Universidadde Oriente

Núcleo de Bolívar

Escuela de Cienciasde la Salud

Prof.Zulay CastilloPérez

Metabolismo:

Conjunto de reacciones químicas que ocurren en las

células de todos los seres vivos, se subdivide en:

Anabolismo: conjunto de reacciones biquímicas de síntesis

de moléculas complejas, a partir de moléculas simples, con

inversión de energía

Catabolismo: Conjunto de reacciones químicas donde

ocurre la degradación de moléculas complejas a moléculas

simples con liberación de energía.

La misión fundamental del metabolismo es generar: precursores de

otras vías metabólicas, poder reductor y ATP

Regulación del número de moléculas de enzima:

Inducción-represiónde la síntesis enzimática

Degradación de las enzimas

Regulando la eficiencia catalítica de las enzimas:

Disponibilidad de sustratos y cofactores

(Compartimentalización, asociaciones multienzimáticas)

Regulación alostérica

Homoalosterismo

Heteroalosterismo

Modificación covalente

Zimógenos o proenzimas fosforilación y desfosforilación

Especializaciones metabólicas de algunos órganos

1. Interacciones alostéricas: el flujo en la mayoría de las vías

metabólicas viene dado por las cantidades y actividades de ciertas

enzimas en lugar de hacerlo por la disponibilidad de sustratos.

2. Modificación covalente: muchas enzimas además del control

alostérico están reguladas por modificación covalente, son ejemplos

de estas la glucógeno fosforilasa que aumenta su actividad al ser

fosforilada.

3. Niveles enzimáticos: la cantidad de enzimas esta controlada al igual

que sus actividades la velocidad de síntesis y degradación de

muchas enzimas reguladoras están sometidas a control hormonal.

4. La compartimentalización celular.

5. Especializaciones metabólicas de algunos órganos

Mecanismos frecuentes en la regulación metabólica

Proteínas PolisacáridosÁcidos nucléicos

Lípidos

aminoácidos Glucosa

Bases

PentosasTAGs

Ácidos

grasos

Glicerol

FADH2

NADH

Piruvato

Acetil-CoA

ATP

ATP

o2 H2O

Isoprenoides

NADPH

NH3+

Otrasreacciones

biosintéticas

Proteínas PolisacáridosÁcidos nucléicos

Lípidos

aminoácidos Glucosa

Bases

PentosasTAGs

Ácidos

grasos

Glicerol

ATP

NADH

NADH

Piruvato

Acetil-CoA

FADH2

co2

ATP

ATP

o2 H2O

Cuerpos

cetónicos

FADH2

NADH

NH3+

UREA

CARBOHIDRATOS LÍPIDOS PROTEÍNAS

♣Glucólisis

♣Gluconeogénesis

♣Pentosas-Fosfato

♣Glucogénesis

♣Glucogenólisis

♣Lipogénesis

♣Lipólisis

♣SíntesisdeTAG

♣Síntesisdecolesterol

♣Degradaciónde

colesterol

♣Síntesisydegradación

deaminoácidos

♣Síntesisde

nucleótidos

♣Transportedelípidos

CICLO DE KREBS (Embudo metabólico)

Y

CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES

VíaEnzima(s)

Reguladora(s)

Activadores e Inhibidores

alostéricos

Lugar de la

Célula en que

ocurre

Glucólisis

Hexocinasa Inhibeglucosa

Citosol

PFK1Activa:AMPyF-2,6BP+

Inhibe:Citrato,ATPyH

PiruvatoCinasaActiva:F-1,6-BP

Inhibe:ATPyAlanina

Gluconeógenesis

Glucosa-6-FosfatasaInhibidapor:Citrato,ATPeInsulina.

Activa:Glucocorticoides

Citosoly

Mitocondria

FructosaBifosfatasaInhibe:F-2,6-BPyAMP

Activa:Citrato

PEPcarboxicinasa Inhibe:ADP

PiruvatoCarboxilasaInhibe:ADP

Activa:Acetil-CoA

Pentosasfosfato G-6-P-DH

+

Activa:NADP

Inhibe:NADPHCitosol

Glucogénesis Glucógenosintasa Activa:Insulina Citosol

Glucogenólisis

Glucógenofosforilasa

muscular

Activa:AdrenalinayAMP

Inhibe:ATPCitosol

Glucógenofosforilasa

hepáticaActiva:Glucagón

Inhibe:Glucosa,ATPCitosol

VíaEnzima(s)

Reguladora(s)

Inhibidoresy

activadores

Lugar de la

Célula donde

ocurren

LipogénesisAcetil-CoA

carboxilasa

Activa:Citrato,

Insulina.

