usmp krebs pentosas fructosa
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Glicólisis
glicólisis
Metabolismo energéticoLa célula aprovecha los nu-trientes carbohidratos y gra-sas para sus necesidades e-nergéticas.Excepcionalmente aprovecha las proteínas.Para ello tiene vías me-tabólicas, inicialmente espe- cíficas y luego comunes, que terminan en producción de energía y la generación de CO2 y agua.Para carbohidratos es la vía Glicólisis y para grasas es la oxidación. Ambas termi-nan en la generación de Acetil CoA.
Fructosa glucosa galactosa
glucosa 6-P
acetil CoA
Triglicéridos
ácidos grasos
beta oxidación
Glicólisis: características generales
La Glicólisis o vía de Embden Meyerhoff es la vía fundamental del metabolismo de los carbohidratos en el citosol de las células.
Comprende 10 etapas destinadas a la transformación de una molécula de glucosa en dos de ácido pirúvico, el que ulteriormente podrá transformarse en acetil CoA para su aprovechamiento energético máximo, siempre que exista abundante O2 en el medio o transfor- marse en ác. láctico, con discreto aprovechamiento energético, si no hay suficiente O2 en el medio.
Todas sus etapas son fosforiladas y su papel fundamental es producir energía bajo la forma de ATP y algunos intermediarios fundamentales en los tejidos.
Importancia de la Glicólisis en cada tejido
En hematíes es fundamental para la síntesis de ATP. Ellos no tienen mitocondrias por lo que no tienen ciclo de Krebs.
En el músculo esquelético es fundamental como productor de energía (ATP), sobre todo en condiciones anaerobias.
En el tejido adiposo provee energía y dihidroxiacetona fosfato, necesario para la síntesis in situ de triglicéridos.
En el hígado es fundamental como paso previo al ciclo de Krebs, además puede generar precursores para la síntesis de ácidos grasos.
OHCH
OC
POHC
2
!
2!
POCH
HOHC
HOC
2
!
!
POCH
HOHC
POOC
2
!
!
POCH
HOHC
OOC
2
!
!
ATP 2
!!
!
CH
OHC
OOC
ATP
3
!
!
CH
OC
OOC
3
!
!
CH
HOHC
OOC
Hexoquinasa/glucoquinasa Iisomerasa
Fosfo fructoquinasa
aldolasaNAD
NADH2
Gliceraldeh.3 P deshidrog.
3P gliceratoquinasa
EnolasaPiruvatoquinasa
Lácticodehidrogenasa
Glicólisis: etapas
1ra.etapa: ingreso de glucosa al interior celular y su transformación en azúcar fosforilado, para evitar que la glucosa vuelva a trasponer la membrana en sentido inverso. Proceso diferente, según sea tejido muscular o hepático.
Músculo
Glucosa
membrana
GLUT4
Glucosa
Glucosa 6 P
Hexoquinasa
Insulina(+)
Glucosa
membrana
Glucosa
Glucosa6P
insulina(+)
Hígado
Glucoquinasa
GLUT2
Glucoquinasa HexoquinasaKm 10mM < 100uMVmax Alta Baja
TejidoHígado Células Pancreáticas Demás tejidos
Regulación corto plazo
Responde a cambios en concentración de glucosa
Inhibido por la glucosa 6 fosfato
Regulación a largo plazo
Síntesis inducida por la insulina Constitutiva
Glicólisis : inicio
Glicólisis: primera etapaen dos triosas intercon-vertibles. La transformación de glucosa en dos moléculas : gliceraldehido 3P y dihidro-xiacetona P, pasa primero por la fosforilación de la glucosa, y de la fructosa 6P, con gasto de dos moléculas de ATP.Ambas reacciones son exerg-ónicas: hexoquinasa(-4 kcal/-mol) y P-fructoquinasa 3,4 kcal/mol).La reacción de la P-fructo-quinasa es el paso limitante.Aldolasa: liasa que rompe la fructosa 1, 6 Di P
Glucosa 6P
Fructosa 6P
Fructosa 1,6PP
isomerasa
fosfofructoquinasa
DiHidroxiacetona P Gliceraldehido 3P
aldolasa
isomerasa
Glicólisis: segunda etapaLa etapa de conversión de Gliceraldehido 3P en piru-vato es la de formación de ATP.El proceso de fosforilación es a nivel del sustrato.La reacción más importante es la transformación de gli-ceraldehido 3P en 3 fos-foglicerato con producción de 1 ATP. Hay oxidación de C N°1 con reducción de NAD a NADH2, se forma un anhídrido entre COO- y Pi con suficiente energía para sintetizar 1 ATP.
