Metabolismo de carbohidratos

Metabolismo de carbohidratos

es la conversin de glucosa en piruvato

Interconversin de hexosas

Glucosa-1-fosfatoFructosa-6-fosfatoManosa-6-fosfatoGlucosa-6-fosfato

FructosaFuentes son las frutas, la miel y el disacrido sacarosaPuede entrar en la ruta glucoltica por dos caminosEn hgado y musculo y tejido adiposo

HGADO

Pagina 260 Bases moleculares de la vida Trudy Mackee6

Triosa fosfato isomerasa

DHAP: Dihidroxiacetona fosfatoMenor afinidad

GalactosaLa galactosa y la glucosa tienen estructuras semejantes (epmeros)

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GalactosemiaDesarrollo fetal e Infancia

Pagina 212 enfermedad hereditaria galactosemia Trudy9

Comenzando la adolescencia la UDP galactosa se produce en una reaccin catalizada por la UDP-galactosa pirofosforilasa

UDP-galactosa pirofosforilasa

Luego se forma la UDP-galactosa por la isomerizacin de la galactosa

UDP-glucosa pirofosforilasafosfoglucomutasa

UDP-galactosa pirofosforilasa

GalactosemiaEs una enfermedad genticaCarece enzima (Galactosa-1-fosfato uridiltransferasa)Acumula galactosa-1-fosfato y galactitolProduce dao heptico, cataratas y retraso mental graveTratamiento eficaz es el diagnstico precoz y una alimentacin sin galactosa

Metabolismo de la manosaEs un componente importante de los oligosacridos que se encuentra en las glucoprotenas.Es un componente secundario de la alimentacin, es una fuente energtica sin importancia.Tras la fosforilacin por la hexoquinasa, la manosa entra en la ruta glucoltica como fructosa-6-fosfato

Metabolismo de la manosa

Principales rutas del metabolismode los hidratos de carbono. En los animales, el exceso de glucosase convierte por glucognesisen su forma de almacenamiento, el glucgeno. Cuando se necesita Pentosas y otrosazcares glucosa como fuentede energa o como molculaprecursora en los procesosde biosntesis, se degradaglucgeno por glucogenlisis.En algunas clulas la glucosase convierteen ribosa-S-fosfato (un componente de losnuc\etidos) y NADPH (un potente reductol) por la rutadelas pentosas fosfato. La glucosa se oxida por gluclisis,una ruta que genera energa. quela convierte en piruvato. .. En ausencia de oxgeno, el piruvato se cOnvieJ1e en lactato. Cuandose encuentra presente el oxgeno. el piruvato se degrada ms para formaracetil-CoA. Pueden extraerse dela acetil-CoA por el ciclo del cido ctrico y el sistema de transporte electrnico cantidades signi ficati vas de energa en forma ele ATP. Obsrvese que el metabolismo de los hidratos de carbonoest ligadode forma compleja con el metabolismo de otros nutrientes. Por ejemplo.la acetil-CoA tambin se genera por la degradacin de los cidos grasos y determinados aminocidos. Cuando la acetil-CoA se encuentra en exceso,una ruta diferentela convierte en cidos grasos18

GluclisisLa gluclisis es el proceso por el que la glucosa se degrada en dos molculas de cido pirvico. Del griego glycos: dulce + lysis: rupturaEsta fase que es totalmente anaerbica, se produce en el citosol y consta de varias etapas.

Gluclisisnica va en los animales que produce ATP en ausencia de Oxgeno

Sintetiza ATP en ausencia o presencia de oxgeno

Conlleva a la produccin de dos molculas de ATP

Se libera energaFormacin

REACCIONES DE LA GLUCOLISISPRIMERA FASESEGUNDA FASE

Glucosa

Piruvato

PiruvatoGlucosa-6-fosfato (G6P)Fructosa-6-fosfato (F6P)Fructosa 1,6-bifosfato (FBP)Dihidroxiacetona fosfato (DHAP)Gliceraldehdo-3-fosfato (G3P)Gliceraldehdo-3-fosfato (G3P)1,3-bifosfoglicerato (BFG)3-fosfoglicerato (3PG)Fosfoenolpiruvato (PEP) Fosfoenolpiruvato (PEP)1,3-bifosfoglicerato (BFG)3-fosfoglicerato (3PG)2-fosfoglicerato (2PG)2-fosfoglicerato (2PG)

