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Metabolismo de carbohidratos 1 · PDF fileAlgunas vías metabólicas...
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Funciones del metabolismo:
• Obtener energía
• Convertir los nutrientes en sustancias asimilables por las células
• Proporcionar al organismo las moléculas que requiere:– Estructurales
– Funcionales
Categorías del metabolismoAnabolismo:• Síntesis
• Consume energía y poder reductor
• Vías divergentes
Catabolismo:• Degradación
• Genera energía y poder reductor
• Vías convergentes en una común
Vías anfibólicas: ej. Ciclo de Krebs• Produce poder reductor y energía (GTP)
• Intermediarios son sustrato para síntesis
Algunas vías metabólicas
AnabólicasSíntesis
Síntesis de
• ác. grasos– Triglicéridos
– Glicerofosfolípidos
• Colesterol
• Gluconeogénesis
• Glucogenogénesis
CatabólicasDegradación
• β‐oxidación de ác. grasos
• Glicólisis‐ Descarboxilación oxidativa
‐ Fermentación
• Glucogenólisis
• Vía de las pentosas‐P
•Proteínas y aminoácidos
•Lípidos
•Carbohidratos:
Anfibólica:Ciclo de Krebs
‐ Algunas vías metabólicas:‐ Acetil CoA: Metabolito central en el metabolismo energético
Acetil CoA
ProteínasAminoácidos
Glucosa
GrasasÁc. grasos
Ciclo de Krebs Cadena respiratoria
CO2 H2O ATP
AminoácidosÁc. grasos
ColesterolEsteroides
Cuerpos cetónicos
Glucógeno
Proteínas
Vías Catabólicas
VíasCatabólicas
VíasAnabólicas
Síntesis de ATP
• A nivel de sustrato• En la cadena respiratoria
• ATP se produce en las vías catabólicas *• ATP se utiliza en las vías anabólicas
* poder reductor formado en las vías catabólicas ⇒ATP en la cadena respiratoria
Metabolismo de carbohidratos
Glucogenólisis Gluconeogénesis
Glucogenogénesis
Dieta:Digestión y absorción
Glicólisis• Vía catabólica
• Función principal= obtener energía
• En el citoplasma
• En todos los tejidos– Única forma de obtener energía para:
• Eritrocitos
• Cerebro
• Espermatozoides
• Médula adrenal
Otros carbohidratos se incorporan en diferentes puntos de la glicólisis
Muy conservada, sin grandes cambios en la evolución
Niveles de Glucosa en sangre se deben mantener constantes
OJO:Intermediarios de la
glicólisis en vías biosintéticas
Glicólisis
Tres tipos de transformaciones:
• Degradación del esqueleto de C de la glucosa1 Glucosa → 2 Piruvato
• Fosforilación a nivel de sustratoADP + Pi → ATP
• Formación de poder reductor (transferencia de H al NAD+ → NADH )
Glicólisis
Dos fases
• Fase preparatoria, de inversión:
gasta 2 ATP
• Fase retributiva:
produce 4 ATP y 2 NADH
Neto: produce 2 ATP y 2 NADH
Glicólisis: fase preparatoria
Reacciones claves: • irreversibles• endergónicas• Enzimas reguladas• necesitan Mg++
• Hexoquinasa• Fosfofructoquinasa 1
Fosfohexosaisomerasa
(Mg++)
(Mg++)
Glicólisis: fase preparatoria: 1ª reacción
Hexoquinasa:- Enzima clave no solo para la glicólisis- La Glucosa-6-P no puede salir de la célula>>- Queda disponible para otras vías metabólicas:
- Vía de las pentosas-P- Síntesis de glucógeno
En hígado: Glucoquinasa
Regulación de la glicólisis• Regulación para mantener la [ATP] constante en las células (efecto Pasteur)
• Regulación:– Endocrina
• Hormonas:– Activación de enzimas: fosforilación y defosforilación
– Síntesis de enzimas inducibles
– Alostérica• Activadores e inhibidores alostéricos de enzimas clave
– Diferentes isoenzimas según el tejido• Diferentes funciones o necesidades
Regulación de la glicólisis
• Fosfofructoquinasa‐1
– Inhibidores alostéricos:• ↑ ATP• ↑ citrato
– Activadores alostéricos:• ↑ ADP, AMP
• ↑ Fructosa‐2,6‐diP(AMPc y PKA)
Fosfofructoquinasa 2
⊗
Glucagón inhibe ⊗ la glicólisis
•2 sitios catalíticos•2 sitios inhibidores•2 sitios activadores
Regulación alostérica y hormonal
Regulación de la glicólisis
• Piruvato Quinasa– Inhibidores alostéricos:
• ↑ ATP
• ↑ acetil CoA y ácidos grasos
(Son alimentadores del ciclo de Krebs y producirían ATP>> no se necesita más)
(Mg++, K+)
Regulación alostérica
Regulación de la glicólisis
• Hexoquinasa– Inhibidor alostérico:
• ↑ Glucosa‐6‐P(Si la G-6-P no entra en glicólisis se acumula y se inhibe esta enzima)
(Mg++)
• GlucoquinasaEn hígado– No es inhibida por su producto
Regulación alostérica
Diferentes isoenzimas
Regulación hormonal: enzimas inducibles
Regulación de la glicólisis
• Hexoquinasa: – Todas las células
– ↑ afinidad (Km 0,1mM)
– ↑ actividad inc en ayunas (4mM)
• Glucoquinasa:– Hígado
– ↓ afinidad (Km 10mM)
– Sólo tiene ↑ actividad cuando [glucosa] ↑Hígado no compite con las demás células por la glucosa cuando hay escasez
– Su síntesis se aumenta por insulina Glucógeno: reserva de
glucosa
Diferentes isoenzimas
Regulación hormonal
Después de la glicólisis:
Destino del piruvato y el NADH:
• Descarboxilación oxidativa y ciclo de Krebs:
+ energía
• Fermentación:– Alcohólica
– Láctica ↓ O2
↑ O2
•Fermentación: ↓ O2
• En condiciones anaeróbicas
• Permite recuperación del NAD+
Se puede seguir obteniendo ATP
•Fermentación etílica: ↓ O2
Ocurre en:– Levaduras
– Otros microorganismos
– Algunas plantas
NO en animales superiores
Esta enzima SÍ la tenemos: para la desintoxicación del alcohol
•Fermentación láctica: ↓ O2
Ocurre en:– Eritrocitos
• No tienen mitocondrias!
– Músculo esquelético
• Arratonamientos!
– Lactobacilos
– Estreptococos• ↑[ácido láctico] ↓ pH• Cortan la leche = desnaturalizan la caseína
yogur, quesos
•Fermentación láctica: ↓ O2
• El ácido láctico se transporta fuera de las células
• y acidifica la sangre →acidosis láctica
Arratonamientos:
• Músculo esquelético – ejercicio intenso:• ↑[ácido láctico] ↓ pH no puede seguir
• ↑ ↑[lactato] acumulado cristalización (“agujetas”)• Recuperación:
lactato‐sangre‐hígado‐gluconeogénesis‐glucosa… C. de Cori
Ejemplo de cooperación metabólica entre el músculo
esquelético y el hígado
La acumulación de lactato y la disminución del pH disminuyen eficiencia muscular
•Después de un periodo de actividad intensa la respiración profunda continúa para la fosforilación oxidativa y producción de ATP
•ATP se usa en gluconeogénesis•Produce glucosa a partir de lactato