OCH
OHCH
POCH 2
P-OCO
OHCH
POCH 2
OOHC
OHCH
POCH 2
NAD
NADH2
ADP
ATP
-18,8kcal/mol
Gliceraldehido 3Pdeshidrogenasa
Fosfogliceratoquinasa
Glicólisis: segunda etapa
Reacciones siguientes: tienen por finalidad transformar el 3Pglicerato en otro compuesto de alta energía, el fosfoenolpi-vato, para sintetizar otra molé-cula de ATP.
Una mutasa traslada el grupo P del 3er al 2do C, y una enolasa deshidrata formando un compuesto de muy alta energía, que por la piruvato quinasa sintetiza 1ATP =7,3 kcal/mol), libera energía y produce una molécula de
piruvato.
OOHC
OHCH
POCH 2
mutasa
OOHC
POCH
OHCH 2
3P Glicerato
2P Glicerato
H2Oenolasa
P enolpiruvatoOOH
C
POCH
2CH
-14,8 kcal/mol
OOHC
OC
3CHÁc. Pirúvico ADPATP
Glicólisis anaeróbica o aeróbica?
La anaerobiosis es el fenómeno resultante de no recibir suficiente oxígeno para metabolizar la glucosa por la vía aeróbica.
En un sujeto que no es deportista el ejercicio crea esa condición.
Ciertos tejidos como los hematíes (sin mitocondrias) también metabolizan la glucosa en condiciones anaeróbicas.
En condiciones aeróbicas, el NADH2 es dispuesto por las mitocondrias y el O2 para formar agua, produciendo 6 ATP por mol de glucosa, más el generado a nivel del sustrato. En anaerobiosis el NADH2 es transformado en NAD por la LDH con formación de ácido láctico.
ATPNADHPiruvADPPiNADGluc 2222222 G3PDH
NADLactatoNADHPiruvato 22222 LDH
Glicólisis: regulaciónTres etapas de la Glicólisis son las que regulan esta vía metabólica:
Glucoquinasa/HexoquinasaFosfofructoquinasa, la más importante.Piruvato quinasa
Además intervienen la concentración de los sustratos y el nivel de óxido reducción de la células, el nivel NAD/NADH y piruvato/lactato, que dependen de la concentración de oxígeno.
Enzima Regulación Efecto
Fosfofructoquinasa Alostérica
Activada por AMP y Fructosa 2,6 difosfato Inhibida por ATP y citrato
Piruvico quinasa Alostérica
Activada por fructosa 2,6 difosfato Inhibida por ATP y alanina
Hexoquinasa Alostérica Inhibida por glucosa 6 fosfatoGlucoquinasa Transcrip.genética Inducida por insulina
Regulación de la Fosfofructoquinasa
El equilibrio entre fosfofructoquinasa y fructosa 1,6 difosfatasa depende de la concentración de fructosa 2,6 difosfato.
El predominio marca el sentido de la reacción, Glucólisis o Gluco-neogénesis.
La razón del efecto es que reduce el Km de la quinasa. La insulina aumenta la concentración de Fructosa 2,6PP y el glucagon la disminuye.
Glucosa G6P F6P F1,6PP
PFK
FBPasa
PEP Pirúvico
F2,6PP
F2,6PP
+
-
Regulación de la Pirúvicoquinasa
El glucagon y la insulina controlan la actividad de la pirúvico quinasa, bajo la forma de enzima fosforilada (activa) y enzima defosforilada (inactiva).
Pirúvicoquinasa
Pirúvicoquinasa
P
inactivaactiva
Glucagon (+)
Insulina (+)
Metabolismo del Piruvato
Metabolismo del piruvato
El piruvato ocupa una posición central y fundamental entre los me-tabolismos de carbohidratos, grasas y proteínas, a través de su vin-culación con lactato, alanina, acetil CoA y oxalacetato.
PIRUVATO
Glucosa Aminoácidos
Lactato Alanina
Acetil CoA Oxalacetato
CO2+H2O Ac.grasos Acetona Krebs Gluconeogénesis
Piruvato deshidrogenasa
La piruvato deshidrogenasa une la Glicólisis con el Ciclo de Krebs, mediante el procedimiento de Decarboxilación Oxidativa, en el cual el grupo carboxilo del piruvato es liberado como CO2 y los dos carbonos remanentes forman acetil CoA.
La PDH es un complejo multienzimático formado por tres enzimas y cinco coenzimas.De las coenzimas, dos de ellas CoA y NAD, se asocian al sustrato, mientras que las otras TPP, ác.lipoico y FAD se asocian al complejo.
El complejo tiene además una quinasa y una fosfatasa que activan y desactivan a la PDH.
HNADHCOCoASCOCHNADSHCoACOOHCOCH 233
Complejo PDH
La Decarboxilación es iniciada por E1 en presencia de TPP, luego E2 en presencia de ác.lipoico oxida al compuesto y lo prepara para unirse a la CoA. El ác.lipoico es reoxidado por el FAD y E3
Enzimas y coenzimas de la Decarboxilación Oxidativa.
