2016 clase10 Metabolismo de HC

GLÚCIDOS DE LA DIETA
• Los glúcidos aportados en la dieta son
• POLISACÁRIDOS
Almidón
• DISACÁRIDOS
Sacarosa, Lactosa, Maltosa
• MONOSACÁRIDOS Fructuosa, Glucosa
DIGESTIÓN DE LOS
GLÚCIDOS
La digestión de los Glúcidos que se incorporan
con los alimentos consiste en :
La transformación de las grandes moléculas que
los componen en moléculas sencillas que son
posteriormente absorbidas por el intestino
delgado. Este proceso es realizado por enzimas
específicas
• BOCA
AMILASA SALIVAL (PTIALINA)
pH: 6.9
Maltosa,
Almidón
Maltotriosa, Dextrinas
límite
Esta enzima hidroliza los enlaces alfa 1-4
glicosídicos. Acción limitada por el escaso
tiempo que permanece el alimento en la boca.
INTESTINO DELGADO
• Digestión Luminal:
• AMILASA PANCREÁTICA
pH :8
Almidón
Maltosa, Maltotriosa,
Dextrinas límite
Esta enzima hidroliza los enlaces alfa 1-4
glicosídicos y tiene una poderosa acción
hidrolítica.
• ALFA 1-6 GLICOSIDASA
INTESTINO DELGADO
Digestión de Superficie :
•DISACARIDASAS
Maltosa
MALTASA
Sacarosa SACARASA
Lactosa
LACTASA
Glucosa
Glu + Fruct
Glu + Galac
ABSORCIÓN DE LOS GLÚCIDOS :
Monosacáridos
• GLUCOSA Y GALACTOSA
Difusión Facilitada con receptores
Cotransporte con el sodio
• FRUCTOSA
Difusión Facilitada
COTRANSPORTE CON EL SODIO
DIFUSIÓN FACILITADA con receptores
• GLUT -1 : En la membrana de la mayoría de las células.
• GLUT -2 : En la membrana de células hepáticas y
células beta del páncreas y membrana basolateral de
las células epiteliales. Solo están activos cuando la
glucemia es alta, es decir, en período post- prandial.
Poseen menor afinidad por la glucosa que los GLUT-1
• GLUT -3 : En membrana de neuronas, placenta y
testículos. Son de alta afinidad y bajo Km
• GLUT -4 : En membrana de células musculares y
adipocitos. Son insulino dependientes: en presencia de
insulina aumentan en número y captan más glucosa
•
GLUT -5 : En intestino delgado. Transportan fructosa
VÍA METABÓLICA
• Ruta que sigue los macronutrientes
• Sucesión de reacciones químicas
• De un sustrato inicial conduce a uno o varios
productos finales
• Pasa por varios metabolitos intermediarios
• Reacciones catalizadas por enzimas
• Ocurren en el interior de las células
• Rutas metabólicas interconectadas
• Regulación
• Balance energético
• VÍA O RUTA CATABÓLICA: son rutas
oxidativas (de degradación), que liberan energía
(exergónicas) y poseen poder reductor (se
reducen coenzimas). A lo largo de la misma
puede ocurrir la síntesis de ATP.
• VÍA O RUTA ANABÓLICAS: son rutas
reductivas (de síntesis), que consumen energía
(endergónicas) y poseen poder oxidativo (se
oxidan coenzimas durante las mismas).
• VÍA O RUTA ANFIBÓLICA: son mixtas
GLUCÓLISIS: Ruta de Embdem-Meyerhoff
Es la degradación o el proceso de
oxidación de la GLUCOSA, con fines
energéticos
--Se lleva a cabo en todos los tejidos
-- Dentro de la célula, en la fracción soluble del
citoplasma ( citosol)
-- Es la forma rápida que tiene la célula de
conseguir energía
-- Esta compuesta por 10 reacciones sucesivas y
termina con la obtención de 2 moléculas de
PIRUVATOS.
Etapa 1: Fosforilación de la glucosa en una reacción endergónica que consume una
molécula de ATP
Etapa 2: Isomerización de la glucosa 6-fosfato, que consiste en una reorganización de
la molécula para formar el anillo pentagonal de la fructosa
Etapa 3: Fosforilación de la fructosa 6-fosfato con gasto de una molécula de ATP
Etapa 4: Escisión de la fructosa 1,6-bifosfato en dos triosas que coexisten en equilibrio.
Se puede considerar que si se obtienen dos moléculas de gliceraldehido 3-fosfato. A
partir de esta etapa el número de moléculas que intervienen se duplica
Etapa 5: Interconversión de triosas-fosfato. La DHAP debe ser transformada en G3P,
gracias a la acción de la triosa-fosfaqto isomerasa.
