. El gen del Glut 11 humano consta de 12 exones de 29 Kb de extensión que se localiza en el cromosoma 22 (22q11.2, y 20 MB de extensión). La transfección de células COS-7 con cADN del Glut 11 ha demostrado aumentar la capacidad de transporte de glucosa de estas células, sin embargo, un dato de interés, es que a diferencia del Glut 4 la actividad del transporte de glucosa del Glut 11 es inhibida en gran medida por la fructosa, lo que lleva a pensar que este es un transportador para fructosa con baja afinidad para la glucosa.



GLUT 12 (SLC-2A12): ¿El elusivo hermano menor del Glut-4?

Estudios recientes de inmunofluorescencia han sugerido que en ausencia de insulina el Glut 12 se localiza en la región perinuclear de las células MCF-7. El inmunobloting ha puesto en evidencia la expresión del Glut 12 en músculo esquelético, tejido adiposo e intestino delgado. Este hecho ha planteado la hipótesis que este transportador representa el elusivo segundo sistema de transporte sensible a la insulina que se encuentra en células musculares, ya que su ARNm se ha encontrado en músculo así como en próstata.



GLUT 13 (SLC-2A13): ¿Un transportador de mioinositol dentro de la clasificación de los Glut´s?

El Glut-13 ó transportador de H+/Inositol codifica una proteína transportadora de membrana de 629 aminoacidos con una analogía del 35 % con el Glut 6 y que se expresa fuertemente en células de la glía y en algunas neuronascon la capacidad de transportar mioinositol y glucosa cuando se encuentra a una alta concentración. El inositol y sus derivados fosforilados (Fosfoinositósidos) juegan función importante como osmolitos y como segundos mensajeros en la regulación de la exo y endocitosis de vesículas. La expresión de este transportador en ovocitos de Xenopus laevis ha demostrado que la actividad de transporte es casi exclusiva para el mioinositol y algunos de sus isómeros con una Km de 100 mM y su expresión preferencial en el S.N.C hace pensar que su principal papel esté en la regulación de estos metabolitos a nivel cerebral.





GLUT 14 (SLC-2A14): La frontera se hace cada día mas lejana

En el año 2002 Wu y cols. del instituto Burnham en La Jolla, California, U.S.A identificaron lo que representa el último miembro de transportadores de esta familia ubicado en el cromosoma 12p13.3 (con 17.1 MB de extensión), y unas 10 MB corriente arriba del gen del Glut 3 con el cual comparte un importante parecido. Hasta ahora se había creído que el Glut 14 era un Pseudogen (igual que el Glut 6 en sus principios) resultado de la duplicación del gen del Glut 3. El gen del Glut 14 posee dos formas: una corta que consiste en 10 exones y produce un transcripto de 497 aminoacidos que es similar al Glut 3 en un 94,5%. La segunda forma, llamada forma larga codifica una proteina de 520 aminoacidos que difiere de la anterior en el extremo amino-terminal. Ambas formanposeen como todos los Glut´s 12 α-hélices transmembrana y los dominios relacionados con el transporte de glucosa. Sin embargo, en contraste con el Glut 3 este transportador se expresa fundamentalmente en los testículos donde su ARNm se encuentra en una concentración 4 veces mayor que el Glut 3.





Cuerpo cetónico

Formación de cuerpos cetónicos.




Los cuerpos cetónicos son compuestos químicos producidos por cetogénesis en las mitocondrias de las células del hígado. Su función es suministrar energía al corazón y al cerebro en ciertas situaciones excepcionales. En la diabetes mellitus tipo 1, una excesiva cantidad de cuerpos cetónicos pueden ser acumulados en sangre, produciendo cetoacidosis diabética.



Los compuestos químicos son el acido acetoacético (cetoacetato) y el acido betahidroxibutírico (β-hidroxibutirato); una parte del acetoacetato sufre descarboxilación no enzimatica a acetona (una cantidad insignificante en condiciones normales) los dos primeros son acidos y el tercero, una cetona













EL BIÓXIDO DE CARBONO ( Organico)

El bióxido de carbono es un compuesto organico formado por un atomo de carbono y dos atomos de oxígeno (O=C=O).



El bióxido de carbono (CO2) es un componente natural de la atmósfera y su densidad es de 679.97 mg/metro cúbico de aire. Su concentración en la composición del aire es apenas del 0.032%; sin embargo, es el compuesto organico mas importante parael sostenimiento de la biosfera (conjunto de todos los seres vivientes en la tierra).



Sin el CO2 la vida de los organismos fotosintéticos y de los animales no sería posible, pues el CO2 sirve como base para la formación de compuestos organicos que son nutrientes para las plantas y los animales.



A través de la fotosíntesis, los organismos con clorofila toman el CO2 atmosférico o disuelto en agua para formar moléculas mas complejas, como carbohidratos, lípidos, proteínas y acidos nucleicos.







La fórmula general de la fotosíntesis es la siguiente



6CO2 + 6H2O + Luz = C6H12O6 (glucosa) + 6O2



El bióxido de carbono (CO2) es fijado en el tejido conectivo del cloroplasto. Luego, el bióxido de carbono fijado se utiliza en el citoplasma para sintetizar sacarosa.



El organismo con clorofila absorbe luz, CO2 y agua del entorno. La molécula de agua se rompe y el Hidrógeno de dicha molécula se adhiere a las moléculas de bióxido de carbono para formar glucosa. El Oxígeno de las moléculas de agua es liberado al ambiente, en tanto que la energía proporcionada por los fotones queda atrapada en los enlaces de la molécula de glucosa.



Cualquier cadena alimenticia comienza con los organismos productores, esto es, con los organismos que producen su propio alimento. A estos organismos se les llama autótrofos. Los vegetales son autótrofos porque producen su propio alimento, usando como materia prima agua,bióxido de carbono y luz.







Tema de ensayo

“REACCIONES QUIMICAS EN EL ENTRENAMIENTO DE LA HIPERTROFIA MUSCULAR”.




Es la cualidad y la capacidad que tiene el organismo y que permite la realización de ejercicios fuertes en corto tiempo y no se utiliza el oxigeno del aire para producir energía. El trabajo anaeróbico constituye el conjunto de reacciones químicos que no requieren de la presencia de oxigeno para poder liberar energía, y estan preparadas por la glucosis que transforma la glucosa en acido lactico.

Después de haber analizado los propósitos y los efectos que traen consigo los trabajos aeróbicos y anaerobicos, es de suma relevancia destacar que ambos constituyen un factor esencial que proporcionan diversos métodos de entrenamiento que desarrollan la capacidad del hombre, a través de la realización de diversas actividades físicas















WEBGRAFIA

https://biologiamedica.blogspot.com/2010/09/transporte-de-glucosa-glut-y-sglt.html

https://antelmovaldezvalenzuela2hm3.blogspot.com/2009/04/transportadores-glut.html

https://www.biocab.org/Bioxido_de_Carbono_CO2.html



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TRABAJO DE INVESTIGACION



ALUMNO



JUAN CARLOS LOPEZ HERNANDEZ

NUMERO DE CONTROL: 0602B023



MAESTRIA EN EDUCACION FISICA Y DEPORTIVA



FECHA

29 DE FEBRERO DEL 2012.







INSTITUTO DE ESTUDIOS SUPERIORES



DEL ISTMO DE TEHUANTEPEC





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