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Destinos del Piruvato

TIPOS DE GLUCOLISIS AerobiaConsiste en conversin de glucosa en piruvato

Anaerobia Animales:Consiste en conversin del piruvato en lactatoClulas de msculo esqueltico (ejercicio extenuante)Levaduras:Consiste en conversin del piruvato en etanol

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RESUMEN PRIMERA FASE

Fosforilacin Hexoquinasa

1

5

2

3

4Isomerizacin Fosfoglucoisomerasa Fosforilacin Fosfofructoquinasa Ruptura Aldolasa Isomerizacin Triosa fosfato isomerasa

GlucosaGlucosa-6-fosfato (G6P)Fructosa-6-fosfato (F6P)Fructosa-1,6-bifosfato (FBP)Dihidroxiacetona fosfato (DHAP)Gliceraldehdo-3-fosfato (G3P)Gliceraldehdo-3-fosfato (G3P)

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Oxidacin y fosforilacin Gliceraldehdo-3-fosfato desidrogenasa

6Fosforilacin a nivel sustratoFosfoglicerato quinasa

7Isomerizacin Fosforiglicerato mutasa

8Fosforilacin a nivel sustrato Piruvato quinasa

10Deshidratacin Enolasa

9RESUMEN SEGUNDA FASE

Piruvato

Gliceraldehdo-3-fosfato (G3P)1,3-bifosfoglicerato (BPG)

3-fosfoglicerato (3PG)2-fosfoglicerato (2PG)Fosfoenolpiruvato (PEP)

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BALANCE DE LA GLUCLISIS:La oxidacin de una molcula de glucosa produce:Dos molculas de piruvatoDos molculas de NADHCuatro molculas de ATP; pero como se utilizaron dos molculas de ATP en la primera etapa, en total se obtienen 2 ATP. 1 glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi 2 piruvato+ 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP

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Regulacin de la glucolisisRegulacin alostrica:HexoquinasaPFK-1Piruvato quinasa

Catalizan reacciones irreversibles

Regulacin alostrica de la gluclisis

REGULACIN ALOSTRICA: PFK La PFK es la principal enzima reguladora de la gluclisis; sus factores reguladores son:

Inhibidores: En necesidades energtica bajas del organismo (reposo)ATP y cido ctrico se unen a sitios alostericos en la PFK y ocasionan una menor afinidad por la fructosa-6-fosfato

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REGULACIN ALOSTRICA: PFK Estimuladores: En necesidades energticas elevadas del organismo (ejercicio o ayuno prolongado)ADP, AMP y fructosa-1,6-bisfosfato, ocasionan el incremento en la actividad de la PFK

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REGULACIN ALOSTRICA: PIRUVATO QUINASAATPConcentraciones elevadas reducen afinidad por su sustrato: fosfoenolpirvato

Fructosa-1,6-bifosfato Activa a la piruvato quinasa

Acetil-CoAInhibe a la piruvato quinasa

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GLUCOLISIS RELACIN CON OTRAS VASEstrechamente coordinada con:

Glucogenolisis, Gluconeognesis, La ruta de la pentosa fosfato, Va de la descarboxilacin oxidativa del piruvato El ciclo de Krebs

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PreguntaLa insulina es una hormona que segrega el pncreas cuando aumenta el azcar sanguneo. Su funcin que se observa con mayor facilidad es la reduccin de la concentracin sangunea de azcar al valor normal. La unin de la insulina a la mayora de las clulas del organismo estimula el transporte de glucosa a travs de la membrana plasmtica. La capacidad de una persona para responder a una comida con hidratos de carbono reduciendo rpidamente la concentracin sangunea de glucosa se denomina tolerancia a la glucosa. Los animales con deficiencia de cromo tienen una menor tolerancia a la glucosa; es decir, no pueden retirar la glucosa de la con suficiente rapidez. Explica como el cromo facilita la unin de insulina a las clulas

Glucgeno

GlucgenoEs un polisacrido ramificado de glucosaConiene 2 enlaces glucosdicos: 1 4 con ramificaciones 1 6 espaciadas cada 4-6 residuos

Distribucin hstica de las reservas de energa de hidratos de carbono (adulto de 70kg)41

Fuentes de glucosa sangunea durante un da normal

Rutas principales del Metabolismo de Hidratos de Carbono

Glucognesis

GLUCOGNESIS Glucogenognesis Sntesis de glucgeno Formacin de glucgenoSe localiza principalmente en el hgado y en msculo esqueltico, sus enzimas se localizan a nivel del citosol

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DefinicinLa sntesis de glucgeno se produce tras una comida, cuando la concentracin sangunea de glucosa es elevada.