A partir de aquí los productos obtenidos hay que multiplicarlos por dos.
Se obtienen 2 Gliceraldehídos, cada uno de los cuales entrará en la fase
dos. Por cada uno de ellos, se obtendrán los productos de la fase 2
Etapa 6: Oxidación y fosforilación del gliceraldehido 3-fosfato. Se emplea un fosfato
inorgánico (Pi) y se reducen 2 moléculas de NAD+
Etapa 7: Desfosforilación del ácido 1,3 bifosfoglicérico, formándose una molécula de
ATP por cada molécula de acido 1,3 bifosfoglicérico.
Etapa 8: Isomerización del ácido 3-fosfoglicérico, en el que el grupo fosfato cambia su
posición del C3 al C2.
Etapa 9: Formación de un doble enlace como consecuencia de la pérdida de
un átomo de hidrógeno y un grupo –OH en el ácido 2-fosfoglicérico.
Etapa 10: Desfosforilación del ácido fosfoenolpirúvico, obteniéndose ácido
pirúvico y ATP (una molécula por cada molécula de ácido fosfoenolpirúvico)
RESUMEN PRIMERA FASE
Glucosa
1
Fosforilación
Hexoquinasa
Glucosa-6-fosfato (G6P)
2
Isomerización
Fosfoglucoisomerasa
Fructosa-6-fosfato (F6P)
3
4
Ruptura
Aldolasa
Fosfofructoquinasa
Fructosa-1,6-bifosfato (FBP)
5
Gliceraldehído-3-fosfato
(G3P)
Fosforilación
Isomerización
Triosa fosfato isomerasa
Dihidroxiacetona fosfato
(DHAP)
Gliceraldehído-3-fosfato
(G3P)
Gliceraldehído-3-fosfato (G3P)
6
Oxidación y fosforilación
Gliceraldehído-3-fosfato
desidrogenasa
1,3-bifosfoglicerato (BPG)
Fosforilación a nivel
7
sustrato
Fosfoglicerato quinasa
3-fosfoglicerato (3PG)
8
2-fosfoglicerato (2PG)
9
Isomerización
Fosforiglicerato
mutasa
Deshidratación
Enolasa
Fosfoenolpiruvato (PEP)
10
Fosforilación a nivel
sustrato
Piruvato quinasa
Piruvato
BALANCE ENERGÉTICO DE LA
GLUCÓLISIS:
La oxidación de una molécula de glucosa produce:
Dos moléculas de piruvato
Dos moléculas de NADH + H+
Cuatro moléculas de ATP; pero como se utilizaron dos
moléculas de ATP en la primera etapa, en total se obtienen 2
ATP. Ruta catabólica
1 glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi
2 piruvato+ 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2H2O
El piruvato es aún una molécula con abundante energía,
que puede producir una cantidad sustancial de ATP.
• BAJO CONDICIONES AERÓBICAS, RESPIRACIÓN
CELULAR, el piruvato forma una molécula transicional
intermedia mediante decarboxilación oxidativa:
Acetil-CoA.
Esta molécula se oxida completamente por medio del ciclo
del ácido cítrico o CICLO DE KREBS a CO2,
produciendo GTP, FADH2 y NADH + H+.
• BAJO CONDICIONES ANAERÓBICAS, el piruvato debe
convertirse en un producto final reducido, lo que reoxida
al NADH+H+, disponiendo nuevamente del NAD+
necesario para la glucólisis
Esto se produce de dos maneras,
• A) En el músculo, el piruvato se reduce a lactato para
regenerar NAD+ : FERMENTACIÓN HOMOLÁCTICA.
• B) En las levaduras el piruvato se descarboxila para
producir CO2 y acetaldehido que luego es reducido por
NADH para generar NAD+ y etanol: FERMENTACIÓN
ALCOHÓLICA.
Piruvato
H+
CO2
Acetaldehído
H+ + NADH
NADH + H+
NAD+
NAD+
Lactato
• Fermentación del ácido
láctico:
– Células animales
– Bacterias del ácido
láctico
Etanol
•
Fermentación alcohólica:
–
Levaduras
• En el músculo, durante una actividad intensa cuando la demanda
de ATP es alta y el suministro de oxígeno es escaso.
• El ATP se sintetiza en gran parte por medio de la glucólisis
anaeróbica que produce ATP rápidamente.
• La enzima lactato deshidrogenasa (LDH) cataliza la oxidación de
NADH por piruvato para producir NAD+ y lactato.
• Reacción 11 de la glucólisis.
