metabolismo : características metabolismo de los carbohidratos
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• METABOLISMO: Características
• Metabolismo de los carbohidratos Digestión y absorción de hidratos de
carbono. Ingreso de la glucosa a la célula.
Transportadores.Glucólisis y su regulación. Metabolismo de Fructosa, galactosa,
etanol y sorbitol.Lanzadera del glicerofosfato.
Bolilla 3
Catabolismo Anabolismo
MetabolismoMetabolismo
Estructuras complejas
Estructuras simples
G
DE
GR
AD
AC
ION
SIN
TE
SIS
Conjunto de reacciones químicas que se llevan a cabo en la célula
Equilibrio dinámico
AnabolismoCatabolismo
Anabolismo
Catabolismo
Crecimiento
Envejecimiento
Anabolismo
Catabolismo
Moléculas Precursoras
MonosacáridosÁcidos grasosAminoácidos
Bases nitrogenadas
Macromoléculas Celulares
PolisacáridosLípidos
ProteínasÁcidos Nucleicos
VIAS ANABOLICAS(Síntesis reductora)
Nutrientes Contenedores
de Energía
CarbohidratosLípidos
Proteínas
VIAS CATABOLICAS (Degradación oxidativa)
Productos finales
carentes de Energía
CO2
H2ONH3
NADHNADPHFADH2
ATP
Energía Química
NAD+
NADP+
FADADP+HPO4
2-
Esquemas de distintos tipos de secuencias metabólicas
A Ba
Cb
D Ec d
P Qp
A B C D Ea b c d
A
B
C b
a
S
D
c
d
PA B
a
M N
YX
Sef
Vías
Ciclos Cascadas
RUTAS METABOLICAS
Acetil-CoA
Catabolismo convergente Síntesis
Divergente
REGULACION DEL METABOLISMO
INMEDIATA
MEDIATA
Ez. Alostéricas
Modif. Covalente
Conc.de EnzimasHORMONAS
COMPARTIMENTALIZACION
CITOSOL
MEMB.MITOC.INTERNA
CPLEJOS. MULTIEZ.
Esquema de relaciones entre rutas catabólicas y anabólicas
Metabolismo
- Digestión.. Conversión de los alimentos en sustancias absorbibles en el tracto intestinal. Implica el desdoblamiento, mecánico y químico de los alimentos, en moléculas absorbibles.
- Absorción de nutrientes. . Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal a la circulación.
- Metabolización. . Utilización de los nutrientes para obtención de energía y/o para la síntesis de compuestos celulares.
- Galactosa- Galactosa
CARBOHIDRATOS DE LA DIETA
Polisacáridos
Disacáridos
Monosacáridos
- Almidón- Almidón: granos, harinas, tubérculos, legumbres
- Glucógeno - Glucógeno : carnes
- Sacarosa:- Sacarosa: frutas, azúcar de mesa,remolacha
- Lactosa:- Lactosa: Leche y derivados
- Glucosa:- Glucosa:
- - FructosaFructosa
frutas, miel, golosinas, etc.
Ptialina o Amilasa salival
- Amilasa pancreática- Disacaridasas
pH ácido, inactiva la enzima
Digestión y absorción de carbohidratos
BOCA
ESTOMAGO
PANCREAS
INTESTINO
HIGADO
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OHO
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OH
n
AmilosaAmilosa
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OO.....
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
O
CH2
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O......
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O.......
Amilopectina o GlucógenoAmilopectina o GlucógenoO
CH2
HH
OHH
OH
OH
H
O
H
OH
HOH
H
CH2
H
OH
H
O
H
HO HO
n Maltosa
n Maltotriosa
n Oligosacáridos
Digestión del Almidón y/o del Glucógeno
Amilasa salival
n H2O
Amilasapancreática
O
CH2
HH
OHH
OH
OH
H
O
H
OH
HOH
H
CH2
H
OH
H
O
H
HO HO
Maltosa
Maltotriosa
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OHO
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OH
n
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OO.....
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
O
CH2
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O......
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
O.......
