METABOLISMO INTERMEDIO

DRA. Janete Ramírez ViverosMPSS

Conjunto de reacciones químicas implicadas en la biotransformación de las moléculas de nutrientes para

producir bloques utilizados por las células para construir diversas estructuras.

CONCEPTOS

Metabolismo Intermedio:

El anabolismo es el responsable de: La fabricación de los componentes celulares y tejidos

corporales y por tanto del crecimiento. El almacenamiento de energía mediante enlaces químicos en

moléculas orgánicas (ATP).

También llamado biosíntesis es una de las dos partes del metabolismo, encargada de la síntesis o bioformación de

moléculas orgánicas (biomoléculas) más complejas a partir de otras más sencillas o de los nutrientes, con

requerimiento de energía (reacciones endergónicas).Ejemplo, gluconeogénesis y el ciclo de Calvin.

ANABOLISMO

CATABOLISMO

El catabolismo (gr. kata, "hacia abajo") es la parte del metabolismo que consiste en la transformación de biomoléculas complejas en moléculas sencillas y en el almacenamiento de la energía química desprendida en

forma de enlaces de fosfato y de moléculas de ATP, mediante la destrucción de las moléculas que contienen gran cantidad de energía en

los enlaces covalentes que la forman, en reacciones químicas exotérmicas.

Ejemplo de rutas catabólicas: la glucólisis y la beta-oxidación.

Son rutas mixtas, catabólicas y anabólicas, como el ciclo de Krebs, que genera energía y poder reductor, y

precursores para biosíntesis

Rutas anfibólicas.

VIAS METABOLICAS

Glucólisis

Glucogénesis

Glucogenólisis

Gluconeogénesis

B- Oxidación

Ciclo de krebs

Cetogénesis

RUTA REACTIVO INICIAL

PRODUCTO FINAL

LOCALIZACIÓN CELULAR

TIPO DE CELULA Y FINALIDAD

Glucólisis Glucosa Piruvato Citoplasma Todo tipo de células (Procariotas y eucariotas, animales o vegetales).

Es el procedimiento básico de obtención de energía.

GlucogenólisisGlucógeno Glucosa Citoplasma Células animales (especialmente hepáticas

y musculares).Obtención de glucosa.

Gluconeogénesis

LactatoPiruvatoGlicerina

Algunos aa ...

Glucosa Mitocondria Citoplasma

Células animales.Síntesis de glucosa a partir de precursores

no glucídicos de 3 y 4 carbonos en órganos

que requieren un continuo aporte de glucosa.

Glucogenogénesis

Glucosa Glucógeno Citoplasma Células animales (especialmente hepáticas y de la corteza renal).

Formación de glucógeno cuando hay exceso de glucosa.

RUTA REACTIVO INICIAL

PRODUCTO FINAL

LOCALIZACIÓN CELULAR

TIPO DE CELULA Y FINALIDAD

Ciclo de Krebs Oxalacetato Oxalacetato Matriz Mitocondrial

Metabolismo aerobio.Es la ruta final de degradación de los combustibles metabólicos y sus intermediariossirven de precursores en el anabolismo. Oxida completamente el grupo acetil hastaCO2.

B- Oxidación Ácidos Grasos Acetil CoA Matriz Mitocondrial

Todas las células eucariotas y las procariotas que tengan capacidad de realizar unmetabolismo aerobio.El acetil-CoA es la molécula en la que converge la degradación de muchas biomoléculasantes de incorporarse al ciclo de Krebs.

GLUCÓLISIS

La glucólisis o glicolisis (del griego glycos, azúcar y lysis, ruptura), es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía

para la célula, hasta oxidarse a piruvato o lactato.

HORMONA ESTIMULANTE. InsulinaHORMONA INHIBIDORA. Glucagón, Catecolaminas

Este proceso se lleva a cabo en: Citoplasma, Citosol

1. La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de oxígeno) y fermentación (ausencia de oxígeno).

2. La generación de piruvato que pasará al ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica.

3. La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser utilizados en otros procesos celulares

FUNCIONES

SUSTRATO PRODUCTO ENZIMA

GLUCOSA GLUCOSA 6-P GLUCOSINASA

FRUCTOSA 6-P FRUCTOSA 1,6 BIFOSFATO FOSFOFRUCTOSA TIPO1

FOSFOENOL PIRUVATO (FEP)

PIRUVATO PIRUVATO CINASA

PFK (Fosfofructoquinasa). Es el centro de control más importante.

