Universitatea Politehnică Bucureşti Facultatea de Chimie Aplicată şi Ştiinţa Materialelor

Metabolismul glucidelor

Cuprins

• Consideraţii generale

• Ciclul Krebs

• Digestia glucidelor

• Absorbţia glucidelor

• Metabolismul glucidic

• Glicoliza

• Etapele glicolizei

• Glicogenoliza

• Anabolismul glucozei

• Gluconeogeneza

• Reglarea metabolismul glucidic

• Bibliografie

Consideraţii generale• Glucidele compuşi cu largă răspândire în lumea vegetală şi

animală• Glucoza

– Cea mai răspândită moleculă organică în lumea vegetală şi animală

– În anaerobioză reprezintă unica sursă de energie pentru muşchiul scheletic şi eritrocit

– În ţesutul adipos este sursă de glicerol pentru sinteza triacilglicerolilor

• Funcţiile glucidelor: – Surse de energie pentru toate celulele organismelor vii– Depozite de energie sub formă de glicogen hepatic şi muscular – Rol structural şi de susţinere intră în structura ţesuturilor

conective ale matricei osoase– Rol funcţional: MPZ – în structura substanţelor de grup sanguin– Rol hormonal

Consideraţii generale

• Aportul glucidic: – La adult 250 – 300 g/zi : amidon 50%, zaharoză 40%, lactoză 5-

10% şi alte zaharide în cantităţi minore.

• Glucidele alimentare – Glucoza apare ca atare în cantitate mică (mai ales ca produs

de degradare culinară)– Fructoza (5 – 10 g) fructe– Zaharoza (30 g) zahăr rafinat– Lactoza (10 g) lapte – Amidon, glicogen, celuloză (200 – 250 g)

!celuloza (20 – 25 g) îndeplineşte rolul de agent mecanic de stimulare a peristalticii

Ciclul Krebs

Digestia glucidelor

– Asigură descompunerea glucidelor până la monozaharide

– Constă din hidroliza di- şi polizaharidelor

– Se realizează la diferite nivele ale tubului digestiv (bucal şi intestinal)

– Se realizează cu participarea unor enzime hidrolitice-hidrolaze- prevăzute cu o înaltă specificitate de substrat (glucozidaze, galactozidaze) sau de tip legătură glicozidică (α-glucozidază)

Absorbţia glucidelor

- Necesită ATP celular pentru acoperirea cheltuielilor de energie

– Are loc la nivelul intestinului subţire sub formă de monoglucide

– Absorbţia intestinală a pentozelor şi hexozelor în stare liberă are loc prin difuzie simplă, fizică, fără consum de energie cu viteze ce depind de natura ozei în ordinea: galactoză > fructoză > manoză > xiloză > arabinoză

Metabolismul glucidicCatabolismul glucidic• Organismul preia glucidele sub formă de oze pe care ficatul le transformă

în glucoză prin reacţii de izomerizare, epimerizare.

• Esterul 6 fosforic al glucozei reprezintă forma metabolic activă a glucozei fiind componenta de plecare pentru aproape toate transformările glucidelor.

• Degradarea glucozo-6-fosfatului are loc pe mai multe căi, cele mai importante fiind:

- glicoliza – glucoza la acid lactic; - glicogenoliza - glicogenului la acid lactic;

- calea aerobă -acid piruvic la dioxid de carbon şi apă cu eliberarea unei cantităţi considerabile de energie.

Glicoliza• Glicoliza sau calea metabolică Embden-Meyerhoff-Parnas

- cale de degradare anaerobă a glucozei - provenită din glucoză liberă sau glicogen - până la acid lactic.

• Este o cale metabolica ce poate fi considerata suma a două procese:

- activarea glucozei la fructozo-1,6-bifosfat

- oxidarea fructozo-1,6-bifosfat la acid piruvic

• Principalul rol al căii Embden-Meyerhof este energogen.

- un mol de glucoza doi moli de acid piruvic-2 moli de ATP- se genereaza 2 moli de NADH, H+.

- descărcarea celor 2 moli de NADH,H+ în catena respiratorie produce 5 moli de ATP,potentialul energogen al căii Embden-Meyerhof este de 7 moli ATP.