Oligosacáridos
Digestión del Almidón en Intestino
Disacaridasas
O
CH2
HH
OHH
OH
OH
H
O
H
OH
HOH
H
CH2
H
OH
H
O
H
HO HO
Maltosa
Maltasa2
GlucosaH2O
OH
H
OH
OH
H
HH
CH2OH
OHO
O
CH2OH
OH
HOH
HH
CH2OH
Sacarosa
Sacarasa
Glucosa
+
FructosaH2O
O
H
OH
OH
H
OHH
CH2OH
O
HHO
H
OH
H
OH
HOH
H
CH2OH
H
Lactosa
Lactasa
Glucosa
+
GalactosaH2O
CARACTERISTICAS DE LOS PROCESOS NO MEDIADOS Y MEDIADOS
PROCESO NO MEDIADO
(DIFUSION PASIVA)
PROCESO MEDIADO
(transportador)
•No requiere transportador
•A favor de gradiente conc.
•Bidireccional
•A través de poros
•Iones, gases, agua, urea
•Difusión Facilitada (a favor de Gradiente)
•Transporte Activo Contra gradiente
CARACTERISTICAS COMUNESCOMUNES DE LOS PROCESOS MEDIADOS
• Necesitan la presencia de un transportadortransportador
• Poseen especificidadespecificidad por la sustancia
transportada
• El transportador es SaturableSaturable (sim. Enzimas)
• Son inhibidosinhibidos competitivamente por
sustancias estructuralmente relacionadas
DIFERENCIASDIFERENCIAS ENTRE LOS PROCESOS MEDIADOS
TRANSPORTE ACTIVO
DIFUSION FACILITADA
a) Tiene efecto contracontra gradiente de concentración
b) Depende de energíaenergía metabólica
c) Es unidireccionalunidireccional
a) Tiene efecto a favora favor de gradiente de concentración
b) No necesita energía metabólica
c) Es BidreccionalBidreccional
MECANISMOS DE TRANSPORTE
Molécula Transportada
Proteína Transportadora
Bicapa fosfolipídica
Difusión facilitada
Difusión simple Transporte activo
ATP
SGLUTSGLUT
GlucosaGlucosa
GlucosaGlucosaGalactosaGalactosa
GalactosaGalactosa
FructosaFructosa
GLUT5GLUT5
FructosaFructosa
LUZ INTESTINAL
2 Na+3
Na+
2 K+
GLUT2GLUT2
Na+K+ ATPasa
ATP
Transportefacilitado
Transportador Activo
SecundarioDpte. de Na+
Transportadores de Glucosa
Transportador de Fru en enterocitos.
GLUT5
Tej. Adiposo y músculo esquelético y cardiaco.
Es sensible a InsulinaGLUT4
Ppal. Transportador en cerebro y nervios periféricos.
GLUT3
En membrana basolateral del epitelio intestinal, túbulos
renales, hepatocitos y células β pancreáticas
GLUT2
En todos los tejidos del feto. En adultos: en GR, fibroblastos y
células endotelialesGLUT1
TERMINOLOGIA
• GLICOLISIS: Degradación anaeróbica de glucosa, fructosa, galactosa hasta piruvato
• GLUCONEOGENESIS: Síntesis de glucosa a partir de otros precursores diferentes a hidratos de carbono
• GLUCOGENOGENESIS: Conversión de glucosa en glucógeno
• GLUCOGENOLISIS: Degradación de glucógeno a glucosa
Importancia de la glucosa
Características de la Via Glicolítica (GLICOLISIS)
• Es una vía UNIVERSAL
• CITOPLASMATICA
• No requiere de oxígeno
• Una HEXOSA se convierte en 2 TRIOSAS
• Se sintetiza ATP por fosforilación a nivel de
sustrato
• Se producen 2 moléculas de NADH
• Se producen intermediarios para biosíntesis
de otros compuestos
FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO
-Los cambios producidos en el sustrato conducen a la redistribución de la energía contenida en la molécula y a crear enlaces con alta energía de hidrólisis en algunos
compuestos intermedios.
-Estos compuestos reaccionan directa o indirectamente con ADP para formar ATP.
-Este tipo de transferencia de energía, sin participación de la cadena respiratoria se denomina:
-FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO
-A diferencia de la fosforilación oxidativa, ésta no requiere de oxígeno para la formación de ATP.