MecanismoEl proceso sucede en el citoplasma y requiere ATP para la fosforilacin de la glucosa y del UDP. El glucgeno se forma por la incorporacin repetida de unidades de glucosa, donadas al sistema en forma de UDP-glucosa a una semilla de glucgeno preexistente (glucogenina), la cual sta formado no por menos de cuatro molculas de glucosa. La nica fuente de la glucogenina es la glucosa -6P

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Se divide en tres estadios:

a) Estadio I: Formacin de UDP-glucosab) Estadio II: Elongacinc) Estadio III: Formacin de ramificacionesGLUCOGNESIS

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Glucosa-6-fosfato

fosfoglucomutasa

UTP + Glucosa 1-fosfato

UDP-glucosapirofosfatasaglucosa-O-GlucogeninaUDP H2O

HO-glucosa-glucosa-glucosa- glucosa- glucosa-O-GlucogeninaPPi2PiUDP-glucosapirofosforilasa Glucgenoiniciadora(UDP-glucosa)nGlucgeno sintasaUDPnGlucosil (4:6)alfa-1,4transferasaGlucgenoalfa-1,6

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1.- La -D-glucosa unida a uridin difosfato (UDP) es la fuente de todos los residuos de glucosa que se agregarn a la molcula de glucgeno. La UDP-glucosa es sintetizada a partir de glucosa 1-fosfato y UTP por la UDP-glucosa pirofosforilasa. Formacin de UDP-glucosa

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2.- El pirofosfato (PPi), el otro producto de la reaccin, es hidrolizado a dos grupos fosfato inorgnico por la pirofosfatasa inorgnica quien se asegura que la ruta siga en el sentido de la formacin de glucgeno. Como debe deducirse, al igual que para otras vas de metabolismo de los carbohidratos, es un requisito a partir de glucosa-6-fosfato, la cual en esta va es isomerizada a glucosa-1-fosfato por la fosfoglucomutasa. Formacin de UDP-glucosa

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Cataliza la hidrlisis altamente exergnica del pirofosfato (PPi). Este proceso hace que la reaccin sea irreversible. La Pirofosfatasa inorgnica

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Glucosa-6-fosfato

fosfoglucomutasa

UTP + Glucosa 1-fosfato

UDP-glucosapirofosfatasaglucosa-O-GlucogeninaUDP H2O

PPi2PiUDP-glucosapirofosforilasa Glucgenoiniciadora

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ElongacinLa elongacin de la cadena de glucgeno involucra la transferencia de glucosa desde la UDP-glucosa a un extremo no reductor de la cadena creciente, formando un nuevo enlace glucosdico entre el hidroxilo del carbono anomrico en posicin 1 y el carbono 4 del residuo glucosdico aceptor. La enzima responsable de este proceso es la glucgeno sintasa. El UDP liberado de la reaccin, puede reconvertirse en UTP por medio de la catlisis de la nucleosido difosfato cinasa. UDP + ATP UTP + ADP

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Glucosa-6-fosfato

fosfoglucomutasa

UTP + Glucosa 1-fosfato

UDP-glucosapirofosfatasaglucosa-O-GlucogeninaUDP H2O

HO-glucosa-glucosa-glucosa- glucosa- glucosa-O-GlucogeninaPPi2PiUDP-glucosapirofosforilasa Glucgenoiniciadora(UDP-glucosa)nGlucgeno sintasaUDPnalfa-1,4

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Formacin de ramificacionesSi en la sntesis del glucosa no interviniera ninguna otra enzima, la cadena sera totalmente lineal (sin ramificaciones) y contendra solo enlaces -1,4, esta sera una manera muy deficiente de almacenar a las unidades de glucosa.

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Formacin de ramificacionesEl glucgeno est altamente ramificado; esta disposicin no solo aumenta la cantidad de unidades de glucosa por unidad de volumen que se pueden almacenar, tambin reduce el nmero de extremos reductores que existen en el glucgeno, de tal manera que es posible seguir incrementando la cantidad de unidades de glucgeno, que se pueden almacenar.