Inhibe:Palmitoil-

CoA,Glucagón

Citoplasma,

mitocondriay

retículo

endoplasmático

Síntesis de TAG Activa:Insulina Citosol

Lipólisis

Carnitinaacil

transferasaI

Inhibe:Insulinay

Malonil-CoA

Citosoly

mitocondria

Lipasas Reguladas

hormonalmente

CetogénesisHMG-CoA

sintasaActiva:Acetil-CoA

Matriz

mitocondrial

Sintesis de

colesterol

HMG-CoA

reductasa

Inhibe:Colesterol

Y Glucagón

Activa:Insulina

Citoplasma

VíaEnzima(s)

Reguladora(s)

Inhibidores y

activadores

Lugar de la

Célula donde

ocurren

Ureogénesis:

Formación de

Carbamoilfosfato

CPSIActiva:Argininay

glutamatoMitocondria

Sintesis de novo

Denucleótidos de

purina

Glutamina

fosforribosilamino

transferasa

Activa:PRPP

Inhibe:AMP,GMP

eIMPCitosol

Sintesis de

Nucleotidos de

pirimidina

Aspartato

transcarbamilasa

Activa:PRPP

Inhibe:CTPCitosol

Sintesis de

porfirinasALAsintasa

Reguladapor

HemoMitocondria

6 fosfogluconato

Ribosa-5-P

Lactato

Alanina

Ácidos

grasos

Glucosa

Glucosa-6-P

Fructosa-6-P

Piruvato

Acetil-CoA

CO2

Glucosa-1-P

Glucógeno

Oxalacetato

Colesterol

Cuerpos

cetónicos

Alimentación:

Máxima absorción de nutrientes desde el intestino (2 horas

despues de recibir alimento o pospandrio)

Ayuno temprano:

Inmediatamente al cesar la captación de combustibles por el

intestino (4-12 horas después de recibir alimento)

Ayuno prolongado:

No hay aporte alguno de nutrientes que puedan ser absorbidos

intestinalmente (Después de 12 horas de recibir alimento)

Inanición:

Más de 3 días sin recibir alimento

Renutrición:Estado inicial al llegar nutrientes provenientes del intestino.

Tejido FunciónRequerimiento

energético

Hígado

Sintetiza:glucógeno,proteínas

plasmáticas, urea, ácidosgrasos y

VLDL,cuerpos cetónicos.

Realiza:gluconeógenesis

desintoxicación, suministro de

Combustible al cerebro,músculo, y

Otros órganos perifericos, sintetiza y

esterifica,sintetiza

α-cetoácidos

Músculo

esqueléticoTrabajo mecánico

Glucosa,fosfocreatina,

Ácidos grasos y cuerpos cetónicos.

Reserva glucógeno y

fosfatodecreatina.

Intercambia lactato y

Alanina porglucosa con el hígado.

Músculo

cardíaco

Bombeo de sangre por contracción a

Través del sistema circulatorio

Glucosa en alimentación,

Ácidos grasos en El ayuno,

Puede tambien usar CC,

Lactato y piruvato.

Tejido FunciónRequerimiento

energético

Intestinodelgado Digestión y absorción de nutrientes

Requiere mucha energia

Que emplea en transporte

Activo y sintesis lipoproteínas.Usa

Glutamina exógena o endógena.

SanguíneoTransportar oxígeno,CO2,metabolitos,

nutrientes,sustancias de defensa,

Reparación y desecho.

Exclusivamente glucosa

Adiposo Reserva energéticaGlucosa en alimentación

Ácidos grasos en el ayuno

Renal

Filtración del plasma sanguíneo

Eliminando productos de desecho,

Reabsorción de electrolitos,azúcares y

Aminoácidos del filtrado, regulación del pH

sanguíneo,regulación del contenido de Agua corporal.

Glucosa en alimentación

Ácidos grasos y cuerpos

cetónicos,en ayuno prolongado

Cerebro

Procesa información sensorial,controla y

Coordina el comportamiento y las

Funciones corporales homeostáticas.

