13

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSAbsorcin:En esencia, todos los carbohidratos de los alimentos se absorben en forma de monosacridos; Slo una pequea fraccin lo hace como disacridos y casi ninguno como molculas de mayor tamao. El ms abundante de los monosacridos absorbidos es laglucosa (80% de lascaloras procedentes de hidratos decarbono). El 20% remanente de los monosacridos absorbidos consiste casi por completo engalactosayfructosa.

Glcidos energticosLos monosacridos y los disacridos, como laglucosa, actan como combustibles biolgicos, aportando energa inmediata a las clulas; es la responsable de mantener la actividad de losmsculos, latemperatura corporal, lapresin arterial, el correcto funcionamiento delintestinoy la actividad de lasneuronas. Los glcidos aparte de tener la funcin de aportar energa inmediata a las clulas, tambin proporcionan energa de reserva a las clulas.

Glcidos estructuralesAlgunos polisacridos forman estructuras esquelticas muy resistentes, como lacelulosade las paredes declulas vegetalesy laquitinade lacutculade losartrpodos.

Otras funcionesLaribosay ladesoxirribosason constituyentes bsicos de losnucletidos,monmerosdelARNy delADN.Losoligosacridosdelglicocliztienen un papel fundamental en elreconocimiento celular.

1. MONOSACRIDOSGlcidos ms simples, formados por una solamolcula. Su lmite es de 7 carbonos. Poseen siempre un grupocarbonilo (C=O) en uno de sus tomos de carbono y gruposhidroxilo(-OH) en el resto.Si el grupo carbonilo es unaldehdo, el monosacrido es unaaldosa; Si el grupo carbonilo es unacetona, el monosacrido es unacetosa. La ribosaes unaaldopentosa(un aldehdo de cinco tomos de carbono)Los monosacridos ms pequeos son los que poseen tres tomos de carbono, y son llamadostriosas; aquellos con cuatro son llamadostetrosas, lo que poseen cinco son llamadospentosas (ribosa), etc.Cuando los monosacridos no son necesitados para las clulas son rpidamente convertidos en otra forma, tales como los polisacridos.Monosacridosdietticos: Glucosa, fructosaygalactosa, que se absorben directamente altorrente sanguneodurante ladigestin.

1.1 GlucosaEs una aldohexosa (un aldehdo de seis tomos de carbono), Principal fuente decombustiblepara elmetabolismo. Se absorbe mediante un mecanismo decotransporte con el sodio. Si no hay transporte de sodio en la membrana intestinal, apenas se absorber glucosa. Una vez que la glucosa ingresa al enterocito, difunde hacia el espacio paracelular a travs de la membrana basolateral, y de all a la sangre. Se absorbe instantneamente produciendo un aumento y disminucin rpida de energa.Es la fuente primaria de sntesis de energa de lasclulas, mediante suoxidacincatablica.Es considerada una sustancia de baja depuracin renal (RM 83-1993).

Glucgenoyalmidn. La unin de dos molculas de D-glucopiranosa mediante enlace -glucosdico da lugar a lamaltosay a laisomaltosa, disacridos que son la base de los polisacridosglucgeno(reserva energtica propia de animales yhongos) yalmidn(reserva tpica de losvegetalesy muchasalgas).

1.2 GalactosaEs una aldohexosa (un aldehdo de seis tomos de carbono), se convierte englucosa en elhgadocomo aporte energtico. Adems, forma parte de losglucolpidosy lasglucoprotenasde lasmembranas celulares, sobre todo de lasneuronas.La galactosa es sintetizada por las glndulas mamarias para producirlactosa, que es un disacrido formado por la unin de glucosa y galactosa, por tanto el mayor aporte de galactosa en la nutricin proviene de la ingesta de lactosa de la leche.Galactosa:Su absorcin es anloga a la de la glucosa.

1.3 FructuosaEs unacetohexosa(una cetona de seis tomos de carbono).Es un ismero de la Glucosa. Es unahexosa(6 tomos decarbono), pero cicla en furano.Es metabolizada y guardada, en parte por el hgado en forma deglucgenocomo reserva para situaciones de esfuerzo.Las causas subyacentes parecen ser el hecho de que la fructosa debe ser metabolizada por el hgado

El proceso de metabolizacin de la fructosa incluye su fosforilacin por medio de la eliminacin de los grupos fosfato deladenosn trifosfato(ATP). ElATPtransformadoenadenosn monofosfato(AMP), posteriormente eninisotol monofosfato(IMP) y finalmente degrado acido rico. Dicho agente es el responsable de lagota, enfermedad que tambin ha sido asociada a dietas ricas en fructosa.

No est sometida al mecanismo de cotransporte con el sodio, ya que este monosacrido se absorbe pordifusin facilitada(RM 05-2004) en toda la longitud del epitelio intestinal. Al penetrar en la clula intestinal, gran parte de la fructosa se fosforila y convierte en glucosa que, por ltimo, se transporta en forma de glucosa hasta la sangre.

2. DISACRIDOSDos molculas de monosacridos se unen mediante un enlacecovalenteconocido como enlaceglucosdico, tras unareaccin de deshidratacin.

2.1 Sacarosa. Es el disacrido ms abundante y principal forma en la cual los glcidos son transportados en las plantas. Est compuesto de una molcula deglucosay una molcula defructosa.El enlace es de tipoO-glucosdico; enlace Alfa1, Beta2 dealfa-D-glucosaybeta-D-fructosa.

Al llegar al estmago sufre una hidrlisis cida y una parte se desdobla en sus componentesglucosayfructosa por la enzima sacarasa o isomaltasa (glucosidasas), las cuales estn ubicadas en lamembrana celularde losmicrovillidel duodeno. Como resultado, las molculas de glucosa y fructosa son absorbidas haca el torrente sanguneo.La sacarosa contiene 3.94kilocaloraspor gramo, o 17kilojuliospor gramo. Cuando se consumen grandes cantidades de alimentos con sacarasa, nutrientes benficos pueden desplazarse de la dieta, lo cual contribuye a problemas de salud.

2.2 Lactosa: Es el azcar de laleche. Es un disacrido compuesto por una molcula degalactosay una molcula de glucosa; est presente de modo natural solo en la leche. enlace Beta 1,4Es necesaria la presencia de laenzimalactasapara la correcta absorcin de la lactosa. Lalactasa, un tipo de-galactosidasa, es unaenzimaproducida en elintestino delgadoy que se sintetiza durante la infancia. Lalactasase produce en el borde de cepillo de lasclulasque recubren las vellosidades intestinales.

2.3 Maltosa: Es un disacrido formado por dos glucosas con enlace -1,4; se obtiene de lahidrlisisdelalmidn.Se puede obtener mediante lahidrlisisdelalmidnyglucgeno.

3. OLIGOSACRIDOSLas molculasconstituidas por la unin de 3 a 10monosacridoscclicos, pueden ser lineales o ramificados que al hidrolizarse se liberan se tienen losdisacaridos(como lalactosa),tetrasacrido(estaquiosa), pentasacridos, etc.

4. POLISACRIDOSCadenas, ramificadas o no, de ms de diez monosacridos, resultan de la condensacin de muchas molculas de monosacridos con la prdida de varias molculas de agua. Su frmula emprica es: (C6H10O5)n. Elalmidnes la manera en que lasplantasalmacenan monosacridos; es una mezcla de dos polmeros de glucosa, laamilosay la amilopectina(ramificada).Losanimalesusan elglucgenoen vez de almidn el cual es estructuralmente similar pero ms densamente ramificado. Las propiedades del glucgeno le permiten sermetabolizadoms rpidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de los animales con locomocin.Lacelulosay laquitinason ejemplos de polisacridos estructurales. La quitina tiene una estructura similar a la celulosa, pero tienenitrgenoen sus ramas incrementando as su fuerza.