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Sntesis de ramificaciones por la glucosil 4:6 transferasa. Las ramificaciones se obtienen por la accin de la enzima ramificante amilo-(alfa-1,4alfa1,6) transglucosidasa, comnmente llamada glucosil alfa-4,6 transferasa. Formacin de ramificaciones

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Esta enzima transfiere una cadena de 5 a 8 residuos glucosilo de un extremo no reductor de la cadena de glucgeno, rompiendo un enlace -1,4 a otro residuo y los une en posicin -1,6, ambos extremos son ahora no reductores, por lo cual pueden seguir aceptando molculas de glucgeno por medio de la catlisis de la glucgeno sintasa. Formacin de ramificaciones

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Glucosa-6-fosfato

fosfoglucomutasa

UTP + Glucosa 1-fosfato

UDP-glucosapirofosfatasaglucosa-O-GlucogeninaUDP H2O

HO-glucosa-glucosa-glucosa- glucosa- glucosa-O-GlucogeninaPPi2PiUDP-glucosapirofosforilasa Glucgenoiniciadora(UDP-glucosa)nGlucgeno sintasaUDPnGlucosil (4:6)alfa-1,4transferasaglucgenoalfa-1,6

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REGULACIN

La enzima que regula la funcin de la gluconeognesis es la enzima glucgeno sintasa (GS), la cual se estimula mediante la presencia del sustrato G6P. La enzima fosforilada es inactiva y la que no esta fosforilada es activa.

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REGULACINmecanismoLa insulina estimula la actividad de la enzima fosfoprotein fosfatasa provocando la desfosforilacin y por lo tanto la inactivacin de la GS.La adrenalina y el glucagn son hormonas que estimulan la reaccin de la protein cinasa lo que provoca que se fosforile y se inactive la GS.

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Glucogenlisis

- Degradacin del glucgeno- Lisis de glucgenoLa degradacin o desdoblamiento del glucgeno es el proceso inverso a la glucognesis, por lo tanto en este proceso se obtiene glucosa-6P. Se activa cuando los niveles de glicemia descienden.GLUCOGENLISIS

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Proporciona glucosa durante periodos de ayuno (glucgeno heptico) y energa para la contraccin muscular (glucgeno muscular). En el hgado se obtiene glucosa directamente que va al torrente sanguneo. La degradacin de glucosa en el msculo no existe debido a que carece de la enzima G6Pasa por lo que no libera glucosa al exterior de la clula y no infiere en la glucemia.GLUCOGENLISIS

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DefinicinVa degradativa que libera el glucgeno almacenado en el hgado y msculo en glucosa, no es la reversa o inversa de las reacciones sintticas. De hecho se necesita un juego independiente de enzimas cuando el glucgeno es degradado, el producto primario es la glucosa-1P que se obtiene por la ruptura de los enlaces a1-4 cuando la ramificacin que se rompe es la a1-6, se libera glucosa libre directamente.

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Se divide en dos estadios:

a) Estadio I: Acortamiento o ruptura de enlaces glucosdicos a 1,4b) Estadio II: DesramificacinGLUCOGENLISIS

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Acortamiento o ruptura de enlaces glucosdicos a 1,4

La glucgeno fosforilasa rompe los enlaces glucosdicos a1-4 entre los residuos que estn en los extremos no reductores por simple fosforolisis. Esta enzima requiere como coenzima al fosfato de piridoxal unido de manera covalentemente. GLUCOGENLISIS

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La glucgeno fosforilasa es una fosfotransferasa que degrada secuencialmente las cadenas de glucgeno en sus extremos no reductores hasta que slo cuente con cuatro residuos de glucosa en la ramificacin. La estructura se denomina dextrina lmite y la fosforilasa no puede degradarla ms.GLUCOGENLISIS

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GLUCOGENLISISAcortamiento o ruptura de enlaces glucosdicos a 1,4

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DesramificacinLas ramas del glucgeno son removidas por medio de dos fenmeno enzimticos. Primero la oligo-(1,4) glucantransferasa o glucosil transferasa remueve tres de los cuatro residuos unidos a la rama y los transfiere a un extremo no reductor de otra rama, de tal suerte que rompe un enlace 1-4, pero se forma otro. GLUCOGENLISIS

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DesramificacinSegundo, el residuo restante de glucosa unido a la cadena en posicin 1-6, es removido hidrolticamente por la amilo--(1-6) glucosidasa liberando glucosa. La cadena glucosdica es ahora accesible a la degradacin por la glucgeno fosforilasa.Ambas actividades se encuentran en sitios separados de la misma cadena polipeptdica GLUCOGENLISIS

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GLUCOGENLISISConversin de la glucosa-1P a glucosa-6P

La glucosa-1P producida por la glucgeno fosforilasa es convertida en glucosa-6P por la fosfogluco mutasa. La reaccin produce glucosa 1,6 bisfosfato como un intermediario temporal pero esencial.

