metabolismo de los carbohidratos
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METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS Y SUSTANCIAS
QUE INTERVIENEN.
BIOQUIMICA II Dr EDUARDO ARMIENTA ALDANA
DULCE CAROLINA ROJAS HERRERA
2-4
U N I V E R S I D A D A U T Ó N O M A D E
S I N A L O A
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍIMICO - BIOLÓGICAS
QUÍMICO FARMACEUTICO BIOLOGO
Se define como
metabolismo de los
carbohidratos a los
procesos bioquímicos de
formación, ruptura y
conversión de los
carbohidratos en los
organismos vivos. Los
carbohidratos son las
principales moléculas
destinadas al aporte de
energía, gracias a su fácil
metabolismo.El carbohidrato más común es la glucosa; un monosacárido
metabolizado por casi todos los organismos conocidos. La oxidación de un gramo
de carbohidratos genera aproximadamente 4 kcal de energía; algo menos de la
mitad que la generada desde lípidos.
El cerebro necesita un continuo aporte de glucosa para su normal
funcionamiento, aunque, en ocasiones, puede adaptarse a niveles más bajos de
los habituales, o incluso utilizar cuerpos cetónicos procedentes del
fraccionamiento de las grasas. Los hematíes, también requieren básicamente de
la glucosa pasa su metabolismo y funciones. Son importantes ejemplos de tejidos
que necesitan una adecuada regulación del mantenimiento de la glucemia, un
proceso ciertamente complejo, y en el que intervienen varias vías metabólicas.
Glucolisis. Se denomina glucolisis a un
conjunto de reacciones enzimáticas en las se
metabolizan glucosa y otros azúcares,
liberando energía en forma de ATP. La
glucolisis aeróbica, que es la realizada en
presencia de oxígeno, produce ácido pirúvico,
y la glucolisis anaeróbica, en ausencia de oxígeno, ácido láctico.
La glucolisis es la principal vía para la utilización de los monosacáridos
glucosa, fructosa y galactosa, importantes fuentes energéticas de las dietas que
contienen carbohidratos. Durante la fase postabsortiva la glucosa procede,
además, de otras fuentes. Tras el proceso de absorción intestinal, los azúcares
glucosa, fructosa y galactosa son transportados, por la vena porta, al hígado, en
donde la fructosa y la galactosa se convierten rápidamente en glucosa. La fructosa
puede entrar, directamente en la vía de la glucolisis.
La glucolisis se realiza en el citosol de todas las células. Aunque son
muchas las reacciones catalizadas por diferentes enzimas, la glucolisis está
regulada, principalmente, por tres enzimas: hexocinasa, fosfofructocinasa y
piruvatocinasa, las cuales intervienen en el paso de las hexosas a piruvato. En
condiciones aeróbicas, el piruvato es transportado al interior de las mitocondrias,
mediante un transportador, en donde es decarboxilado a acetil CoA, que entra en
el ciclo del ácido cítrico. En condiciones anaeróbicas, el piruvato se convierte a
lactato, que es transportado al hígado, en donde interviene en el proceso de
gluconeogénesis, y pasa de nuevo a la circulación para intervenir en la oxidación
de los tejidos y en el ciclo del ácido láctico, o de Cori.
Los oligosacáridos y polisacáridos, no digeridos y no absorbidos en el
intestino delgado, llegan al grueso en donde son hidrolizados a monosacáridos por
enzimas membranosas secretadas por bacterias, los monosacáridos se convierten
a piruvato, que es inmediatamente metabolizado a ácidos grasos de cadena corta,
como acetato, propionato, butirato, y a gases, como dióxido de carbono, metano e
hidrógeno.
Gluconeogénesis es el proceso de formación de carbohidratos a partir de ácidos
grasos y proteínas, en lugar de hacerlo de carbohidratos. Intervienen, además
del piruvato, otros sustratos como aminoácidos y glicerol. Se realiza en el
citosol de las células hepáticas y en él intervienen las enzimas glucosa-6-
fosfatasa, fructosa 1,6-bifosfatasa y fosfoenolpiruvato carboxicinasa, en
lugar de hexocinasa, fosfofructocinasa y piruvato cinasa, respectivamente, que
son estas últimas las enzimas que intervienen en la glucolisis.
El aminoácido alanina, transportado del músculo al hígado, puede convertirse en
glucosa.
En el tejido adiposo, los acilgliceroles, mediante hidrólisis, pasan continuamente a
glicerol libre, que llega al hígado en donde, inicialmente, se convierte en fructosa
1,6 bifosfato y posteriormente en glucosa.