GLUCOSA

FOSFOENOLPIRUVATO 2-FOSFOGLICERATO 3-FOSFOGLICERATO

1,3 BIFOSFOGLICERATO

GLUCOSA-6-P

2 Mol. PIRUVATO2 Mol. ATP

2 Mol. De NADH (Dinucleótido De Nicotinamida)

DIHIDROXIACETONAFOSFATO

FRUCTOSA 1,6 BIFOSFATO

FRUCTOSA-6-P

GLICERALDEHIDO3-FOSFATO

HEXOCINASAGLUCOCINASA FOSFOGLUCOSA

ISOMERASA FOSFOFRUCTOQUINASAPFK-1

ALDOLASA

TRIOSA FOSFATO

ISOMERASA

GLICERALDEHIDO3-FOSFATO DESHIDROGENASA

FOSFOGLICERATOCINASA

FOSFOGLICERATOMUTASA

PIRUVATOCINASA

ENOLASA

*

*

*

VALORES NORMALES

Hipoglucemia Menor de 60 mg/dl

Glucosa Disponible 60 – 80 mg/dl

Normoglucemia 80 – 110 mg/dl

Hiperglucemia Mayor a 110 mg/dl

Neuroglucopenia Menor de 40 mg/dl

GLUCONEOGÉNESIS

Es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de nueva glucosa a partir de precursores no glucosídicos (lactato,

piruvato, glicerol y algunos aminoácidos).

HORMONA ESTIMULANTE. Glucagón, CatecolaminasHORMONA INHIBIDORA. Insulina

Este proceso se lleva a cabo en: Hígado, Riñón e Intestinos

SUSTRATO PRODUCTO ENZIMA

PIRUVATO MITOCONDRIAL

(Principal punto de entrada de inicio)

PIRUVATO CARBOXILASA OXALACETATO

OXALACETATO FOSFOENOL PIRUVATO CARBOXICINASA

FOSFOENOL PIRUVATO

FRUCTOSA 1, 6 DIFOSFATO

FRUCTOSA 1,6 DIFOSFATASA

FRUCTOSA 6 FOSFATO

GLUCOSA 6 FOSFATO GLUCOSA 6 FOSFATASA GLUCOSA

Piruvato. Se localiza en cortisolOxalacetato. Se localiza en Mitocondria

GLUCOSA

FOSFOENOLPIRUVATO 2-FOSFOGLICERATO 3-FOSFOGLICERATO

1,3 BIFOSFOGLICERATO

GLUCOSA-6-P

PIRUVATODIHIDROXIACETONA

FOSFATO

FRUCTOSA 1,6 BIFOSFATO

FRUCTOSA-6-P

GLICERALDEHIDO3-FOSFATO

FOSFOGLUCOSAISOMERASA

ALDOLASA

TRIOSA FOSFATO

ISOMERASA

GLICERALDEHIDO3-FOSFATO DESHIDROGENASA

FOSFOGLICERATOCINASA

FOSFOGLICERATOMUTASAENOLASA

**

*

LACTATO

OXALACETATO

PIRUVATO*CARBOXILASA

MALATO

OXALACETATO

FOSFOENOLPIRUVATOCARBOXICINASA

FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATASAENZIMA CLAVE

GLUCOSA 6-FOSFATASA

GLUCOGENOGÉNESIS

También conocida como Glucogénesis es la ruta anabolica por la que tiene lugar la síntesis de glucógeno (también llamado

glicógeno) a partir de un precursor más simple, la glucosa-6-fosfato.

Esta vía sirve de Almacén para luego ocuparla.

HORMONA ESTIMULANTE. Insulina, Cortisol, Tiroideas,HORMONA INHIBIDORA. Catecolaminas, Glucagón.

Este proceso se lleva a cabo en: Principalmente en Hígado, y en menor

medida en Musculo.

ENZIMA CLAVE… GLUCOGENO SINTETAZA

GLUCOGENO Es un polimero ramificado Es la forma principal de almacenamiento de glucosa. El glucogeno se sintetiza a partir de glucosa Los principales tejidos de almacen es el higado y musculo.

I. UDP-GLUCOSA ES EL PRECURSOR DE LA SINTESIS DE GLUCOGENO.

I. La glucosa entra a las celulas y es fosforilada a glucosa-6-P por la hexocinasa o glucocinasa (higado)

II. La fosfoglucomutasa convierte la glucosa 6-P a glucosa-1-P

III. Glucosa-1-P reacciona con UTP, formando UDP-glucosa esta reaccion es catalizada por UDP-glucosa pirofosforilasa, liberandose pirofosfato inorganico de esta reaccion.