Responsible de la cognición,emociones,

Memoria y aprendizaje.Controla y Coordina el

metabolismo

Principalmente utiliza

glucosa,

en ayuno

Prolongado se adaptaa

Usar cuerpos cetónicos.

Utiliza 20% del oxígeno consumido

Los animales consumimos cantidades

variables de combustibles para cubrir la

demanda metabólica y almacenar el

exceso que luego será dispuesto durante

los períodos de inanición.

Su finalidad es que exista disponibilidad

constante de combustibles oxidables en

sangre para mantener la homeóstasis

calórica

Entrada de glucosa (músculo, t adiposo ; + GLUT4)

Entrada de glucosa (hígado+ Glucoquinasa)

Síntesis de glucógeno (hígado músculo + Glucógeno sintasa)

Degradación de glucógeno (hígado, músculo - Glucógeno fosforilasa)

Glucolisis hasta acetilCoA (hígado, músculo + Fosfofructoquinasa-1 y PirDH)

Síntesis de acidos grasos (hígado+ Acetil-CoA carboxilasa)

Sintesis de TAG (tejido adiposo + Lipoproteina lipasa)

Degradación de glucógeno (hígado) + Glucógeno fosforilasa

Síntesis de glucógeno (hígado) - Glucógeno sintasa

Glucólisis hasta AcetilCoA (hígado) - Fosfofructoquinasa-1

Gluconeogénesis (hígado) + F1,6BisPasa y Pir quinasa

Degradación de TAG (tejido adiposo) + TAG lipasa

Degradación de glucógeno hígado) + Glucógeno fosforilasa

Síntesis de glucógeno (hígado) - Glucógeno sintasa

Glucolisis hasta AcetilCoA (hígado) - Fosfofructoquinasa-1

Gluconeogénesis (hígado) + F1,6BisPasa y Pir quinasa

Degradación de TAG (tejido adiposo) + TAG lipasa

Degradación de aac en el músculo + Enzimas de la

degradación de aac ramificados

La falta de glucosa impide la salida de AcCoA de las

mitocondrias = Síntesis de CC

Fase Origen de la glucosa

Sanguínea

Tejidos que utilizan glucosa Principal combustible del

cerebro

I Exógeno Todos Glucosa

II

Glucógeno

Gluconeogénesis

hepáticaTodos excepto el hígado.

El músculo y el tejido adiposo en

Pequeña proporción

Glucosa

III

Gluconeogénesis

hepática

Glucógeno Todos excepto el hígado.

El músculo y el tejido adiposo en

Proporciones intermedias entre II

Y IV

Glucosa

IV Gluconeogénesis

Hepática y renal

Cerebro,eritrocitos,médula

renal.El músculo en pequeña

cantidad

Glucosa,cuerpos

cetónicos

V Gluconeogénesis

Renal y hepática

El cerebro en pequeña

proporción,eritrocitos y médula

renal

Cuerpos cetónicos,

glucosa

Inducida por insulinaAcil CoA de cadena larga,

AMPcCitrato Acetil CoA carboxilasaLipogénesis

Inhibida por ciertos

medicamentos

Colesterol, AMPc,

Mevalonato, ácidos biliares-HMG-CoA reductasaSíntesis de colesterol

Inducida por insulinaNADPHNADP+G-6-P deshidrogenasaPentosas fosfato

--AMPc,

Ca2+(músculo)Fosforilasa Glucogenólisis

Inducida por insulinaFosforilasa en el hígado

AMPc, Ca2+, en el músculo-Glucógeno sintasaGlucogénesis

Inducida por glucagón,

glucocorticoides y AMPc

Reprimida por insulina

ADP

-

AMP, fructosa 2,6 bifosfato en

hígado y fructosa 1,6

bifosfato en el músculo

Acetil CoA

AMPc

AMPc

Piruvato carboxilasa

PEP carboxicinasa

Fructosa 1,6 bifosfatasa

Gluconeogénesis

También importante en la

regulación de CK

Acetil CoA, NADH, ATP

(ácidos grasos, cuerpos

cetónicos)