Glucogenolisis es el proceso por el que los depósitos de glucógeno se convierten
en glucosa. Si el aporte de glucosa es deficiente, el glucógeno se hidroliza
mediante la acción de las enzimas fosforilasa y desramificante, que producen
glucosa-1-fosfato, que pasa a formar, por medio de fosfoglucomutasa, glucosa-6-
fosfato, la cual por la acción de glucosa-6-fosfatasa, sale de la célula en forma de
glucosa, tras pases previos a glucosa-1-
fosfato y glucosa-6-fosfato
Glucogénesis es el proceso inverso al de
glucogenolisis. La vía del glucógeno tiene
lugar en el citosol celular y en él se
requieren: a) tres enzimas, cuales son
uridina difosfato (UDP)-glucosa
pirofosforilasa, glucógeno sintasa y la
Glucógeno es un polisacárido, formado a partir de
glucosa. En los animales, cuando la glucosa excede
sus concentraciones circulantes y no se utiliza como fuente de energía, se almacena en forma de glucógeno, preferentemente en hígado y músculo.
La principal función del glucógeno, en el hígado, es la de proporcionar glucosa cuando no está
disponible de las fuentes dietéticas. En el músculo
suministra aportes inmediatos de combustible metabólico.
enzima ramificadora, amilol (1,4 -> 1,6) transglicosilasa, b) donante de
glucosa, UDP-glucosa, c) cebador para iniciar la síntesis de glucógeno si no hay
una molécula de glucógeno preexistente, d) energía
Es un proceso muy complejo y todavía no bien conocido. En él hay que considerar
dos niveles: alostérico y hormonal. El control alostérico depende
fundamentalmente de las acciones de las enzimas fosforilasa y glucógeno sintasa.
A nivel hormonal, la adrenalina en el músculo y en hígado, y el glucagón, solo en
el hígado, estimulan el fraccionamiento del glucógeno. Aunque la acción de la
insulina no es bien conocida, al tratarse de una hormona anabólica se asume que
estimula la síntesis e inhibe la rotura del glucógeno.
Regulación hormonal del metabolismo de los carbohidratos.
Son numerosas las glándulas endocrinas que afectan el funcionamiento de las
vías metabólicas de estos compuestos, y en algunos casos, la influencia que
tienen es decisiva. Este hecho aunado a la frecuencia con que se presentan
algunas alteraciones en la producción hormonal en los individuos, sobre todo los
humanos, hace imprescindible la revisión del papel regulador de las hormonas
sobre el metabolismo de los carbohidratos.
Fuente: Elaborado por autora
Sustancias que participan en el metabolismo de los carbohidratos
Ácido hidroxicítrico está presente en un 30% en la corteza seca del fruto de la garcinia cambogia,
siendo la planta que más ácido hidroxicítrico posee. Este ácido tiene mucha similitud con los
ácidos presentes en otras frutas cítricas, pero el ácido hidroxicítrico tiene su principal mecanismo
de acción en limitar la transformación de carbohidratos en grasas por la inhibición de la enzima
HORMONA ACCIÓN EN EL METABOLISMO
Insulina Es la de mayor influencia sobre el metabolismo de los carbohidratos. Permite la entrada de la glucosa a las células; sobre todo a algunas de ellas, la ausencia o deficiencia de la hormona se traduce en un efecto en su utilización, sobre todo por parte de las células musculares y el tejido adiposo. La deficiencia relativa de la hormona (diabetes) produce entonces una serie de alteraciones metabólicas, que representan el esfuerzo del organismo por suplir a los carbohidratos que no se pueden utilizar. La falta de insulina da como resultado la acumulación de glucosa en la sangre( hiperglucemia) y aun su eliminación por el riñón(glucosuria), etc.
Epinefrina y glucagón
Son capaces de estimular indirectamente a la fosforilasa, provocando la glucogenólisis, que da lugar a la hiperglucemia. Esta puede llegar a ser de tal magnitud, que incluso produzca glucosuria. El glucagón sólo actúa principalmente en el hígado; la epinefrina en el hígado y en el músculo.
Glucocorticoides Producidos por la corteza suprarrenal, estas hormonas aceleran la conversión de proteínas en carbohidratos (gluconeogénesis). Dado que la diferencia entre las moléculas de azúcares y las de proteínas, desde el punto de vista de su composición es en parte del contenido de nitrógeno, la conversión de aminoácidos en azúcares implica la eliminación de esta porción por sus moléculas, la cual hace principalmente en forma de urea o también de amonio. La presencia de cantidades excesivas produce un aumento en la eliminación de los productos del catabolismo nitrogenado, y u disminución también esta correlacionada con este. El efecto es importante, dado el frecuente empleo de este medicamente de este tipo de compuestos.
Somatotropina A nivel celular se ha comprobado, que la Somatotropina tiene un efecto contrario a la insulina, pues impide la entrada de la glucosa a las células, y por esta razón se comporta como un antagonista de la insulina. De hecho , existen situaciones patológicas en las que se produce un aumento de la producción de esta hormona, y en ellas, además de los problemas derivados de los efectos propios de la hormona, se presenta hiperglucemia, todos los casos de acromegalia se acompañan en mayor o menos grado de hiperglucemia.
Tiroxina La hormona tiroidea produce una aceleración en el proceso de absorción intestinal del azúcar, lo que da como resultado el aumento de la glucemia que ocurre durante la absorción intestinal de la glucosa, sea de mayor magnitud por una parte, pero de menos duración por la otra. Al mismo tiempo, por la capacidad que tiene para acelerar los procesos catabólicos, debido a su comportamiento como un desacoplante de la fosforilacion oxidativa, la tiroxina, cuanto existe un exceso, da lugar a que los niveles de glucosa sanguínea en ayunas sean más bajos que los normales.