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REGULACINLa glucgeno fosforilasa es la enzima que regula la glucogenlisis la cual a su vez es controlada por:

a) Modificaciones covalentes (desfosforilacin)b) Alosterica (Inhibicin por producto)c) Hormonal (glucagn y adrenalina + e insulina -)

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Gluconeognesis

GluconeognesisCerebro 50%Eritrocito 20%Las reservas de glucosa 1 da

Sistemas alternativos para obtener glucosa

Sntesis de glucosa a partir de precursores que no sean hidratos de carbono:

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Engloba los procesos de obtencin de glucosa-6-fosfato a partir de cido pirvico. Es en esencia, el proceso inverso a la gluclisis, pero algunos pasos de la gluclisis son irreversibles, por lo que no existen en la gluconeognesis. En la gluconeognesis, el paso inverso requiere una serie de reacciones enzimticas que se inician en el interior de las mitocondrias que transforman el cido pirvico en oxalactico, ste pasa a cido mlico (para atravesar la membrana mitocondrial), que sale de la mitocondria y vuelve a convertirse en oxalactico, transformandose finalmente en fosfoenolpirvico. GLUCONEOGNESIS

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GlicerolLactato-cetoglutaratoPRIMERA FASESEGUNDA FASE

Glucosa

Piruvato

PiruvatoGlucosa-6-fosfato (G6P)Fructosa-6-fosfato (F6P)Fructosa 1,6-bifosfato (FBP)Dihidroxiacetona fosfato (DHAP)Gliceraldehdo-3-fosfato (G3P)Gliceraldehdo-3-fosfato (G3P)1,3-bifosfoglicerato (BFG)3-fosfoglicerato (3PG)Fosfoenolpiruvato (PEP) Fosfoenolpiruvato (PEP)1,3-bifosfoglicerato (BFG)3-fosfoglicerato (3PG)2-fosfoglicerato (2PG)2-fosfoglicerato (2PG)

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Ciclo de Cori

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Ciclo Glucosa-Alanina (Ciclo de Cori)La contraccin muscular anaerobia produce piruvato (glucolisis) y grupos amino (metabolismo de protenas)La Alanino aminotransferasa produce alanina, la cual se va al hgado por via sanguinea, all se forma nuevamente piruvato y luego glucosa via glucognesis para exportarla nuevamente al hgadoEsto completa el ciclo de Cori con formacin de amonio y lactato los cuales son excretados por el hgado en forma de Urea.

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Aminocidos precursores de glucosa

Transporte de Oxalacetato al citosol y conversin a PEPPiruvato carboxilasa es un enzima mitocondrial1. Oxalacetato es reducido2. En el citosol, el malato es reoxidado a oxalacetato por una malato deshidrogenasa citoslicaOxalacetato es descarboxilado y fosforilado

Conversin de Fructosa-1,6-bifosfato en Fructosa-6-fosfatoFosfoenolpiruvato es metabolizado por las enzimas de la glucolisis pero en sentido inverso

Catalizado por FRUCTOSA-1,6-BIFOSFATASA:Requiere Mg2+

Formacin de Glucosa

Glucosa-6-fosfatasa solo se encuentra presente en tejidos cuya funcin sea mantener los niveles de glucosa en sangre: HIGADO y en menor grado RIONGlucosa-6-fosfato es transportada al lumen del retculo endoplasmticoVesculas del RE difunden, liberandoglucosa a la sangre al fusionarse con la membrana plasmtica

Regulacin de la Gluconeognesis / GlucolisisSistema de control: las CANTIDADES Y ACTIVIDADES de los enzimas caractersticos de cada ruta estn controlados de tal manera que no pueden ser ambas rutas activas simultneamente:

-Velocidad de la glucolisis: controlada por concentracin de glucosa-Velocidad de la gluconeognesis: controlada por concentracin de lactato y otros precursores

Va del cido urnico

En hgado la va del cido urnico cataliza la conversin de glucosa en cido glucurnico, cido ascrbico ( salvo en seres humano) y pentosas.