Etapele glicolizei

1. Fosforilarea glucozei.

2. Izomerizarea glucozo-6-fosfatului la esterul fructozo-6-fosfat

3. Fosforilarea ireversibilă a fructozo-6-fosfatului la fructoza-l,6-difosfat.

4. Scindarea fructozo – 1,6 – difosfatului cu formarea fosfaţilor de trioză

5. Interconversia fosfaţilor de trioză

Etapele glicolizei6. Transformarea aldehidei-3-fosfoglicerice în acid 1,3-

difosfogliceric

7. Defosforilarea acidului 1,3-difosfogliceric la acid 3 – fosfogliceric

8. Izomerizarea acidului 3 – fosfogliceric la acid 2 – fosfogliceric

9. Deshidratarea acidului 2-fosfogliceric la acid 2-fosfoenolpiruvic

10. Transformarea acidului 2-fosfoenolpiruvic în acid piruvic sub acţiunea piruvatkinazei

11. Reducerea acidului piruvic la acid lactic

GlicogenolizaGlicogen

Glucoza

Zaharoza

Glucozo-6-P Gluconeogeneza

Fructozo-6-P

Fructozo-6-diP

Pi

FructozaPi

Fructozo-1-P

b)

ATP

ADP

Dihidroxiaceton-P

Gliceraldehida

a)Aldolaza B

Fructokinaza

Glucozo-6-fosfataza

Fosfogluco-izomeraza

Fructozo-1,6-difosfataza

Aldolaza A

NADH + H+

NAD+Alcool dehidrogenaza

Glicerol

ATP

ADP

Glicerol kinaza

Glicerol-PFosfogliceride

Triacilgliceroli

Gliceraldehid-3-PATP

ADP

Triozo-P-izomerazaGliceraldehid

kinaza

Glicoliza

PiruvatDihidroxiaceton-P

Triozo-P-izomeraza

Glicerol-Pdehidrogenaza

Anabolismul glucozei

GluconeogenezaAlanina

Piruvat

Alanina Piruvat

CO2

ATP

ADP

Oxaloacetat

NADH

NAD+

Malat

Malat

MITOCONDRIE

NADH

NAD+

Oxaloacetat

GTP

GDP

CO2

Fosfoenolpiruvat

ADP

ATP

Fosfoenolpiruvat

2-Fosfoglicerat

3-Fosfoglicerat

ATP

ADP

ADP

ATP

1,3 - Bifosfoglicerat

Gliceraldehid 3-fosfat Dihidroxiaceton fosfat

Fructoza 1,3 - bifosfat

NADH

NAD+

NAD+

NADH

Fructoza 6 - fosfat

PiATP

ADP

Fructoza 6 - fosfat

Glucoza 6 - fosfat

Glucoza

PiATP

ADP

Glucoza 1 - fosfat

Glicogen

UTP

UDP

Reglarea metabolismul glucidelorReglarea glicemiei se face prin: • mecanisme de reglare prin acţiune hipoglicemiantă: -creşterea consumului de glucoză în muşchi; -stimularea transformării glucozei din sânge în glicogen

hepatic şi muscular; -inhibarea transformării glicogenului hepatic în glucoză

sanguină; -suprimarea gluconeogenezei; -stimularea biosintezei lipidelor din glucoză.

• mecanisme de reglare prin acţiune hiperglicemiantă. -stimularea glicogenolizei hepatice -stimularea glicogenolizei musculare

Bibliografie

1. Luc Tappy, Basics in clinical nutrition: Carbohydrate metabolism, e-SPEN, the European e-Journal of Clinical Nutrition and Metabolism (2008) 3, e192-e195.

2. Lubos Sobotka, Peter B. Soeters, Basics in clinical nutrition: Metabolic response to injury and sepsis, e-SPEN, the European e-Journal of Clinical Nutrition and Metabolism 4 (2009), e1–e3.

 3.    C.Postic, R Dentin, J Girard, Role of the liver in the control of carbohydrate and

lipid homeostasis, Diabetes Metab 2004,30,398-408. 4.      S.J. Van Cromphaut, MD,, Hyperglycaemia as part of the stress response: the

underlying mechanisms, Best Practice & Research Clinical Anaesthesiology 23 (2009) 375–386.

5.      Jeannie Tay, Grant D. Brinkworth, Manny Noakes, Jennifer Keogh, Peter M. Clifton, Metabolic Effects of Weight Loss on a Very-Low-Carbohydrate Diet Compared With an Isocaloric High-Carbohydrate Diet in Abdominally Obese Subjects, Journal of the American College of Cardiology, Vol. 51, No. 1, 2008,pg.59-67.

 6.      Angela Popescu, Metabolism intermediar, UPB, 2003. 

Vă mulţumesc pentru atenţie!