Glucgeno:Polisacridode reserva energtica formado por cadenas ramificadas deglucosa; insolubleenagua, en la que formadispersiones coloidales. Almacena en elhgado(10% masa heptica) y en menor cantidad en los msculos (1% masa muscular), pueden encontrarse pequeas cantidades de glucgeno en ciertas clulas glialesdelcerebro.Est formada por varias cadenas que contienen de 12 a 18 unidades de -glucosas formadas por enlacesglucosdicos1,4. Una sola molcula de glucgeno puede contener ms de 120.000 monmeros de glucosa.Gracias a la capacidad de almacenamiento de glucgeno, se reducen al mximo los cambios depresin osmticaque la glucosa libre podra ocasionar tanto en el interior de laclulacomo en el medio extracelular.Cuando el organismo o la clula requieren de un aporte energtico de emergencia, como en los casos de tensin o alerta, el glucgeno se degrada nuevamente aglucosa, que queda disponible para elmetabolismoenergtico.

Metabolismo de los GlcidosEn eltubo digestivo los polisacridos de la dieta (bsicamentealmidn) sonhidrolizadospor lasglucosidasasde los jugos digestivos, rindiendo monosacridos, que son los productosdigestivosfinales; stos son absorbidos por las clulas delepitelio intestinale ingresan en elhgadoa travs de lacirculacin portal, donde, alrededor del 60%, son metabolizados. En el hgado, la glucosa tambin se puede transformar en lpidos que se transportan posteriormente altejido adiposo.Elmsculoes un tejido en el que lafermentacinrepresenta una ruta metablica muy importante ya que las clulas musculares pueden vivir durante largos perodos de tiempo en ambientes con baja concentracin deoxgeno. Cuando estas clulas estn trabajando activamente, su requerimiento deenergaexcede su capacidad de continuar con el metabolismo oxidativode los hidratos de carbono puesto que la velocidad de esta oxidacin est limitada por la velocidad a la que el oxgeno puede ser renovado en la sangre. El msculo, al contrario que otros tejidos, produce grandes cantidades delactatoque se vierte en la sangre y retorna al hgado para ser transformado en glucosa, proceso metablico conocido comociclo de Cori.

Las principalesrutas metablicasde los glcidos son:

Gliclisis. Oxidacin de la glucosa apiruvato. Fermentacin. La glucosa se oxida alactato(fermentacin lctica), oetanolyCO2(fermentacin alcohlica). Gluconeognesis. Sntesis de glucosa a partir de precursores no glucdicos. Glucogenognesis. Sntesis deglucgeno. Ciclo de las pentosas. Sntesis depentosaspara los nucletidos.

En el metabolismo oxidativo encontramos rutas comunes con los lpidos como son elciclo de Krebsy lacadena respiratoria. Los oligo y polisacridos son degradados inicialmente a monosacridos por enzimas llamadas glicsido hidrolasas. Entonces los monosacridos pueden entrar en las rutas catablicas de la glucosa.La principalhormonaque controla el metabolismo de los glcidos es lainsulina.

Catabolismo de los AminocidosEn la degradacin de los aminocidos se debe considerar: Eliminacin del Nitrgeno y oxidacin del esqueleto carbonado.La eliminacin del Nitrgeno se da en dos etapas: Transaminacin (RM 03-1995) y Desaminacin.Transaminacin Es el paso de grupos amino (-NH2) entre aminocidos y cetocidos, con la consiguiente conversin del aminocido en su correspondiente alfa-cetocido.Despus de la formacin deglutamato, ste transfiere su grupo amino directamente a una variedad de alfa-cetocidos por varias reacciones reversibles de transaminacin: donacin libremente reversible de un grupo amino alfa de un aminocido al grupo ceto alfa de un alfa-cetocido, acompaado de la formacin de un nuevo aminocido y un nuevo alfa-cetocido. Pueden sintetizar aminocidos no esenciales (RM 09-1982).

1. Gluclisis o Glicolisis2 piruvato + 4 ATP + 2 GTP + 9 NADH + 7 H + 3 H2O Glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 P + 2 NAD+Va metablicaencargada deoxidarlaglucosacon la finalidad de obtenerenergapara laclula. Consiste en 10 reacciones enzimticas consecutivas que convierten a la glucosa en dosmolculasdepiruvato mediante un proceso catablico, el cual es capaz de seguir otras vas metablicas y as continuar entregando energa al organismo. El tipo de gluclisis ms comn y ms conocida es lava de Embden-Meyerhof.Es la va inicial delcatabolismo(degradacin) decarbohidratos. La gluclisis es la forma ms rpida de conseguir energa para una clula.Durante la gluclisis se obtiene un rendimiento neto de dos molculas deATPy dos molculas deNADH;El ATP puede ser usado como fuente de energa para realizar trabajo metablico, mientras que el NADH puede tener diferentes destinos. Puede usarse como fuente de poder reductoren reaccionesanablicas; si hay oxgeno, puede oxidarse en lacadena respiratoria, obtenindose 5 ATP (2.5 por cada NADH); si no hay oxgeno, se usa para reducir el piruvato a lactato (fermentacin lctica), o a CO2yetanol(fermentacin alcohlica), sin obtencin adicional de energa.Se encuentra dividida en dos fases: la primera, de gasto de energa y la segunda fase, de obtencin de energa.Fase de gasto de energa (ATP): 5 Pasos Esta primera fase de la gluclisis consiste en transformar una molcula de glucosa en dos molculas de gliceraldehdo, mediante el uso de 2 ATP. Esto permite duplicar los resultados de la segunda fase de obtencin energtica. 1erpaso: Hexoquinasa;2 paso: Glucosa-6-P isomerasa;3.erpaso: Fosfofructoquinasa4 paso: Aldolasa;5 paso: Triosa fosfato isomerasaFase de beneficio energtico (ATP, NADH)En la segunda fase, el gliceraldehdo se transforma en un compuesto de alta energa, cuya hidrlisis genera una molcula de ATP, y como se generaron 2 molculas de gliceraldehdo, se obtienen en realidad dos molculas de ATP. Esta obtencin de energa se logra mediante el acoplamiento de una reaccin fuertemente exergnica despus de una levemente endergnica. Este acoplamiento ocurre una vez ms en esta fase, generando dos molculas de piruvato. De esta manera, en la segunda fase se obtienen 4 molculas de ATP.Luego de que una molcula de glucosa se transforme en 2 molculas de piruvato, las condiciones del medio en que se encuentre determinarn la va metablica a seguir.Hasta el momento solo se ha consumido energa (ATP), sin embargo, en la segunda etapa, el gliceraldehdo es convertido a una molcula de mucha energa, donde finalmente se obtendr el beneficio final de 4 molculas de ATP.El rendimiento total de la gluclisis de una sola glucosa (6C) es de 2 ATP y no 4 (dos por cada gliceraldehdo-3-fosfato (3C)), ya que se consumen 2 ATP en la primera fase, y 2 NADH (que dejarn los electrones Nc en la cadena de transporte de electrones para formar 3 ATP por cada electrn). Con la molcula de piruvato, mediante un paso de oxidacin intermedio llamado descarboxilacin oxidativa, mediante el cual el piruvato pasa al interior de la mitocondria, perdiendo CO2y un electrn que oxida el NAD+, que pasa a ser NADH ms H+y ganando un CoA-SH (coenzima A), formndose en acetil-CoA gracias a la enzima piruvato deshidrogenasa, se puede entrar alciclo de Krebs(que, junto con lacadena de transporte de electrones, se denominarespiracin).