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
H H O
OH
H
OHH
OH
CH2OPO32
H
OH
H
23
4
5
6
1 1
6
5
4
3 2
ATP ADP
Mg2+
glucose glucose-6-phosphate
Hexokinase
* La glucosa es fosforilada en el carbono 6
Fosforilación de la glucosa•Paso inicial de todas las vías de utilización de
monosacáridos•Activa metabólicamente a la glucosa
•Impide la salida de Glucosa de la célula
HEXOQUINASA
GLUCOSA GLUCOSA-6-P
Hexoquinasas
Isoenzimas I, II, III
Isoenzima IV oGlucoquinasa
- Enzimas constitutivas- Son inespecíficas.- Valores de Km pequeños - Son inhibidas por su producto
- Hígado y células beta del páncreas.- Muy especifica, solo D-Glucosa.-No es inhibida por el producto.-Es inducible y regulada su actividad por proteínas
Regulación de la actividad de glucoquinasa por proteínas
GLUCOSA-6-P
Destinos metabólicos de la glucosa-6-fosfato
Glucógeno-génesis
Glucógeno
Via de las Pentosas
Ribosa-5-P
Piruvato
Glucosa
Glucosa-6-fosfatasa
Via Glicolitica
FASE I. (Reacciones 1-5).
FASE PREPARATORIA
Fosforilación de glucosa
Se recogen esqueletos carbonados de
otros monosacáridos.
Fragmentación de glucosa para dar 2
triosas
Gasto de energía, se consumen 2 ATP.
Fases de la Vía Glicolítica
FASE II (Reacciones 6-10)
FASE DE BENEFICIO
Oxidación de los esqueletos carbonados de las 2 TRIOSAS
Producción de energía metabólica por fosforilación a nivel de sustrato (4 ATP)
Producción de equivalentes de reducción (2 NADH).
El producto final son 2 PIRUVATOS
6C: GLUCOSA
PIRUVATO
ADP
ADP
NAD+
Acetil-CoA
ó
Lactato
ADP
ADP
Hexoquinasa
Isomerasa
Fosfofructo quinasa
Aldolasa
Glicer.deshidrog
P-Glicerato quinasa
Mutasa
Enolasa
Piruvato quinasa
GLUCOSA
Gliceraldehído-3 fosfato
Fosfato de dihidroxiceton
a
FASE DE CONSUMO DE ENERGIA O FASE PREPARATORIA
Fructosa 1,6 bisfosfato
Hexoquinasa
Fosfofructoquinasa
1,3 bisfosfo glicerato
3 fosfo glicerato
Fosfoenol piruvato
PIRUVATO
FASE DE GENERACION DE ENERGIA
Fosfoglicerato quinasa
Piruvato quinasa
Glucosa Glucosa-6-P
Hexoquinasa
Glucosa-6-P Fructosa-6-P
Fosfoglucosa isomerasa
Fructosa-1, 6-biP Gliceralde-
hído-3-P
Fosfato
dihidroxicetona
Aldolasa
Fructosa-6-P Fructosa- 1, 6-biP
Fosfotructo quinasa
Mg++
Gliceraldehído-3-PFosfato de dihidroxicetona
Triosa fosfato isomerasa
Gliceraldehido-3-P 1,3-bisP-Glicerato
Gliceraldehído-3-P deshidrogenasa
1,3-biP-Glicerato 3-P-Glicerato
P-glicerato quinasa
Fosforilación a nivel del sustrato
Mg++
3-P-Glicerato 2-P-Glicerato
P-glicerato mutasa
Mg++
2-P-Glicerato Fosfoenol piruvato
Enolasa
Mg++
Fosfoenol piruvato Piruvato
Piruvato quinasa
Fosforilación a nivel del sustrato
Mg++, K+
ECUACION GENERAL DE LA VIA GLICOLITICA
GLUCOSA + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+
2 PIRUVATO + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
Puntos de Regulación de la Glicólisis
TRES REACCIONES QUÍMICAS IRREVERSIBLESTRES REACCIONES QUÍMICAS IRREVERSIBLES
1° Punto de Control: Hexoquinasa
2° Punto de Control: Fosfofructoquinasa (+) ADP ó AMP (-) ATP, NADH, Citrato y AG de cadena larga Principal punto de control de la Vía GlicolíticaPrincipal punto de control de la Vía Glicolítica
3° Punto de Control: Piruvato Quinasa.
BALANCE ENERGETICO
FASE PREPARATORIA: Se gastan 2 ATP
FASE DE BENEFICIO: Se producen 4 ATP
Rendimiento de la Vía Glicolítica
2 ATP
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