Va oxidativa alternativa para la glucosa

cido glucurnicosimilar a laglucosa+ carboxilo Las sales de este cido se denominanglucuronatosAltamentehidrosolubleFisiologa animales comn emplearlo conjugado a sustancias xenobiticas a fin de facilitar suexcrecin.Conjugados : drogas,bilirrubina, algunashormonas y cidos biliares glucuronidacin.

L-gulonolactona oxidasa

Ac. Glucurnico se forma por oxidacion de GlucosaGLUCOSA

GLUCOSA 6-P

GLUCOSA 1-P

UDP GLUCOSA

AC. UDP-GLUCURONICO

AC. GLUCURONICO 1-P

AC. GLUCURONICO

UDP glucosa deshidrogenasa

gulonolactonaPlantas y animales

GlucuronidacinLa reaccin consiste en agregar un grupo glucuronil en un grupo hidroxilo, amino o sulfhidrilo del txico.

UDP glucuronil transferasa y el donador del grupo polar es el cido UDP glucurnico.

Retculo endoplsmico.

Compuestos glucuronidados son muy solubles en agua y aparecen en la orina y en la bilis.

Morfina, diazepam, acetaminofen, sulfatiazol.

Va de la pentosafosfato

Va de la pentosafosfatoVa citoslica presente en todas las clulas Es la va primaria para la formacin de pentosas fosfato en la sntesis de los nucletidos para la incorporacin en el ADN y ARNEs una rama de la gluclisis que parte de Glucosa-6-fosfato

2- VIA DE LAS PENTOSASEl balance general de esta via es: G- 6P + 6 NADP+ 3 CO2 + PGALD + 6 NADPH + 6 H+

Caractersticas principales:Produce Pentosas-P (precursores de cidos nucleicos)Produce Eritrosa-P (precursores de AA aromticos)Produce NADPH (intermediario de reacciones biosinteticas)

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NADPHSe utiliza en las reacciones redox, requeridas para la biosntesis de colesterol, sales biliares, hormonas esteroideas y triglicridos.En hgado se utiliza para las reacciones de hidroxilacin implicadas en la desintoxicacin y excrecin de frmacos.Reduccin de glutatin, cofactor esencial en la proteccin antioxidante.

Divide

El ciclo transcurre en tres etapas:

Etapa 1: Oxidacin- descarboxilacin (generacin de NADPH) Etapa 2: Isomerizacin (ribulosa xilulosa ribosa Etapa 3: Reordenamientos:Transferencia de un grupo de 2 C de una cetona a una aldosa, catalizado por una transcetolasa (TK) con formacin de C3 y C7.Transferencia de un resto de 3C de una cetona a un aldehdo catalizado por una transaldolasa (TA) con formacin de C4 y C6.

Fase oxidativa

Fase redox (Sntesis de NADPH)

OxidacinHidroliza

Fase de interconversion o no oxidativa

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Proteccin a los eritrocitos contra la hemlisisLa va de la pentosa fosfato proporciona NADPH para la reduccin de glutatin oxidado.Enzima que cataliza es la glutatin reductasaEl glutatin reducido elimina H2O2 en una reaccin catalizada por la glutation peroxidasa.La acumulacin de H2O2 puede acortar el lapso de vida del eritrocito al causar dao oxidativo de la membrana celular, conducir a hemlisis

Va del poliol

PoliolEs un carbohidrato que contiene ms grupos hidroxilo que el azcar al cual est asociadoSi un grupo hidroxilo remplaza al grupocetonade unacetosao al grupo aldehdo de unaaldosase obtiene un alcohol de azcar. As de lamanosase obtienemanitol, de laglucosase obtieneglucitol(conocido comosorbitol), de lagalactosase obtiene galactitol(conocido comodulcitol), etc

Va del poliolLa va del poliol o sorbitol es una cascada de reacciones qumicas en la cual se obtiene fructosa a partir de la glucosa, pasando por el sorbitol con la ayuda de la enzima aldosa reductasaEl incremento de esta va trae cambios severos que incluye la disminucin en los niveles de NADPH, Glutation y miositol