En organismos aerbicos, el piruvato seguir oxidndose por la enzimapiruvato deshidrogenasay elciclo de Krebs, creando intermediarios como NADH yFADH2. Estos intermediarios no pueden cruzar la membrana mitocondrial, y por lo tanto, utilizan sistemas de intercambio con otros compuestos llamadoslanzaderas(en ingls,shuttles). Los ms conocidos son lalanzadera malato-aspartatoy lalanzadera glicerol-3-fosfato. Los intermediarios logran entregar sus equivalentesal interior de la membrana mitocondrial, y que luego pasarn por lacadena de transporte de electrones, que los usar para sintetizarATP. De esta manera, se puede obtener hasta 30molesdeATPa partir de 1mol de glucosa como ganancia neta.En situaciones anaerbicas [cuando las clulas no posean mitocondrias (ej:eritrocito) o cuando requieran de grandes cantidades deATP(ej.: el msculo al ejercitarse)], el piruvato sufre fermentacin que permite obtener 2 moles deATPpor cada mol de glucosa, por lo que esta va es poco eficiente respecto a la fase aerbica de la gluclisis. En msculo, eritrocitos y algunos microorganismos se producefermentacin lctica, que da como resultadocido lcticoo lactato. (RM 1998-3). El Msculo esqueltico realiza un porcentaje de glucosa metabolizada mediante gliclisis (RM 1998-15).Funciones La generacin de molculas de alta energa (ATPyNADH) como fuente de energa celular en procesos derespiracin aerbica(presencia deoxgeno) yfermentacin(ausencia de oxgeno). La generacin depiruvatoque pasar alciclo de Krebs, como parte de la respiracin aerbica. La produccin de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser utilizados en otros procesos celulares.La gluclisis se divide en dos partes principales y diez reacciones enzimticas, que se describen a continuacin.Regulacin hormonalAl aumentar la glucosa en la sangre, las clulas beta del pncreas estimulan la produccin de insulina, y sta a su vez aumenta la actividad de la glucocinasa en loshepatocitos. Las concentraciones altas de glucagon y las bajas de insulina disminuyen la concentracin intracelular de fructosa 2,6 bisfosfato. Esto trae por consecuencia la disminucin de la gluclisis y el aumento de la gluconeogensis.

2. Gluconeognesis2cido pirvico+ 4ATP+ 2GTP+ 2NADH+ 6H2O+ 2H+----------->Glucosa+ 4ADP+ 2GDP+ 6Pi+ 2NAD+

Es la formacin de nuevas glucosas a partir de sustancias que no son hidratos de carbono. Es unaruta metablica anablicaque permite labiosntesisdeglucosaa partir de precursores noglucdicos. Incluye la utilizacin de varios aminocidos,lactato,piruvato,gliceroly cualquiera de los intermediarios delciclo de los cidos tricarboxlicos(o ciclo de Krebs) como fuentes decarbonopara la va metablica. Todos los aminocidos, excepto laleucinay lalisina, pueden suministrar carbono para la sntesis deglucosa. Los cidos grasos de cadena par no proporcionan carbonos para la sntesis de glucosa, pues el resultado de su-oxidacin(Acetil-CoA) no es un sustrato gluconeognico; mientras que los cidos grasos de cadena impar proporcionarn un esqueleto de carbonos que derivarn en Acetil-CoA y Succinil-CoA (que s es un sustrato gluconeognico por ser un intermediario del ciclo de Krebs).Algunos tejidos, como elcerebro, loseritrocitos, elrin, lacrneadel ojo y elmsculo, cuando el individuo realiza actividad extenuante, requieren de un aporte continuo de glucosa, obtenindola a partir delglucgenoproveniente delhgado, el cual solo puede satisfacer estas necesidades durante 10 a 18 horas como mximo, lo que tarda en agotarse el glucgeno almacenado en el hgado. Posteriormente comienza la formacin de glucosa a partir de sustratos diferentes al glucgeno.La gluconeognesis tiene lugar casi exclusivamente en elhgado (90%) y riones(10%) (RM 8-1989, RM 1-2005, RM 17-2007). Es un proceso clave pues permite a los organismos superiores obtener glucosa en estados metablicos como elayuno.Reacciones de la gluconeognesisLasenzimasque participan en lava glucolticaparticipan tambin en la gluconeognesis; ambas rutas se diferencian por tres reacciones irreversibles que utilizan enzimas especficas de este proceso y los dos rodeos metablicos de esta va. Estas reacciones son:1. Deglucosaaglucosa-6-fosfato.Laglucosa-6-fosfatasa, que tambin requiere Mg2+, es la que entra en accin en su lugar. Esta reaccin de derivacin se produce tambin mediante una simple hidrlisis, se encuentra fundamentalmente en elretculo endoplsmicodel hgado con su lugar activo sobre el lado citoslico. La importancia de su localizacin en el hgado es que una funcin caracterstica del hgado es sintetizar glucosa para exportarla a los tejidos a travs de lacirculacin sangunea.2. Defructosa-6-fosfatoafructosa-1,6-bisfosfato: La fructosa 1,6-bisfosfatasa es inhibida por concentraciones altas deAMP, asociadas con un estado energticamente pobre. La elevada concentracin de AMP y reducida de ATP inhiben la gluconeognesis, la fructosa 1,6-bisfosfatasa es inhibida por la fructosa 2,6-bisfosfato. La fructuosa 1,6-bisfosfatasa est presente tanto en el hgado como en los riones.3. Defosfoenolpiruvatoapiruvato: Eloxaloacetatoes intermediario en la produccin. La enzima que cataliza esta reaccin es lapiruvato carboxilasa (en lamitocondria). Elacetil-CoAes un efector alostrico que activa la piruvato carboxilasa. El ionmagnesioy labiotinason necesarios para una catlisis eficaz.

RegulacinLa regulacin es para el funcionamiento adecuado deltejido nervioso. El flujo a travs de la ruta debe aumentar o disminuir, en funcin del lactato producido por los msculos, de la glucosa procedente de la alimentacin, o de otros precursores gluconeognicos. La gluconeognesis est controlada en gran parte por la alimentacin. Los animales que ingieren abundanteshidratos de carbonopresentan tasas bajas de gluconeognesis, mientras que los animales en ayunas o los que ingieren pocos hidratos de carbono presentan un flujo elevado a travs de esta ruta.Regulacin alostricaLa inanicin aumenta el acetil-CoA y ste estimula lapiruvato carboxilasay por lo tanto la gluconeognesis, al mismo tiempo que inhibe la Piruvato Deshidrogenasa; la elevacin dealaninayglutaminaestimulan la gluconeognesis. Elcortisolaumenta la disponibilidad de sustrato y la fructosa 2,6-bisfosfato inhibe a la fructosa 1,6-bisfosfatasa.Balance energticoHemos resaltado que las rutas catablicas generan energa, mientras que las anablicas comportan un coste energtico. En el caso de la gluconeognesis, la sntesis de glucosa es costosa para la clula en un sentido energtico. Si partimos desde piruvato se consumen seis grupos fosfato de energa elevada 4 ATP (debido a las reacciones de la piruvato carboxilasa y a la de fosfoglicerato quinasa) y 2 GTP (consecuencia de la descarboxilacin del oxalacetato), as como 2 deNADH, que es el equivalente energtico de otros 5 ATP (ya que la oxidacin mitocondrial de 1 NADH genera 2,5 ATP).Importancia biomdicaLa gluconeognesis cubre las necesidades corporales de glucosa cuando no est disponible en cantidades suficientes en la alimentacin. Se requiere un suministro constante de glucosa como fuente de energa para elsistema nerviosoy loseritrocitos. Adems, la glucosa es el nico combustible que suministra energa almsculo esquelticoen condiciones deanaerobiosis. La glucosa es precursora del azcar de laleche(lactosa) en laglndula mamariay se capta activamente por elfeto. Por otro lado, los mecanismos gluconeognicos se utilizan para depurar los productos del metabolismo de otros tejidos desde la sangre; por ejemplo,lactato, producido por el msculo y los eritrocitos, yglicerol, que se forma continuamente por eltejido adiposo.