REGULACIÓN
La Glucólisis se puede regular de distintas formas,
y esto sucede según las situaciones en que se
encuentre el organismo. A tener en cuenta :
Energía celular
Concentración intracelular de glucosa
Regulación hormonal
Regulación alostérica
ENERGÍA CELULAR
ATP/ADP
NADH + H+ / NAD+
ACETILCoA/CoA
GLUCOLISIS
CONCENTRACIÓN INTRACELULAR DE
GLUCOSA
• Una alta concentración de glucosa por una dieta
hiperglucídica
• Una situación de saciedad
• En el ejercicio , un aumento de la glucógenolisis
muscular
FAVORECE
LA
GLUCÓLISIS
REGULACIÓN HORMONAL
Aumenta glucólisis
+
FOSFOFRUCTOQUINASA 2a
FRUCTOSA 6 P
ATP ADP
Glucágon/insulina
FRUCTOSA 2-6 di P
REGULACIÓN ALOSTÉRICA
Esta regulación se lleva a cabo sobre tres enzimas que
intervienen en los pasos mas importantes de la
glucólisis, dando lugar a procesos irreversibles
1. HEXOQUINASA
Su modulador negativo es la GLUCOSA 6 P
No se ve afectada su acción por el estado energético.
2.FOSFOFRUCTOQUINASA I
Moduladores negativos: ATP, Citrato
Moduladores positi :Fructuosa 2,6 diP, AMP, ADP
3.PIRUVATO QUINASA
Su modulador negativo es: ATP, Citrato
Su modulador positivo es: Fructuosa 1-6 di P
Parte de la fructosa 6 P, no sigue el camino de la
glucólisis y es transformada a fructosa 2-6 diP,
por la acción de la Fosfofructoquinasa II.
Esta fructosa 2-6 diP es el principal modulador
alostérico positivo de la
FOSFOFRUCTOQUINASA I
FRUCTOSA 6 P
ATP
FRUCTOSA 2-6 diP
FOSFOFRUCTOQUINASA II
ADP
REGULACION ALOSTERICA:
ALOSTERICA:
FRUCTOSA 2-6 di P
+
Aumenta
glucólisis
FOSFOFRUCTOQUINASA I
FRUCTOSA 6 P
FRUCTOSA 1-6 di P
FRUCTOSA 1-6 di Pasa
-FRUCTOSA 2-6 di P
Disminuye
gluconeogénesis
FRUCTOSA 2-6 di P
FOSFOFRUCTOQUINASA I
FRUCTOSA 1-6 di P
PIRUVATO QUINASA
PEP + ADP
PIRUVATO + ATP
Proteínas
AA
Polisacáridos
Glucosa
Lípidos
Glicerol y AG
Piruvato
Decarb. oxidativa del piruvato (MM)
Acetil-CoA
Ciclo de Krebs (MM)
Coenzimas reducidas (NADH+ H+ y FADH2), GTP y CO2
Cadena respiratoria y Fosforilación Oxidativa (MMI)
AGUA y ATP
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
• Es el conjunto de reacciones químicas por las
cuales los glúcidos, ácidos grasos y
aminoácidos se terminan de degradar a CO2 a
través del intermediario común acetil-CoA o
bien, se generan precursores para la síntesis de
moléculas...
• Ocurre en presencia de Oxígeno
CICLO DE KREBS
• ¿Cuál es su localización tisular?:
• Se lleva a cabo en todos los tejidos que posean
mitocondrias;
• ¿Cuál es su localización celular?:
• Matriz mitocondrial, salvo la succinato
deshidrogenasa que se encuentra adherida a la
membrana interna mitocondrial…
CICLO DE KREBS
• Completa la degradación de los
macronutrientes, a través de la
degradación del resto acetilo
• Aporta precursores para las biosíntesis
• Provee coenzimas reducidas para la
formación de ATP
• Genera la mayor parte del CO2 tisular
Hidratos de
PIRUVATO Degradación
Carbono
2 carbonos
4 carbonos
ACETIL COA
Lípidos
Aminoácidos
OXALACETATO
MALATO
CITRATO
6 carbonos
FUMARATO CICLO DE
KREBS ISOCITRATO
SUCCINATO
SUCCINIL COA
6 carbonos
ALFA-CETO
GLUTARATO 5 carbonos
43
CICLO DE KREBS:
REGULACIÓN
• El Krebs puede ser regulado por:
• Relación ATP/ADP;
• Relación NADH + H+ /NAD+;
• Disponibilidad de sustratos…
EL CICLO DE KREBS SE ACTIVA
EN:
• SACIEDAD
• DIETAS HIPERPROTEICAS
• DIETAS HIPERLIPIDICAS
ES POCO ACTIVO EN:
• AYUNO
• EJERCICIO; ESTRES
• DIABETES MELLITUS…
MUCHAS GRACIAS
POR SU ATENCIÓN !!!
Lic. Sburlati, Laura
Farm. Pierantoni , Cristina
Lic. Otero , Edith A.