CoA, NAD+, ADP,

piruvatoPiruvato deshidrogenasaOxidación del piruvato

Inducida por insulina

Citrato (ácidos grasos,

cuerpos cetónicos), ATP,

AMPc

AMP, fructosa

2,6 bifosfato en

hígado. Fructosa

1,6 bifosfato en

músculo

fosfofructocinasaGlucólisis

Regulada en gran parte

por la necesidad de ATP y

por lo tanto por el

suministro de NAD+

ATP, Acil CoA de cadena

larga-Citrato sintasaCiclo de Krebs

CaracterísticasInhibidorActivadorPrincipales enzimas

reguladorasVía

Hormona característica durante el estado de alimentación, secretada por

las celulas β del páncreas. Estimula el almacenamiento de combustibles y

la síntesis de proteínas. Al aumentar su concentración en sangre, induce:

Sintesis de proteínas

sintesis de glucógeno y TAGs

Glucólisis hepática

Entrada de glucosa a las células musculares, cardíacas, adiposas,

cerebrales, del bazo y sanguíneas.

Captación de aminoácidos ramificados por el músculo

Disminuye: Gluconeogénesis, lipólisis, degradación de proteínas y la

concentración de glucosa en sangre.

Hormona característica del estado de ayuno, al aumentar

en sangre estimula la liberación de glucosa del hígado y la

liberación de combustibles, al inducir:

Degradación de glucógeno hepático

Gluconeogénesis hepática y renal

Degradación de TAGs en el tejido adiposo

Aumento de la concentración de glucosa en sangre

Disminuye: La síntesis de glucógeno, la síntesis de ácidos

grasos y la glucólisis.

Hormona característica del estado de ayuno, al aumentar

su concentración en sangre induce:

Aumento de la concentración de AMPc en el músculo

Degradación de glucógeno muscular

Degradación y movilización de TAGs en el tejido

adiposo

Aumento de la concentración de glucosa en sangre.

Disminuye: la captación de glucosa por el músculo, la

síntesis de glucógeno y la secreción de insulina

Ejercicio aeróbico Ejercicio anaeróbico

Moderado y de larga duración Intenso y de corta duración

Mucha cooperación entre órganos Poca cooperación entre órganos

Combustibles:

FOSFOCREATINA,

GLUCÖGENO,oxidacion de

ÁCIDOSGRASOS,CUERPOS

CETÖNICOS

Combustibles:reservas de

FOSFOCREATINA y de

GLUCÓGENO

Rutas metabólicas:

Glucogenólisis muscular,

Glucólisis aeróbica,lipólisis,

Oxidación de ácidos grasos, cetogénesis.

Rutas metabólicas:

Glucogenólisis muscular y

Glucólisis anaeróbica

INTESTINO

GLUCOSA

AMINOÁCIDOS

LÍPIDOS

GLUCOSA

AA LÍPIDOS

VLDL

ÁCIDOS

GRASOS

LIPÓLISIS

TEJIDOADIPOSO

VENAPORTA

QUILOMICRONES

VASOSLINFÁTICOS

OTROS

TEJIDOS

P

L

A

CE

N

TA

LDL

ESTADOINSULINO RESISTENTE

LACTÓGENO ESTRADIOL PROGESTERONA

PLACENTARIO

GLUCÓGENO

GLUCOSA

LIPÓLISIS

TEJIDOADIPOSO

LACTATO

GLUCOSA

L

ACE

NTA

ÁCIDOS GRASOSTAG

cc

AMINOÁCIDOS

CO2

CO2

ESTRADIOL

LACTÓGENO

PLACENTARIO

P

PROGESTERONA

ESTADOINSULINO RESISTENTE

INTESTINO

GLUCOSA

AMINOÁCIDOS

LÍPIDOSVASOS

LINFÁTICOS

VENAPORTA

GLUCOSA

AA LÍPIDOSLACTOSA

TAGs

PROTEÍNAS

TEJIDOADIPOSO

ÁCIDOS

GRASOS

DESARROLLO DECÉLULAS Y

CONDUCTOS

GALACTÓFOROS

GLUCOSA

AA

LÍPIDOS

CALCIO

TEJIDOADIPOSO

ÁCIDOS

GRASOS

LACTOSA

PROTEÍNAS

TAGs

LIPÓLISIS

Dependiente de insulina, es causada por la destrucción

autoinmune de las células -pancreáticas, es tratada con terapia

de reemplazo de insulina. Representa un 10% de los casos dediabetes

No dependiente de insulina, esta se produce pero los

receptores no son sensibles a ella. Representa el 85-90% de

los casos de diabetes. El tratamiento se basa en controldietético y ejercicio