3. GlucogenognesisLaglucogenognesises la ruta anablica por la que tiene lugar lasntesisdeglucgeno(tambin llamado glicgeno) a partir de un precursor ms simple, la glucosa-6-fosfato. Se lleva a cabo principalmente en el hgado, y en menor medida en el msculo, es activado porinsulinaen respuesta a los altos niveles de glucosa, que pueden ser (por ejemplo) posteriores a la ingesta de alimentos con carbohidratos.Se forma por la incorporacin repetida de unidades deglucosa, la que llega en forma de UDP-Glucosa a un partidor de glucgeno preexistente que consiste en la protenaglucogenina, formada por 2 cadenas, que al autoglicosilarse puede unir cada una de sus cadenas a un octmero de glucosas. Para que laglucosa-6-fosfatopueda unirse a laUDPrequiere de la participacin de dos enzimas, la primera, fosfoglucomutasa, modifica la posicin del fosfato aglucosa-1-fosfato.Laglucosa-fosfatoes el precursor para la sntesis de glucgeno pero tambin es el producto de su degradacin. La sntesis de glucgeno requiere de aporte energtico. El dador de glucosa para la sntesis de glucgeno es la UDP-glucosa donde el residuo glucosilo est activado para su transferencia, por su combinacin con un compuesto de alta energa como el UTP. LaGlucosase convierte englucosa-6-fosfatomediante una reaccin irreversible catalizada por laglucoquinasaohexoquinasadependiendo del tejido en cuestin.glucosa + ATP glucosa-6-P + ADP Glucosa-6-fosfato se convierte englucosa-1-fosfatopor la accin de laFosfoglucomutasa, mediante la formacin obligada de un compuesto intermediario,glucosa-1,6-bisfosfatasa.glucosa-6-P glucosa-1-P Glucosa-1-fosfato se convierte enUDP-glucosapor la accin de laUDP-glucosa pirofosforilasa(llamada tambin uridil transferasa).glucosa-1-P + UTP UDP-glucosa + PPi Las molculas de glucosa son acopladas en cadena por laglucgeno sintasa, este paso debe realizarse sobre un primer preexistente de glucgeno, es decir, la glucgeno sintasa acta formando alargamientos lineales de ramas preexistentes, solamente formando uniones 1-4 permitiendo la unin de glucosa a glucgeno preexistente Las ramificaciones son producidas por laenzima ramificadora del glucgeno, la cual transfiere un fragmento de 6 a 8 unidades del extremo no reductor y lo une a una glucosa por un enlace -1,6. Esto posibilita que ambas cadenas puedan continuar alargndose mediante uniones -1,4 de glucosas hasta poder producir nuevas ramificaciones. Es la va generadora de glucgeno.

4. GlucogenlisisLaglucogenlisises un procesocatablicollevado a cabo en elcitosolque consiste en la remocin de unmonmerodeglucosade una molcula deglucgenomediantefosforilacinpara producirglucosa 1 fosfato, que despus se convertir englucosa 6 fosfato, intermediario de lagluclisis. Sntesis de glucosa a partir de glucogeno. Es antagnica de laglucogenognesis. Estimulada por elglucagnen el hgado, epinefrina (adrenalina) en el msculo e inhibida por lainsulina. Es un proceso que requiere un grupo especfico de enzimas citosolticas: laglucgeno fosforilasaque segmenta secuencialmente los enlaces glucosdicos, lafosfoglucomutasaque convierte la G1P en G6P la cual puede hidrolizarse a glucosa (en hgado) o seguir la va glucoltica (hgado y msculo) y por ltimo laGlucosil Transferasa (14)y laamilo-1,6-glucosidasa, que se encarga de hidrolizar las ramificaciones. Su deficiencia produce laEnfermedad de Coriy laEnfermedad de Pompe.

En el hgado la conversin de glucosa almacenada en forma de glucgeno a glucosa libre ensangre, est regulada por la hormonaglucagnyadrenalina. El glucgeno heptico es la principal fuente de glucosa sangunea, sobre todo entre comidas. El glucgeno contenido en los msculos es para abastecer deenergael proceso decontraccin muscular.El glucgeno se almacena dentro devacuolasen elcitoplasmade las clulas que lo utilizan para lagluclisis. Estas vacuolas contienen las enzimas necesarias para lahidrlisisde glucgeno a glucosa.

Fermentacin: Lafermentacines un procesocatablicodeoxidacinincompleta, que no requiere oxgeno, y el producto final es un compuesto orgnico. Segn los productos finales, existen diversos tipos de fermentaciones.El proceso de fermentacin es anaerbico, es decir, se produce en ausencia deoxgeno; ello significa que el aceptor final de loselectronesdelNADHproducido en lagluclisisno es el oxgeno, sino uncompuesto orgnicoque se reducir para poderreoxidarelNADHaNAD+. El compuesto orgnico que se reduce (acetaldehdo,piruvato, ...) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.En losseres vivos, la fermentacin es un proceso anaerbico y en l no intervienen lasmitocondriasni lacadena respiratoria. Tambin se produce en la mayora de las clulasexcepto en lasneuronas, que mueren rpidamente si no pueden realizar larespiracin celular; algunas clulas, como loseritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; eltejido muscularde losanimales realiza lafermentacin lcticacuando el aporte deoxgenoa lasclulasmusculares no es suficiente para elmetabolismoaerobio y la contraccin muscular.

Va de las Pentosas (Ruta de la pentosa fosfato, lanzadera de fosfatos de pentosas)

Ruta metablicaestrechamente relacionada con lagluclisis, durante la cual se utiliza laglucosapara generarribosa, que es necesaria para labiosntesisdenucletidosycidos nucleicos. Adems, tambin se obtienepoder reductoren forma de NADPHque se utilizar comocoenzimadeenzimaspropias delmetabolismo anablico.De esta manera, este proceso metablico, el cual es regulado porinsulina, tiene una doble funcin, ya que la glucosa se usa para formar NADPH, mientras que tambin se puede transformar en otros componentes del metabolismo, especialmentepentosas, utilizadas para la sntesis de nucletidos y de cidos nucleicos. As, se forma un puente entre rutas anablicas y catablicas de la glucosa. La ruta de la pentosa fosfato tiene lugar en elcitosol, y puede dividirse en dos fases: Fase oxidativa: se genera NADPH.Durante fase oxidativa, a partir deglucosa-6-fosfatoobtenida mediante lafosforilacinde la glucosa libre, se obtiene NADPH y finalmente se forma la pentosaribulosa-5-fosfato, motivo por el cual este proceso metablico se denomina la ruta de la pentosa fosfato. La primera reaccin es laoxidacinde la glucosa-6-fosfato, llevada a cabo por laenzimaglucosa-6-fosfato deshidrogenasa.Losglbulos rojosde la sangre necesitan grandes cantidades de NADPH para la reduccin de la hemoglobina oxidada (conservar el hierro de la hemoglobina en estado ferroso) y para poder regenerar elglutatinreductasa (RM 89-1993), un antioxidante que presenta importantes funciones como la eliminacin de perxidos y la reduccin de ferrihemoglobina (Fe3+). Estas necesidades se ven cubiertas gracias a la ruta de la pentosa fosfato con el intermediario de reduccin NADPH. Sin embargo, si existe este defecto gentico, debido a la ingesta de algn determinado medicamento, como el antimalrico primaquina, o algunos vegetales, como por ejemplo las habas, los eritrocitos se distribuyen en un lugar de debilidad, pudiendo desenvolver en una grave anemia hemoltica.

Fase no oxidativa: Se sintetizan pentosas-fosfato y otros monosacridos-fosfato.Lafase no oxidativade la ruta de la pentosa fosfato se inicia en caso que la clula necesite ms NADPH que ribosa-5-fosfato. En este segundo proceso se encuentran una compleja secuencia de reacciones que permiten cambiar los azcares C3, C4, C5, C6 y C7 de las pentosas para poder formar finalmentegliceraldehdo-3-fosfatoyfructosa-6-fosfato, los cuales podrn seguir directamente con la gluclisis.La primera reaccin llevada a cabo es laepimerizacin, regulada mediante la enzima pentosa-5-fosfato epimerasa, que convertir laribulosa-5-fosfato, producto de la fase oxidativa, enxilulosa-5-fosfato, generando as el sustrato necesario para la siguiente reaccin controlada por latranscetolasa, la cual acta junto a la coenzima pirofosfato de tiamina (TPP).