II. ACION DE LA GLUCOGENO SINTETASAI. La glucogeno sintetasa es la enzima

reguladora de la sintesis de glucogeno.II. Transfiere residuos de glucosa desde el

UDP-glucosas a las partes finales no reducidas del molde de glucogeno (GLUCOGENINA)

MEMBRANA CELULAR

GLUCOSA

GLUCOSA

GLUCOSA-6-P

GLUCOSA-1-P

GLUCOGENO

HEXOCINASAGLUCOCINASA (HIGADO)

FOSFOGLUCOMUTASA

UTP

UDP-GLUCOSA PIROFOSFORILASA

UDP-GLUCOSA

GLUCOGENOS SINTETASA4:6 TRANSFERASARAMIFICANTE

GLUCOLISIS

VIA DE PENTOSAS

OTRAS VIAS

PROTEOGLICANOSGLICOPROTEINASUDP-GLUCORATO

FOSFORILASADESRAMIFICANTETRANSFERENCIA

GLUCOSA 6 FOSFATASA

GLUCOSA

GLUCOGENOLISIS

Degradación del glucógeno para producir glucosa fosforilada.Proceso catabólico levado a cabo en el citosol que consiste en la remoción de un

monómero de glucosa de un glucógeno mediante fosforólisis para producir glucosa 1 fosfato, que después se convertirá en glucosa 6 fosfato, el segundo

paso de la glucólisis. Es antagónica de la glucogénesis.

HORMONA ESTIMULANTE. Catecolaminas, Glucagón. HORMONA INHIBIDORA. Insulina, Cortisol, Tiroideas.

Este proceso se lleva a cabo en: Citosol

ENZIMA CLAVE… FOSFORILAZA A

GLUCOGENO

GLUCOSA -1P

GLUCOSA -6P

HIGADO

MUSCULOPIRUVATO LACTATO

CO2 + AGUA

GLUCOSA

GLUCOSATORRENTE SANGUINEO

FOSFORILASA

FOSFOGLUCOMUTASA

GLUCOSA -6 FOSFATASA

LACTATO DESHIDROGENASA

LACTATO

LACTATO

PIRUVATO

GLUCONEOGENESIS

Ciclo de KrebsCiclo del ácido cítrico Ó

Ciclo de los ácidos tricarboxílicos

Ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos,

ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía en forma utilizable (poder reductor y GTP).

El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es decir,

catabólica y anabólica al mismo tiempo

Este proceso se lleva a cabo en: Matriz Mitocondrial en eucariota

El acetil-CoA (Acetil Coenzima A) es el principal precursor del ciclo

Molécula Enzima Tipo de reacciónReactivos/Coenzimas

Productos/Coenzima

I. Citrato 1. Aconitasa Deshidratación H2O

II. cis-Aconitato 2. Aconitasa Hidratación H2O

III. Isocitrato3. Isocitrato

deshidrogenasaOxidación NAD+ NADH + H+

IV. Oxalosuccinato4. Isocitrato

deshidrogenasaDescarboxilación

V. α-cetoglutarato5. α-cetoglutaratodeshidrogenasa

Descarboxilación oxidativa

NAD+ +CoA-SH

NADH + H+

+ CO2

VI. Succinil-CoA6. Succinil-CoA

sintetasaHidrólisis

GDP+ Pi

GTP +CoA-SH

VII. Succinato7. Succinato

deshidrogenasaOxidación FAD FADH2

VIII. Fumarato 8. Fumarato Hidratasa Adición (H2O) H2O

IX. L-Malato9. Malato

deshidrogenasaOxidación NAD+ NADH + H+

X. Oxaloacetato 10. Citrato sintasa Condensación

1. El paso final es la oxidación del ciclo de Krebs, produciendo un acetil-CoA y un CO2.

2. El acetil-CoA reacciona con una molécula de oxaloacetato (4 carbonos) para formar citrato (6 carbonos), mediante una reacción de condensación.

3. A través de una serie de reacciones, el citrato se convierte de nuevo en oxaloacetato.

4. Durante estas reacciones, se substraen 2 átomos de carbono del citrato (6C) para dar oxalacetato (4C); dichos átomos de carbono se liberan en forma de CO2

5. El ciclo consume netamente 1 acetil-CoA y produce 2 CO2. También consume 3 NAD+ y 1 FAD, produciendo 3 NADH + 3 H+ y 1 FADH2.