GlucolisisGlucognesisGlucogenlisisGluconeognesisVa del cido uronicoVa de las pentosas Principal funcinGenerar piruvato, generar energa inmediataSntesis de glucgeno, molecula de almacen de energaDegradacin de glucgeno, para generar glucosa=energaProporcionar glucosa en periodo de ayuno a travs de precursores como piruvato, lactato, aa., glicerolCataliza la conversin de glucosa en cido glucuronico, pentosasFormacin de pentosas fosfatos para sntesis de ADNTipo de va (Anabolica, Catabolica)CatabolicaAnabolicaCatabolicaAnabolicaCatabolicaCatabolicaSitio de localizacin tisularTodas las clulas especialmente hgado y msculoHgado msculoHgado mculoHgado RinHgadoHigado, glndulas mamarias, tejido adiposo, corteza suprarrenal,tiroides, eritrocitos, testculos, msculo estriadoSitio de localizacin celularCitosolcitosolcitosolMatriz mitocondirial, CitosolReticulo endoplasmicocitosolPrecursorGlucosaGlucosa, glucosa-6-fofatoGlucogenopiruvato, lactato, aa., glicerolD glucosa-6-fosfatoGlucosa-6-fosfatoProductoPiruvatoglucogenoGlucosa-6-fosfatoGlucosacido glucuronico, pentosasNADPH+ H. Pentosas, CO2Total ATP/NADPH generacin/consumo2 ATP2 NADHPpi. UTP (uridil trifosfato)consume 2 ATPGasta 2 ATP, 1 GTPNo ATP2 NADH2H6 NADPH6 HPuntos de regulacinTres reguladores:Hexocinasa,Fosfofructocinasa-1(PFK-1),Piruvatocinasa (PK)Glucogeno sintasaGlucogeno fosforilasaPiruvato carboxilasa, Fosfoenolpiruvato cinasa, glucosa 6 fosfatasa, Glucolisis dismiyune la velocidad de esta.UDP-Glucosa-deshidrogenasaGlucosa-6-fosfato deshidrogenasa, Activadores/ InductorInsulinaInsulinaGlucagn , adrenalina, apinefrinaGlucagn, epinefrina, AMPGlucosaMg, Vitamina B2, Insulina=Glucosa6 fosfatoInhibidores/ Represor altasconcentraciones deATP, transportador de glucosa GLUT-2, Glc-6-PGlucagn, adrenalinaInsulinaADP, InsulinaBarbital, Clorubutanol, aminopirina y antipirina aumentan la excrecin de L-xilulosapH, NADPH. Defectos genticos en el gen que codifica para glucosa-6-fosfato deshidrogenasaGenera estrs en el eritrocitos, provoca Anemia hemoltica cuando esta expuesto a frmacos como antipaldicos, sulfonamidas.

Regulacin hormonal del metabolismo de los carbohidratosM.C. Julieta Martnez Garca

Principales hormonas reguladorasInsulinaGlucagnCatecolamina

PncreasEsta compuesto de:

Una porcin acinar: Secreta jugos digestivos hacia el duodeno Islotes de Langerhans que secretan a la sangre:Insulina (Clulas )Glucagn (Clulas )SomatostatinaPolipptido pancretico

Regulacin de la glucosa en SangreComo se regula?

InsulinaActa para disminuir la glucosa en sangre, Se libera cuando hay concentraciones altas de glucosa en sangre

Glucgon Acta para aumentar la glucosa en sangre, Se libera cuando hay concentraciones bajas de glucosa en sangre

InsulinaConstituida por 2 cadenas polipeptdicas unidas por 2 puentes de disulfuro.Se sintetiza en el retculo endoplsmico rugoso de las clulas pancreticas y se almacena en el interior de las vesculas secretoras en el aparato de Golgi.Precursor de la insulina es el preproinsulina.

Cuando la glucosa entra en la clula pancretica, el aumento del ritmo del metabolismo desencadena la secrecin de insulina.Paralelo a esto la glucosa inhibe la secrecin de glucagn.

InsulinaEn el hgado y en msculo promueve la sntesis de glucgeno.

En adipocitos, promueve la sntesis de grasa.

Despus de ingerir un alimento la glucosa en sangre se eleva y se libera la insulina para que las clulas puedan captarla

Accin de la insulina en hgadoIncrementa la actividad y estimula la sntesis de la glucocinasa, favoreciendo la utilizacin de la glucosa.

Aumenta la va de las pentosas que aporta NADPH al estimular a la Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa.

Aumenta la gluclisis por estimulacin de la glucocinasa, fosfofructocinasa I y de la piruvatocinasa.