Ciclo de CoriElciclo de Cories la circulacin cclica de laglucosay ellactatoentre elmsculoy elhgado.Las clulas musculares se alimentan principalmente de glucosa de sus reservasglucognicasy sobre todo de la que llega a travs de lacirculacin sanguneaprocedente del hgado. Durante el trabajo muscular, en presencia de una gran actividadglucogenolticaanaerobia, se producen grandes cantidades de lactato, que difunde a lasangrepara ser llevado al hgado. Ello es debido a que lasclulas muscularescarecen de la enzimaglucosa-6-fosfatasa, por lo que la glucosa fosforilada no puede salir a la circulacin. El lactato en el hgado es convertido nuevamente en glucosa porgluconeognesis, retornando a la circulacin para ser llevada de vuelta al msculo. Representa la integracin entre lagluclisisygluconeognesisde diferentes tejidos del cuerpo.ElCiclo de Cories el ciclo de reacciones metablicas que envuelve dos rutas de transporte de productos entre los msculos y el hgado. A lo largo del ciclo, elglucgenomuscular es desglosado englucosay sta es transformada a piruvato mediante lagluclisis. Este piruvato se transformar enlactato(o cido lctico) por la va del metabolismo anaerbico (por falta de oxgeno en la clula) gracias a la enzima lactato deshidrogenasa. Elcido lcticoes transportado hasta el hgado por va sangunea y all es reconvertido a piruvato, y, despus, a glucosa a travs de lava anaplertica. La glucosa puede volver al msculo para servir como fuente de energa inmediata o ser almacenado en forma de glucgeno en el hgado. Estereciclaje del cido lcticoes la base del Ciclo de Cori. Teniendo en cuenta que es un consumidor neto de energa; gasta 4ATPms que los producidos en la gluclisis, no puede mantenerse de forma indefinida.Glucosa + 2ADP --> 2 Lactato + 2H+ + 2ATP + 2H20 (msculo)2 Lactato + 6 ATP + 4 H20 --> Glucosa + 6ADP (hgado)CONSUMO NETO DE ATP: 4 ATP

Importancia BiolgicaEs la fuente deobtencin de lactato(mediante la gluclisis y la fermentacin lctica) y la transformacin de ste nuevamente aglucosa(reaccin de gluconeognesis). Papel importante en la homeostasis de la glucosa, tiene implicaciones en el equilibriocido-basey representa una manera deredistribucin de glucgenomuscular. En los primeros minutos de ejercicio intenso, la gluclisis y fermentacin lctica constituyen una manera de adaptacin celular, permite que los msculos trabajen anaerbicamente y representa una fuente de energa esencial hasta que los niveles de oxgeno se repongan y pueda ocurrir la respiracin aerobia. Segn el tipo de ejercicio, el reciclaje de lactato y la glucosa procedente del hgado es energticamente esencial, como por ejemplo para los nadadores en una competencia de 400 m.Sin embargo, como consecuencia, el hgado debe trabajar para reconvertir el lactato de regreso en glucosa. Se estima que en los seres humanos desde 1500 hasta 1900 mm de lactato se sintetizan todos los das. Sin embargo, gracias a la coordinacin entre el hgado y msculo del Ciclo de Cori, laproduccin de lactato neta es mnima, manteniendo el balance cido-base fisiolgico y se previene la acidosis lctica.La obtencin de glucosa es primordial para el buen funcionamiento del organismo, puesto que el cerebro depende de sta comocombustible primarioy es la fuente de energa de loseritrocitos. Adems, esta glucosa debe obtenerse tanto en condiciones aerbicas como anaerbicas para conseguir una aportacin energtica en situaciones de ejercicio muscular intensas.Durante el perodo de recuperacin despus de una actividad fsica, se ha demostrado que el Ciclo de Cori tambin es una manera en la que las reservas de glucgeno se pueden redistribuir. Ya que los msculos no tienen el enzima para liberar glucosa en la sangre, al degradar el glucgeno en msculos en reposo, pueden penetrar a la sangre solamente como piruvato o lactato. Luego, el hgado, tras regenerar el lactato en glucosa, distribuye la glucosa en los msculos previamente ejercitados, para que repongan sus reservas de glucgeno. As se repartimiento homogneo que restablece las reservas de glucgeno por todos los msculos corporales.Ventajas y desventajas Regeneracin del NAD+ que hace continuar la gluclisis; Produccin del ATP in situ, para que la clula muscular pueda obtener energa rpidamente; Autonoma de la fibra muscular aunque haya baja concentracin de oxgeno en la sangre;La desventaja que tiene es que el ion lactato es un catabolito txico para la clula porque produce acidosis lctica en los msculos y puede disminuir la eficiencia del sistema de buffer en la sangre y conduce al fatigamiento fsico, causado por la deuda de oxgeno. Adems de ser un ciclo que cuesta 6 ATP en el hgado, por lo que es un ciclo que no puede continuar indefinidamente. Por cada vuelta de ciclo de cori, se pierden 4 ATPs.

Enfermedades RelacionadasCncer CaquexiaElcncer caquexiadescribe un sndrome basado en una prdida progresiva detejido adiposoy masa muscular, presencia deastenia,anemiay una persistente erosin de las clulas del organismo como respuesta a un crecimiento anormal. Es la manifestacin ms comn que aparece en estados de mximo desarrollo de cnceres malignos, puesto que el grado de caquexia est correlacionado con el tiempo de vida del paciente.No se ha descubierto cual es la patofisiologa ni mecanismo exacto de funcionamiento delcncer caquexia, pero se sabe de anomalas importantes en el metabolismo de los carbohidratos,lpidosyprotenasque conllevan a un aumento de la deficiencia de energa del organismo. La principal causa de la prdida de peso es la gluconeognesis heptica masiva a causa de la produccin de cido lctico, puesto que se induce una degradacin anaerbica deltumory a una mayor generacin de glucosa a partir de estava metablica. Para su tratamiento, estn siendo utilizados nuevos mtodos descubiertos en estudios experimentales recientes. Por ejemplo, si el suministro de oxgeno molecular en el tumor es mayor, el tumor inducido por la produccin de cido lctico disminuye y, por lo tanto, tambin la prdida de peso.

Diabetes MellitusAfecta los procesos bioqumicos de carbohidratos, lpidos y protenas de todas las clulas del cuerpo. En el momento en que falta insulina, tienen lugar los procesos opuestos. Cuando el organismo mantiene unafalta de insulinaconstante, la cantidad de glucosa que debe realizar el Ciclo de Cori es mayor (la tasa de la gluclisis aumenta) y, en cambio, la cantidad de cido lctico transformado otra vez en glucosa es notablemente menor (la tasa de la gluconeognesis disminuye). El Ciclo de Cori no se realiza con normalidad dada la acumulacin de lactato en el hgado.Normalmente, ms del 80% de la energa producida por el cuerpo es derivada de la combustin de carbohidratos. Si el metabolismo de los carbohidratos est muy limitado, las clulas comienzan a oxidar las reservas de grasa para obtener energa. Adems, las protenas se degradan a losaminocidosque a su vez se convierten en glucosa. Si se produce un metabolismo de las grasas excesivo en relacin con el metabolismo inadecuado de los carbohidratos, hay cantidades insuficientes decido oxalacticoel cual reacciona con acetil-CoA en el espiral de los cidos grasos. Un exceso de acetil CoA conduce a una acumulacin decuerpos cetnicosque lleva a lacetosis. Como los cuerpos cetnicos son cidos, esto lleva a una condicin conocida como acidosis. Unaacidosis metablica severa, si no es contrarrestada, puede resultar en coma y la muerte.

Enfermedad de Cori-ForbesLaenfermedad de Cori-Forbeses una patologa que aparece como resultado de la acumulacin de glucgeno en los tejidos y esto conduce a un defecto en su metabolismo. Las consecuencia es una disminucin en la concentracin de la glucosa sangunea que, se ve compensada con la utilizacin de las protenas musculares y del tejido adiposo a travs de la gluconeognesis.

Otras enfermedades relacionadasLasenfermedades de almacenamiento de glucgeno (EAG)son un grupo de trastornos genticos hereditarios, cuya causa es un defecto de unaenzima gentica(heredada de ambos padres). La base de esto conjunto de patologas se basa en que el glucgeno se forma o se libera del cuerpo de forma incorrecta. Como consecuencia, las cantidades anormales de glucgeno aumentan y, por lo tanto, estos trastornos afectan al funcionamiento del hgado o del tejido muscular.

Los tipos principales de EAG:

Tipo I,enfermedad de Von Gierke: defecto en glucos-6-fosfatasa.Tipo II,enfermedad de Pompe, carencia de maltasa cida.Tipo III,enfermedad de Cori, carencia de la enzima desramificante.Tipo IV,enfermedad de Andersen, carencia de la enzima ramificante.Tipo V,enfermedad de McArdle, carencia de fosforilasa de glucgeno en los msculos.Tipo VI,enfermedad de Hers, carencia de fosforilasa heptica.Tipo VII,enfermedad de Tarui, carencia de fosfofructocinasa muscular.Tipo IX, carencia de quinasa fosforilasa de glucgeno heptica.