6. El rendimiento de un ciclo es (por cada molécula de piruvato): 1 GTP, 4 NADH +4H+, 1 FADH2, 3CO2. (1 NADH + H+ y 1 CO2 proceden de la descarboxilación oxidativa del piruvato a acetil-CoA)

7. Cada NADH, cuando se oxide en la cadena respiratoria, originará 2,5 moléculas de ATP (3 x 2,5 = 7,5), mientras que el FADH2 dará lugar a 1,5 ATP. Por tanto, 7,5 + 1,5 + 1 GTP = 10 ATP por cada acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs.

8. Cada molécula de glucosa produce (vía glucólisis) dos moléculas de piruvato, que a su vez producen dos acetil-CoA, por lo que por cada molécula de glucosa en el ciclo de Krebs se produce: 4CO2, 2 GTP, 6 NADH + 6H + , 2 FADH2; total 32 ATP.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ciclo_de_Krebs-es.svg

B - OXIDACION

Proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual sufren remoción, mediante la oxidación, de un par de átomos de

carbono sucesivamente en cada ciclo del proceso, hasta que el ácido graso se descomponga por completo en forma de

moléculas acetil-CoA, oxidados en la mitocondria para generar energía (ATP).

Es decir, formación de Acetil Co A por medio de Triglicéridos.

HORMONA ESTIMULANTE. Catecolaminas, Glucagón., Cortisol, HORMONA INHIBIDORA. Insulina, Tiroideas.

Este proceso se lleva a cabo en: Matriz Mitocondrial

ENZIMA CLAVE… ACIL CARNITIN TRANSFERASA I I

La β-oxidación de ácidos grasos consta de cuatro reacciones recurrentes:1. Oxidación por FAD2. Hidratación3. Oxidación por NAD+

4. Tiólisis

El resultado de dichas reacciones son unidades de dos carbonos en forma de acetil-CoA, molécula que pueden ingresar en el ciclo de Krebs, y coenzimas reducidos (NADH y FADH2) que pueden ingresar en la cadena respiratoria.

No obstante, antes de que produzca la oxidación, los ácidos grasos deben activarse con coenzima A y atravesar la membrana mitocondrial interna, que es impermeable a ellos

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Betaoxidaci%C3%B3n1.jpg

HIDROXIL ACIL Co A

FA ACIL Co A

FA ENOIL Co A

CETO ACIL Co A

ACETIL Co A CUERPOS CETONICOS

CK

ACIL Co ADESHIDROGENASA

ENOIL Co A HIDROXILASA

HIDROXI ACIL Co A DESHIDROGENASA

CETO TIOLASA

CETOGÉNESIS

Proceso metabólico por el cual se producen los cuerpos cetónicos como resultado del catabolismo de los ácidos

grasos, por aumento de Acetil Co A.Útil para los tejidos que necesitan mayor cantidad de

energía (Cerebro, corazón y músculo)

HORMONA ESTIMULANTE. Glucagón., Cortisol, HORMONA INHIBIDORA. Insulina, Tiroideas.

Este proceso se lleva a cabo en: HígadoSe libera en: Orina

ENZIMA CLAVE… ACIL CARNITIN TRANSFERASA I y I I

TIOESTEROLASA

Los tres cuerpos cetónicos son:

1. Acetoacetato, el cual, si no es oxidado a una forma útil de energía, es la fuente de los otros dos cuerpos cetónicos siguientes.

2. Acetona, el cual no es usado como fuente de energía, es exhalado o excretado como desecho.

3. Betahidroxibutirato, el cual no es, en sentido técnico, una cetona de acuerdo a la nomenclatura IUPAC.

ACETIL Co A + ACETIL Co A

ACETO ACETIL CoA

TIOLASA

ACETIL CoA

HMG Co A

HMG Co A SINTETASA

HMG Co A LIASA

ACETOACETATO ACETIL CO A3- HIDROXIBUTIRATO

ACETONA

HIDROXIBUTIRATO DESHIDROGENASA

ESPONTANEA

FORMACION DE CUERPOS CETÓNICOS

HIGADO MITOCONDRIATORRENTESANGUINEO

TEJIDOS PERIFERICOS

ACETOACETATO

ACETONA 3 HIBROXIBUTIRATO

PULMON

ACETOACETATO

3 HIDROXIBUTIRATO

ACETOACETATO +SUCCINATO

TIOTRANSFERASA

ACETOACETIL Co A

ACETIL Co A

CK

CUERPOS CETONICOS