ATP-citrato liasa que convierte el citrato en ácidos grasos y colesterol, primer paso para la síntesis
de grasas.
El bloqueo o inhibición de la ATP-citrato liasa por el ácido hidroxicítrico tiene como consecuencia
el aumento de la síntesis del glucógeno en el músculo y en el hígado. Al aumentar las reservas de
glucógeno se produce saciedad y menor consumo de comida por lo que podría servir para perder
peso, siendo un producto natural que tiene como ventajas no activar el sistema nervioso central
como otros anorexígenos, no interfiriendo en el sueño, ni en la frecuencia cardíaca ni en la presión
arterial, sin producir nerviosismo.
El ácido hidroxicítrico (conocido en la bibliografía como HCA de su acrónimo en inglés) es un
complemento alimenticio que podría ser útil en deportistas porque obti enen mayor reserva de
energía en forma de glucógeno, con efecto saciante, suprimiendo el apetito, evitando que los
hidratos de carbono se conviertan en grasas y su acumulación indeseable en el cuerpo. En pruebas
con animales de laboratorio se han obtenido resultados que corroboran este potencial para
modular el metabolismo de los lípidos
Carnitina ó 3-hidroxi-4-trimetilaminobutirato
(conocida también como L-carnitina o levocarnitina,
debido a que en estado natural es un
estereoisómero L) es una amina cuaternaria
sintetizada en el hígado, los riñones y el cerebro a
partir de dos aminoácidos esenciales, la lisina y la
metionina. En ocasiones se la ha confundido con el
ácido fólico (vitamina B9). La carnitina es responsable del transporte de ácidos grasos al interior de
las mitocondrias, orgánulos celulares encargados de la producción de energía.
A pesar de que se descubrió en 1905, no fue hasta mediados de los años 50 cuando se demostró
que el principal rol de la carnitina es acelerar el proceso de oxidación de ácidos grasos (y de esta
manera la ulterior producción de energía). La deficiencia de carnitina conduce a una disminución
sustancial de la producción de energía y al aumento de masa del tejido adiposo.
Los estrógenos solos parecen disminuir un poco las concentraciones de glucosa e Insulina en
ayuno (Barrett, Connor y Laakso, 1990), pero esto no parece tener acciones importantes sobre el
metabolismo de carbohidratos.
Vitamina B1 participa activamente en el metabolismo de los hidratos de carbono, asi como en el
del nitrógeno, proteico y lipídico, Vitamina B2 forma parte de las enzimas que catalizan las
respuestas de óxido-reducción, así como de las enzimas que participan en el metabolismo de los
hidratos de carbono, Vitamina B3 es parte integrante de la coenzima A y participa en las
respuestas de acetilación de diversos metabolitos del metabolismo.
Medicamentos como el salbutamol, Fenoterol e isoproterenol pueden producir un aumento en
los valores de glicemia.
Remedios de la gripe con epinefrina puede elevar el nivel de glucosa en la sangre, ya que inhibe la
secreción de insulina, puede ser necesario aumentar de insulina o de hipoglucemiantes.
Los contraceptivos hormonales afectan también el metabolismo de los carbohidratos,
fundamentalmente mediante los progestágenos y ocurre un aumento de la resistencia a la
insulina, elevación de la insulina plasmática, disminución de la tolerancia a la glucosa y elevación
de la glucosa plasmática.Por todo lo anteriormente expuesto, se ha planteado que es difícil
encontrar el contraceptivo idóneo para la mujer diabética.
En conclusión en el metabolismo de los carbohidratos se observa que existe una amplia variedad
de hormonas, enzimas y sustancias que ayudan en la metabolización de las macromoléculas para
su posterior conversión en glucosa el monosacárido más importante en nuestros organismos o
diferentes vías metabólicas para realizar las funciones fisiológicas de nuestro día a día.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
http://www.alimentacionynutricion.org/es/index.php?mod=content_detail&id=77
PEÑA et al. 2004 .BIOQUIMICA. EDITORIAL LIMUSA MEXICO . 2DA EDICION. ISBN. 968-18-2660-4
Shara M, Ohia SE, Yasmin T, et al. (2003). «Dose- and time-dependent effects of a novel (-)-
hydroxycitric acid extract on body weight, hepatic and testicular lipid peroxidation, DNA
fragmentation and histopathological data over a period of 90 days». Mol. Cell. Biochem. 254 (1-2):
pp. 339–46.
http://web.archive.org/web/20070508224849/http://www.pdrhealth.com/drug_info/nmdrugprof
iles/nutsupdrugs/lca_0060.shtml
Mishchenko S. Victor et al. 2001. FISIOLOGIA DEL DEPORTISTA.Editorial Paidotribo 2da edicion.
Barcelona. ISBN 84-8019218
http://www.bvs.sld.cu/revistas/mgi/vol13_1_97/mgi08197.htm