El Ciclo de Krebs (ciclo del cido ctricoociclo de los cidos tricarboxlicos)Es unaruta metablica que forma parte de larespiracin celularaerbica en todas lasclulas eucariotas quese realiza en lamitocondria (RM 90-1993). En lasprocariotas, el ciclo de Krebs se realiza en elcitoplasma, especficamente en elcitosol.En organismos aerbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vacatablicaque realiza la oxidacin deglcidos,cidos grasosyaminocidoshasta producirCO2, liberando energa en forma utilizable (poder reductoryGTP).El metabolismo oxidativo deglcidos,grasasyprotenasfrecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromolculas dan lugar a molculas deacetil-CoAde dos carbonos, e incluye las vas catablicas de aminocidos (p. ej.desaminacin oxidativa), labeta oxidacinde cidos grasos y lagluclisis. La tercera etapa es lafosforilacin oxidativa, en la cual el poder reductor (NADHyFADH2) generado se emplea para la sntesis deATPsegn lateora del acomplamiento quimiosmtico.El ciclo de Krebs tambin proporciona precursores para muchasbiomolculas, como ciertos aminocidos. Por ello se considera una vaanfiblica, es decir, catablica y anablica al mismo tiempo.El acetil-CoA (Acetil Coenzima A) es el principal precursor del ciclo. Elcido ctrico(6 carbonos) o citrato se obtiene en cada ciclo por condensacin de unacetil-CoA(2 carbonos) con una molcula deoxaloacetato(4 carbonos). El citrato produce en cada ciclo una molcula de oxaloacetato y dos CO2, por lo que el balance neto del ciclo es:

Acetil-CoA + 3 NAD++ FAD + GDP + Pi+ 2 H2O CoA-SH + 3 (NADH + H+) + FADH2+ GTP + 2 CO2

Los dos carbonos del Acetil-CoA sonoxidadosa CO2, y la energa que estaba acumulada es liberada en forma de energa qumica:GTPy poder reductor (electrones de alto potencial):NADHyFADH2. NADH y FADH2soncoenzimas(molculas que se unen a enzimas) capaces de acumular la energa en forma de poderreductorpara su conversin en energa qumica en lafosforilacin oxidativa.El FADH2de lasuccinato deshidrogenasa, al no poder desprenderse de la enzima, debe oxidarse nuevamentein situ. El FADH2cede sus dos hidrgenos a la ubiquinona (coenzima Q), que se reduce a ubiquinol (QH2) y abandona la enzima.

Visin simplificada y rendimiento del proceso[editar] El paso final es laoxidacindel ciclo de Krebs, produciendo unoxaloacetatoy dosCO2. El acetil-CoA reacciona con una molcula deoxaloacetato(4carbonos) para formarcitrato(6 carbonos), mediante una reaccin de condensacin. A travs de una serie de reacciones, el citrato se convierte de nuevo en oxaloacetato. Durante estas reacciones, se substraen 2 tomos de carbono del citrato (6C) para dar oxalacetato (4C); dichos tomos de carbono se liberan en forma de CO2 El ciclo consume netamente 1 acetil-CoA y produce 2 CO2. Tambin consume 3 NAD+y 1 FAD, produciendo 3 NADH + 3 H+y 1 FADH2. El rendimiento de un ciclo es (por cada molcula de piruvato): 1 ATP, 3 NADH +3H+, 1 FADH2, 2CO2. Cada NADH, cuando se oxide en lacadena respiratoria, originar 2,5 molculas de ATP (3 x 2,5 = 7,5), mientras que el FADH2dar 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. Cada molcula deglucosaproduce (vagluclisis) dos molculas de piruvato, que a su vez producen dos acetil-COA, por lo que por cada molcula de glucosa en el ciclo de Krebs se produce: 4CO2, 2 GTP, 6 NADH + 6H+, 2 FADH2; total 32 ATP.

RegulacinMuchas de lasenzimasdel ciclo de Krebs son reguladas porretroalimentacinnegativa, por uninalostricadelATP, que es un producto de la va y un indicador del nivel energtico de la clula. Entre estas enzimas, se incluye el complejo de lapiruvato deshidrogenasaque sintetiza el acetil-CoA necesario para la primera reaccin del ciclo a partir de piruvato, procedente de lagluclisiso delcatabolismodeaminocidos. Tambin las enzimascitrato sintasa,isocitrato deshidrogenasay-cetoglutarato deshidrogenasa, que catalizan las tres primeras reacciones del ciclo de Krebs, soninhibidaspor altas concentraciones deATP. Esta regulacin frena este ciclo degradativo cuando el nivel energtico de la clula es bueno.Algunas enzimas son tambin reguladas negativamente cuando el nivel depoder reductorde la clula es elevado. El mecanismo que se realiza es una inhibicin competitiva por producto (porNADH) de las enzimas que emplean NAD+como sustrato. As se regulan, entre otros, los complejos piruvato deshidrogenasa y citrato sintasa.

EficienciaEl rendimiento terico mximo de ATP a travs de la oxidacin de una molcula de glucosa en la gluclisis, ciclo del cido ctrico, y la fosforilacin oxidativa es treinta y ocho (suponiendo tres equivalentes molares de ATP por NADH equivalente y dos ATP por FADH2). En eucariotas, se generan dos equivalentes de NADH en la gluclisis, que se produce en el citoplasma. El transporte de estos dos equivalentes en la mitocondria consume dos equivalentes de ATP, reduciendo de este modo la produccin neta de ATP a treinta y seis. Adems, las ineficiencias en la fosforilacin oxidativa debido a la fuga de protones a travs de la membrana mitocondrial y el deslizamiento de laATP sintasa/bomba de protonesnormalmente reduce la produccin de ATP a partir de NADH y FADH2por debajo del rendimiento mximo terico.3Los rendimientos observados son, por lo tanto, ms cercanos a ~ 2,5 ATP por NADH y ~ 1,5 ATP por FADH2, reduciendo an ms la produccin total neta de ATP a aproximadamente treinta.4La evaluacin del rendimiento total de ATP con recientemente revisado relaciones de protones a ATP proporciona una estimacin de 29,85 ATP por molcula de glucosa.5

EvolucinLos componentes del ciclo se derivaron debacterias anaerobias, y es posible que evolutivamente evolucionara ms de una vez.6En teora existen varias alternativas al ciclo, pero este parece ser el ms eficiente. Si evolucionaron varios ciclos de Krebs en forma alternativa, parece que convergieron en un ciclo cannico.78

Principales vas que convergen en el ciclo de KrebsEl Ciclo de Krebs es una va metablica central en la que convergen otras, tanto anablicas como catablicas. Ingresan al ciclo por diferentesmetabolitos: Acetil-CoA: Glucolisis Oxidacin de cidos grasos Produccin de colgeno Malato: Gluconeognesis Oxalacetato: Oxidacin y biosntesis de aminocidos Fumarato: Degradacin de cido asprtico, fenilalanina y tirosina Succinil-CoA Biosntesis deporfirina Degradacin de valina isoleucina y metionina Oxidacin de cidos grasos Alfa-cetoglutarato Oxidacin y biosntesis de aminocidos Citrato Biosntesis de cidos grasos y colesterol NADH y FADH Fosforilacin oxidativa y cadena de transporte electrnico

Ciclo de Krebs invertido (tambin llamadociclo del cido tricarbooxlico invertidoociclo del cido ctrico invertido) Es unaruta metablicautilizada por algunas bacterias para producir compuestos orgnicos a partir dedixido de carbonoy agua.La reaccin es la opuesta alciclo de Krebs: mientras que en el ciclo del cido ctricobiomolculascomplejas (glcidos) seoxidana CO2y agua, el ciclo inverso toma CO2y agua para sintetizar compuestos de carbono.Este proceso es utilizado por ciertas bacterias, en ocasiones utilizandohidrgeno,sulfuro, otiosulfatocomo donantes de electrones.

