metabolismo de los carbohidratos

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METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

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Page 1: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

Page 2: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

RESPIRACION CELULAR Es el conjunto de reacciones

bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados

completamente, por oxidación, hasta su conversión en

substancias inorgánicas, proceso que rinde energía aprovechable

por la célula.

Page 3: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

RESPIRACION CELULAR

En los animales estos combustibles pueden provenir del alimento, de los que se extraen durante

la digestión, o de las reservas.

Page 4: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

RESPIRACION CELULAR La respiración celular,

como componente del metabolismo, es un

proceso catabólico, en el cual la energía contenida en los substratos usados

como combustible es liberada de manera

controlada

Page 5: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

RESPIRACION CELULARSegún la substancia que intervenga como aceptor de los electrones cedidos,

podemos distinguir dos clases de respiración

celular: Respiración aeróbica

Respiración anaeróbica

Page 6: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

RESPIRACION CELULAR

Respiración aeróbica:

Hace uso del O2 como aceptor último

de los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas

oxidadas.

Page 7: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

RESPIRACION CELULAR

Respiración anaeróbica: No interviene el oxígeno, sino que se emplean otros

aceptores finales de electrones, muy variados, generalmente minerales y, a menudo, subproductos del metabolismo de otros

organismos.

Page 8: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

Respiración aeróbica

La respiración aeróbica es un tipo de metabolismo

energético en el que los seres vivos extraen energía

de moléculas orgánicas, como la glucosa, por un

proceso complejo en el que el carbono es oxidado y en el

que el oxígeno procedente del aire es el oxidante

empleado

Page 9: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

Respiración aeróbica

El oxígeno atraviesa primero la membrana plasmática y luego las

membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la

mitocondria donde se une a electrones y protones formando agua. En esa oxidación final, que

es compleja, y en procesos anteriores se obtiene la energía

necesaria para la fosforilación del ATP.

Page 10: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

Etapas de la respiración aeróbica

1. Glucólisis2. Descarboxilación oxidativa del ácido

pirúvico3. Ciclo de Krebs

4.Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa

Page 11: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

glucolisisDurante la glucólisis, una

molécula de glucosa es oxidada y dividida en dos

moléculas de ácido pirúvico (piruvato).

En esta ruta metabólica se obtienen dos moléculas

netas de ATP y se reducen dos moléculas de NAD+.

Page 12: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

glucolisis

El número de carbonos se mantiene constante (6 en la molécula inicial de glucosa, 3 en cada

una de las moléculas de ácido pirúvico). Todo el proceso se realiza en el

citosol de la célula.

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Page 14: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
Page 15: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
Page 16: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

descarboxilacion oxidativa

El ácido pirúvico penetra en la matriz mitocondrial donde es procesado por el complejo enzimático

piruvato deshidrogenasa, el cual realiza la descarboxilación

oxidativa del piruvato;

Page 17: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

 La reacción es esencialmente IRREVERSIBLE en la célula.

El complejo multienzimático Piruvato deshidrogenasa está formado por múltiples copias de tres enzimas

Piruvato deshidrogenasa(E1)

Dihidrolipoil transacetilasa (E2) Dihidrolipoil deshidrogenasa (E3)

En la catálisis intervienen 5 coenzimas: TPP, ácido lipoico, CoA-

SH, NAD+ y FAD.

Page 18: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

descarboxilacion oxidativa

Descarboxilación porque se arranca uno de los tres

carbonos del ácido pirúvico (que se desprende en forma de CO2) y oxidativa porque, al mismo

tiempo se le arrancan dos átomos de hidrógeno (oxidación por deshidrogenación), que son

captados por el NAD+, que se reduce a NADH.

Page 19: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

descarboxilacion oxidativa

Por tanto; el piruvato se transforma en un radical acetilo (-CO-CH3 ) que es captado

por el coenzima A , que es el encargado de

transportarlo al ciclo de Krebs.

Page 20: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

Grupo acetilo

Coenzima A

Piruvato

Page 21: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

Estructura de coenzima A transportando un grupo

acetilo (a la izquierda de la figura, unido al S).

Acetil-CoA

Page 22: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

descarboxilacion oxidativa

Este proceso se repite dos veces, una para cada

molécula de piruvato en que se escindió la glucosa,

produciendo:

∆Go' = - 8.0 kcal/mol (-33.3 kJ/mol)

Page 23: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

CICLO DE KREBS

El ciclo de Krebs es una ruta metabólica cíclica que se lleva a

cabo en la matriz mitocondrial y en la

cual se realiza la oxidación de los dos

acetilos transportados por el acetil coenzima

A.

Page 24: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

CICLO DE KREBS

Estos dos acetilos provenientes del

piruvato, se oxidan hasta producir dos moléculas de CO2,

liberando energía en forma utilizable, es

decir poder reductor (NADH, FADH2) y GTP.

Page 25: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

CICLO DE KREBSSe encarga de transformar los carbonos de la acetil-CoA en CO2 y H2O

       Reacción sumaria:Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi  ------------>  3 NADH + FADH2 + CoA-SH + GTP + 3 CO2

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Page 27: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

Son las últimas etapas de la respiración aeróbica y tienen

dos finalidades básicas:Reoxidar las coenzimas que se han reducido en las etapas anteriores (NADH y FADH2)

Producir energía utilizable en forma de ATP.

Page 28: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

Se producen en una serie de complejos

enzimáticos situados (en eucariotas) en la membrana interna de la mitocondria.

Page 29: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

Cuatro complejos realizan la oxidación de

los mencionados coenzimas

transportando los electrones y

aprovechando su energía para bombear

protones desde la matriz mitocondrial

hasta el espacio intermembrana.

Page 30: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVAEstos protones solo pueden regresar a la matriz a través

de la ATP sintasa, enzima que aprovecha el gradiente electroquímico creado para

fosforilar el ADP a ATP, proceso conocido como fosforilación oxidativa

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Page 33: METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

Los electrones y los protones implicados en estos procesos

son cedidos definitivamente al O2 que se reduce a agua. El oxígeno atmosférico obtenido por ventilación

pulmonar tiene como única finalidad actuar como aceptor final de electrones y protones

en la respiración aerobia.