Favorece la sntesis de glucgeno, estimulando la actividad de la glucgeno sintetasa (GS).Reduce la gluconeognesis, al disminuir principalmente la sntesis de la fosfo-enol-piruvato-carboxi-cinasa (PEPCK).Estimula la sntesis de protenas.Aumenta la sntesis de lpidos, al estimular la actividad de la ATP citrato liasa, acetil-CoA-carboxilasa, enzima mlica y de la hidroximetil-glutaril-CoA reductasa.

En tejido muscular Estimula la entrada de glucosa (por translocacin de los GLUT 4 hacia la membrana.Aumenta la gluclisis por estimulacin de la fosfofructocinasa I y de la piruvatocinasa.Estimula la sntesis de glucgeno al estimular la actividad de la GS.Favorece la entrada de aminocidos a la clula y su incorporacin a las protenas, estimula la sntesis e inhibe el catabolismo de protenas.

Efectos sobre carbohidratosEl metabolismo muscular basal depende de cidos grasosEste utiliza glucosa en dos casos:1.- Durante el ejercicio debido a un aumento en la permeabilidad a la glucosa2.- Las dos horas post-prandiales debido a hiperinsulinemiaSi el msculo no esta en estado de ejercicio, la glucosa que entra es convertida en glucgeno.Que ser utilizado cuando se requiera energa extrema en condiciones anaerobias.

Efectos sobre carbohidratosLa insulina promueve la captacin heptica de glucosa, su almacenamiento y su uso a travs de:Inactivacin de la fosforilasa heptica, la enzima que convierte el glucgeno en glucosa.Aumento de la retencin de glucosa, aumentando la actividad de la glucocinasa que la atrapa en el hepatocito.Aumento en la actividad de protenas involucradas en la sntesis de glucgeno.El efecto neto es un aumento de glucgeno

La disminucin en la concentracin de glucosa plasmticaDisminuye la secrecin de insulina Disminuye la captacin de glucosa y la formacin de glucgenoAumento de la actividad de la fosforilasa heptica, convirtiendo el glucgeno en glucosaDisminuye la fosforilacin de la glucosaEl efecto neto es regresar la glucosa a la sangre

Cuando el exceso de glucosa excede la capacidad de su almacenamientoEn forma de glucgeno, la insulina promueve:La conversin del exceso en cidos grasos.El transporte de cidos grasos a los adipocitos.Inhibe la gluconeognesis:Disminuyendo la sntesis y actividad de enzimas involucradas en este proceso.Disminuyendo la disponibilidad de aa de tejidos extrahepticos.

Control de secrecin de insulina

A la concentracin en ayunas de glucosa de 60-100 mg/dL la secrecin de insulina es de 25ng/min/Kg, lo cual tiene una mnima actividad fisiolgica.

Principales transportadores de glucosa

Glucagn

Secretado por las clulas alfa cuando disminuye la concentracin de glucosa

Estimula la conversin de glucgeno a glucosa.

Estimula la sntesis de glucosa a partir de molculas que no son carbohidratos (gluconeognesis)

Regulacin de la secrecin

La concentracin de glucosa es el factor regulador principalLos aminocidos tambin estimulan la secrecin (similar a la insulina)El ejercicio estimula la secrecin

Catecolaminas

EstructuraSon compuestos que tienen en su estructura el grupo catecol

80%20%SNCSintetizada y almacenada en mdula adrenalSintetizada y almacenada en mdula adrenal, nervios simpticos perifricosEn mdula adrenal, nervios simpticos perifricos

Se obtiene a travs de la dieta HIDROXILACINDESCARBOXILACINREGULACINTransportada a vesculas granularesMetilacinAdrenalinaAlmacenada en las vesculas granulares

Efectos sobre Metabolismo La adrenalina posee algunas acciones metablicas muy importantes que tienen como consecuencia el aumento de la glucemia, cidos grasos libres y del metabolismo basal.El aumento de la glucemia lleva a un aumento en la produccin de glucosa y a una disminucin de su utilizacin perifrica.El principal componente del aumento inicial es debido a glucogenlisis, siendo la elevacin sostenida debida a gluconeognesis.

La estimulacin simptica produce a travs de la reduccin en la utilizacin perifrica de glucosa, debida a una inhibicin de la captacin de glucosa por el msculo esqueltico.

En respuesta a:Estresores fsicos: Fro, hipoglucemia, hemorragia, hipoxia, necrosis, quemaduras, dolor agudo.