Aminocidos Esenciales y no EsencialesLosaminocidos esencialesson aquellos que el propio organismo no puede sintetizar por s mismo. Esto implica que la nica fuente de estosaminocidosen esos organismos es la ingesta directa a travs de ladieta.Los aminocidos no esencialesson todoslos aminocidosque el cuerpo los puede sintetizar, y que no necesita hacer la ingesta directa en una dieta. Todos los tejidos tienen cierta capacidad para la sntesis de losaminocidos no esenciales, remodelacin de aminocidos, y conversin de los esqueletos de carbono que no son de aminocidos en aminocidos y en otros derivados que contienen nitrgeno. Sin embargo, el hgado es el sitio principal demetabolismo del nitrgenoen el cuerpo. En etapas de exceso diettico, el nitrgeno potencialmente txico de los aminocidos es eliminado va transaminacin, deaminacin, y formacin de urea; los esqueletos de carbono se conservan generalmente como carbohidratos, vagluconeognesis, o como cidos grasos vasntesis del cido graso. A este respecto los aminocidos caen en tres categoras:glucognicos,cetognicos, oglucognicos y cetognicos. Los aminocidos glucognicos son los que dan lugar a una produccin neta de piruvato o intermediarios delCiclo del TCA, tales como -cetoglutarato u oxaloacetato, que son precursores de la glucosa va gluconeognesis. Todos los aminocidos excepto la lisina y la leucina son al menos en parte glucognicos. La lisina y la leucina son los nicos aminocidos que son solamente cetognicos, dando lugar solamente a acetil-CoA o a acetoacetil-CoA, ninguno de los cuales puede traer la produccin neta de la glucosa.

1. Aminocidos no polares o hidrofobicosEn estos aminocidos la cadena lateral, aliftica o aromtica, no tiene grupos que interacten fcilmente con solventes acuosos y de ah el nombre de hidrofobicos.2. Aminocidos polares no cargadosA diferencia de los anteriores, estos AA se solubilizan con mayor facilidad en solventes acuosos y su grupo R no posee cargas positivas o negativas a pH fisiolgico, es decir, pH cercanos a 6,5 y 7,0.

Los 20aminocidos incluidos en elcdigo gentico(codnUGG).Aa NO EsencialesAa Esenciales

AlaninaArginina*

AsparaginaFenilalanina*

AspartatoHistidina

CisteinaIsoleucina

GlutamatoLeucina

GlutaminaLisina

GlicinaMetionina*

ProlinaTreonina

SerinaTriptfano

Tirosina (RM 1992-88)Valina

NO POLARESPOLARES

AlaninaAsparagina

FenilaninaCisteina

IsoleucinaCistina

LeucinaGlicina

MetioninaGlutamina

ProlinaHidroxi prolina

TriptfanoSerina

ValinaTirosina

Treonina

Los aminocidosarginina,metioninayfenilalaninase consideran esenciales por razones no directamente relacionadas por la falta de sntesis. La arginina es sintetizada por las clulas de mamferos pero en un rango que es insuficiente para resolver las necesidades de crecimiento del cuerpo y la mayora que es sintetizada es procesada para formar urea. La metionina es requerida en grandes cantidades para producir cisteina, si el ltimo aminocido no es provisto adecuadamente en la dieta. Igualmente, la fenilalanina se necesita en grandes cantidades para formar tirosina, si este ltimo aminocido no es adecuadamente provisto en la dieta.Arginina: Puede estimular la funcininmunolgicaal aumentar el nmero deleucocitos. La arginina est involucrada en la sntesis decreatina,poliaminasy en elADN. Puede disminuir elcolesterolpara mejorar la capacidad delaparato circulatorio,as como estimular la liberacin de hormonade crecimiento (somatropina)Fenilalanina: La L-fenilalanina se encuentra en la estructura deneuropptidoscomo lasomatostatina,vasopresina,melanotropina,encefalina,hormona drenocorticotrpica(ACTH),angiotensina,sustancia Py colecistoquinina.Histidina: La histidina es un precursor de lahistamina, en la que se transforma mediante unadescarboxilacin. La histamina es una sustancia liberada por las clulas del sistema inmune durante una reaccin alrgica.Isoleucina:Es un aminocido tanto glucognico como cetognico. Despus de una transaminacin con -cetoglutarato, el esqueleto de carbn puede ser convertido en Succinil CoA, y entregado al ciclo del cido tricarboxlico para oxidacin o conversin en Oxaloacetato para laglucognesis.Leucina:La leucina se usa en el hgado, tejido adiposo, y tejido muscular. En tejido adiposo y muscular, se usa para la formacin deesteroles, Lisina: Se metaboliza en los mamferos para daracetil-CoA, a travs de unatransaminacininicial con-cetoglutarato.La lisina estimula la liberacin de lahormona del crecimiento.Metionina: La metionina es un intermediario en la biosntesis de la cistena, la carnitina, la taurina, la lecitina, la fosfatidilcolina y otros fosfolpidos. Este aminocido es usado tambin por las plantas en la sntesis del etileno. Este proceso es conocido como el ciclo de Yang o el ciclo de la metionina.el inicio del mensaje para el ribosoma que indica la iniciacin de la traduccin de una protena desde el ARNm. Como consecuencia la metionina es el primer aminocido incorporado.Treonina: acta conjuntamente con otros dos aminocidos: la metionina y el cido aspartico ejerciendo labor de metabolizar las grasas que se depositan en rganos como el hgado.Triptofano: Es esencial para promover la liberacin delneurotransmisorserotonina (RM 03-1999). Supunto isoelctricose ubica apH=5.89. Para un buenmetabolismo del triptfanose requieren niveles adecuados devitamina B6y demagnesio. El triptfano es esencial para que laglndula pinealsegregue lamelatonina, que es unahormonacerebral. Ayuda a la formacin devitamina B3oniacina.El catabolismo del triptfanocomienza con la esciscin oxidativa del enlace 2,3 del anillo de indol para formar laformil quinurenina.Valina: Forma parte integral del tejido muscular, puede ser usado para conseguir energa por los msculos en ejercitacin, posibilita un balance de nitrgeno positivo e interviene en el metabolismo muscular y en la reparacin de tejidos. La valina es la responsable de una enfermedad gentica conocida comoanemia falciforme, la persona que la padece tiene un tipo de hemoglobina especial llamadahemoglobina S, que hace que los glbulos rojos tengan una forma de hoz en vez de tener la tradicional forma de plato, y que tengan una vida media entre seis y diez veces menor, causando anemia y otras complicaciones. La anemia falciforme se produce por una mala codificacin de la hemoglobina, sustituyendo por valina elcido glutmicoque debera ir.Aspartato: Su biosntesis tiene lugar portransaminacindelcido oxalactico, unmetabolitointermediario delciclo de Krebs. El aspartato es tambin unmetabolitodelciclo de la ureay participa en lagluconeognesis. El aspartato es uno de los aminocidos que actan comoneurotransmisores. Su funcin como neurotrasmisor es de carcter excitatorio del SNC.Cistena: La cistena ha sido propuesta como preventiva o antdoto para alguno de los efectos negativos del alcohol, incluyendo daos en elhgadoo laresaca. La cistena contrarresta los efectos dainos delacetaldehdoque es el mayor producto delmetabolismodel alcohol y es responsable de la mayora de los efectos tardos del alcohol y de los daos de larga duracin asociados con el uso de alcohol ( pero no referidos a efectos inmediatos como la embriagadez). La cistena supone el siguiente paso en el metabolismo, que significa convertir el acetilaldehdo en el relativamente dainocido actico.Glutamato (cido Glutmico): Es elneurotransmisorexcitatorio por excelencia de lacorteza cerebralhumana. Su papel como neurotransmisor est mediado por la estimulacin de receptores especficos, denominadosreceptores de glutamato. Se considera un aminocido no esencial porque se puede sintetizar en muchos tejidos, teniendo un papel fundamental en el mantenimiento y el crecimiento celular.Es un sustrato para la sntesis de protenas y un precursor delmetabolismo anablicoen elmsculomientras que regula el equilibrio cido/bsico en elriny la produccin deureaen elhgado. Tambin interviene en el transporte denitrgenoentre los diferentesrganos. Lasclulasde lamucosa intestinalson voraces consumidoras de este aminocido al igual que lo requieren como fuente de energa las clulas delsistema inmunitario. Finalmente, el cido glutmico es un precursor para la sntesis de un metabolito con alto potencialantioxidantecomo es la produccin delglutatin.Glutamina: Se trata del aminocido ms abundante en losmsculoshumanos (llegando a casi el 60% de los aminocidos presentes) y est muy relacionado con el metabolismo que se realiza en elcerebro.Se encuentra en grandes cantidades en losmsculosdel cuerpo (casi un 60% del total de aminocidos),as como en lasangrey su existencia se emplea en la sntesis deprotenasLa glutamina posee un efectotampnque neutraliza el exceso de cido en los msculos (tal y como es elcido lctico) generado especialmente en la prctica del ejercicio anaerbico intenso. Este tipo de cidos, acumulados en los msculos de los deportistas son una de las principales causas de lafatiga,Glicina: Acta comoneurotransmisorinhibidor en elsistema nervioso central.La glicina usada como neurotransmisor es almacenada en vesculas, y es expulsada como respuesta a sustancias. El mecanismo de recaptacin es dependiente de sodio.Prolina: Se trata del nico aminocido proteinognico cuya -amina es unaamina secundariaen lugar de unaamina primaria. La prolina est involucrada en la produccin delcolgeno. Est tambin relacionada con la reparacin y mantenimiento de los msculosyhuesos. La prolina es la que confiere flexibilidad a la molcula deinmunoglobulinaen la regin de bisagra de sta.Serina: Participa en la biosntesis depurinasypirimidinas. Es el precursor de varios aminocidos como laglicina, lacistenaen plantas y eltriptfanoen las bacterias. Es tambin precursor de diversos metabolitos primarios y secundarios, tales como losesfingolpidos, lasfosfatidilserinas, laetanolaminay sus derivados, lacolinay sus derivados, elcido flico, laenterobactina. Tirosina: Este aminocido absorbe la luz ultravioleta. La eficiencia en la absorcin de la energa lumnica est relacionada con su coeficiente de extincin molar.Se producen dos molculas: fumarato y acetoacetato.El fumarato puede ser utilizado para producir energa en el ciclo de Krebs (o ciclo del cido tricarboxlico) o bien para la gluconeognesis. El acetoacetato puede ser utilizado para la sntesis lipdica o para la produccin de energa en forma de acetil CoA. En el caso de la tirosina, se trata de un precursor de las hormonas del tiroides, de las catecolaminas (la adrenalina, la dopamina, la noradrenalina) y de la melanina. Las hormonas bsicas de la glndula tiroides son latiroxina(T4) y su forma celular activa: la triyodotironina (T3). El aminocido tirosina est involucrado en el proceso de formacin de estas hormonas necesarias para el organismo.Cuerpos Cetnicos: Son compuestosqumicosproducidos porcetognesisen lasmitocondriasde lasclulasdel hgado. Su funcin es suministrar energa alcorazny alcerebroen ciertas situaciones excepcionales. En ladiabetes mellitus tipo 1, se puede acumular una cantidad excesiva de cuerpos cetnicos en lasangre, produciendocetoacidosis diabtica.Los compuestos qumicos son elcido acetoactico(acetoacetato) y el cidobetahidroxibutrico(-hidroxibutirato); una parte del acetoacetato sufre descarboxilacin no enzimtica dandoacetona(una cantidad insignificante en condiciones normales);1los dos primeros soncidosy el tercero, unacetona.El lugar primario de formacin de los cuerpos cetnicos es elhgadoy, en menor proporcin, tambin elrin. El proceso tiene lugar en lamatriz mitocondrialy ocurre en diferentes pasos:1. La primera reaccin es la condensacin de dos molculas deacetil-CoApara formaracetoacetil-CoA, gracias a la accin de la enzima-cetotiolasa.2. La molcula deacetoacetil-CoAse condensa con otra molcula deacetil-CoApara formar-hidroxi--metilglutaril-CoA(HMG-CoA), por accin de la enzimaHMG-CoA sintasa.3. Finalmente, laHMG-CoA liasahidroliza el HMG-CoA en una molcula de acetoacetato y una de acetil-CoA.Los cuerpos cetnicos se forman en situaciones en las que el metabolismo de laglucosaest comprometido: Descompensacin diabtica: con cifras elevadas deglucagnen sangre Hipoglucemia AyunoprolongadoLa acetona se forma por ladescarboxilacindel cido acetoactico (acetoacetato), que es uncido carboxlicodefrmula empricaC4H6O3. Es el ms simple de los -cetocidosy como los dems, es muy intestable y sufredescarboxilacinespontnea aacetona. Interviene en elmetabolismodelpidosy es uno de loscuerpos cetnicos, una fuente de energa para elcorazny elcerebro. Elanincarboxilatodel cido acetoactico se conoce comoacetoacetato, que es la forma ms usual en losseres vivos.El acetoacetato es producido en el hgado y riones en dos etapas, en que el acetil-coenzima A y el acetoacetil coenzima A se condensan primero para formar 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A. (RM 09-1984)Los niveles de acetona son mucho menores que los de los otros dos tipos de cuerpos cetnicos. Dado que no puede volver a transformarse enacetil-CoA, se excreta a travs de laorinao bien mediante exhalacin. La exhalacin de la acetona es la responsable de un olor afrutadocaracterstico en el aliento por la acumulacin de acetoacetato.Si hay altos niveles de alguno de estos cuerpos cetnicos se produce una disminucin en elpHde lasangre. Esto se da en lacetoacidosis diabticay en lacetoacidosis alcohlica. La causa de la cetoacidosis es en ambos casos la misma: laclulano tiene suficiente glucosa; en el caso de la diabetes la falta deinsulinaevita que la clula reciba glucosa, mientras que en el caso de la cetoacidosis alcohlica, la inanicin provoca que haya menos glucosa disponible en general.

Peptidil Transferasa: Es unaribozimaaminoacil transferasaque realiza la funcin esencial de losribosomas. Se encarga de catalizar la formacin deenlaces peptdicos(RM 58-1980) entre aminocidos adyacentes durante latraduccindeARN mensajeroy, por tanto, lasntesis proteica.

Ceruloplasmina: Contiene 6 tomos de cobre en su estructura. Es una enzima de tipoferroxidasa, participa en el metabolismo del hierro. Es sintetizada en el hgado (pero tambin se ha reportado su expresin extraheptica en el cerebro, pulmones, bazo y testculos), es la principal protena transportadora decobreen la sangre (95%) (RM 14-2003), el porcentaje restante lo lleva laalbmina.

RESUMEN ARN - ARNLa sntesis de protenas involucra dos eventos: la transcripcin y la traduccin. En el primer caso, a partir de una cadena de ADN, se forma elARN mensajero(ARNm). La traduccin viene a ser la sntesis de polipptidos oprotenas.Una vez obtenida la copia del mensaje gentico en forma deARNm, este ARNm va a dirigir la sntesis de protenas en los ribosomas. Los ribosomas van a interpretar la secuencia completa de nucletidos (codones) del ARNm como la informacin necesaria para la unin de aminocidos especficos mediante enlaces peptdicos. La correspondencia entre los nuclotidos del ARNm y los aminocidos que forman una protena es lo que se denomina cdigo gentico.La traduccin se lleva a cabo en los ribosomas que estn formados por distintos tipos de ARNr (ARN ribosomal) y protenas. La traduccin es un proceso que se da en forma muy parecida en procariotas y eucariotas. Lo primero, es activar los aminocidos, es decir, unirlos a un ARNt (ARN de transferencia) especfico, esto ocurre en el citoplasma y la cataliza la enzima aminoacil ARNt sintetasa. El ARNt adems de llevar unido el aminocido, va a reconocer el codn del ARNm, as una vez activados los aminocidos, va a tener lugar la sntesis de protenas. Durante la traduccin, en la subunidad mayor del ribosoma se localiza la enzima peptidiltransferasa, que se encarga de la unin de los aminocidos mediante enlace peptdico. En el caso de los ribosomas procariotas (bacterias), la subunidad mayor es denominada 50 S, en tanto la menor es 30 S. La enzima peptidiltransferasa se localiza en la subunidad mayor (50 S).