Enzimas Coenzimas ParticipaciónE1-Piruvato dehidrogenasa TPP DecarboxilaciónE2-dihidrolipoil transacetilasa Ac.lipoico Oxidación-Transferencia de aciloE3-dihidrolipoil deshidrogenasa CoA-SH Regeneración de ácido lipoicoPiruvato DH quinasa FAD Fosforilación e inactivación de E1Piruvato DH fosfatasa NAD Defosforilación y activación de E1
Regulación de la actividad de la PDH PDH PDH P
AcetilCoA-NADH-ATP(+)
quinasa
Fosfatasa
Insulina(+)
Otros destinos del piruvato
Transformación de piruvato en lactato, con reoxidación del NADH a NAD (LDH).
Transaminación del piruvato a alanina (ALT).
Carboxilación de piruvato a oxalacetato, paso inicial de la neoglucogénesis.
NADCOOHCHOHCHHNADHCOOHCOCH 33
atocetoglutaralaninaGlutamatoPiruvato
Ciclo de Krebs Importancia Fisiológica
Mitocondrias: organelos
Organelos del tamaño de una bacteria (1x2um) especia-lizados en mecanismos oxida-tivos y en síntesis de ATP.
Una célula eucariota puede contener hasta 2000 mito-condrias, aproximadamente 25% de su volumen.
Constan de una membrana externa, una interna y un espacio intermembranoso.
La membrana interna tiene el más alto contenido proteico que ninguna otra membrana en la célula.
Membrana interna
Membranaexterna
Espacio intermembranoso
Matriz
¨La membrana externa se puede separar y asislar mediante la digitonina, shock osmótico o radiación ultrasónica seguida de centrifugación en gradiente de densidad.¨
Mitocondrias:membranasDiferentes tejidos tienen diferen- te número y cantidad de crestas, de acuerdo a la oxidación.
La membrana externa tiene unas proteínas integrales llamadas po-rinas ,formando poros para el in-greso de moléculas menores de 10 000 de peso molecular.
La membrana interna es imper- meable a la mayoría de molé-culas salvo agua, O2 o CO2.
La membrana interna tiene 75% de proteínas como proteínas transportadoras, cadena respi-ratoria, ATP sintetasa. Transportador
ATP sintetasa
Cadena
respiatoria
Enzimas del
Metabolismo
oxidativo
Nucleótido
quinasas
Poro
Enzimas del
Metabolismo de
lípidos
Funciones metabólicas de la mitocondria
Piruvato
Piruvato
3 CO2
3 CO2
Acetil CoA
Krebs
NADFAD
Ca2+
Ca2+
nH+ nH+ nH+
4e(-)
O2
2H2O
P
AP P P
H+
H+
AP P+
AP P P
B-oxidación
Acil CoA
Acil CoA
Ciclo de la Urea
Urea
HCO3+
NH3
Partes de la mitocondria
Membrana externa: Porosa y permeable a iones y pequeñas moléculas.Membrana interna: altamente impermeable. Las moléculas requieren de transportadores proteicos. Gracias a sus pliegues aumenta su superficie. En la membrana hay transportadores proteicos, deshidrogenasas FAD dependientes, y todas las enzimas de la Fosforilación Oxidativa. Espacio intermembranoso contiene dos enzimas fundamentales : la adenilatoquinasa y la nucleósido difosfato quinasa.
Matriz: contiene muchas enzimas, como las del Ciclo de Krebs, la pirúvico deshidrogenasa, la glutamato deshidrogenasa, y las de la oxidación.
AMPATPADPuinasaadenilatoq
2
ATPXDPADPXTPuinasadifosfatoqmucleósido
Ciclo de Krebs y los macronutrientes
CARBOHIDRATOS PROTEÍNAS GRASAS
GLUCOSA AMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRASOS
Acetil CoA
Ciclo de Krebs
CO2ATP
Ciclo de Krebs:energía
El Ciclo de Krebs es un conjunto de reacciones químicas que se efectúa en las mitocondrias, para catabolizar los residuos de Acetil CoA producidos en el metabolismo de carbohidratos y grasas.
Este Ciclo libera energía que se guarda como ATP y moléculas de CO2 que se eliminan con la respiración.
Esas funciones se llevan a cabo en todos los tejidos pero con más importancia en el hígado.
Es responsable de 2/3 de la producción calórica del organismo.
Ciclo de Krebs: principio general
Oxalacetato(C4) Citrato(C6)
Acetil CoA(C2) CoA
CO2CO2
Ciclo de Krebs: valor calórico
Durante la oxidación del Acetil CoA se forman equivalentes reductores como H+ o electrones en la matriz mitocondrial adyacente a la membrana interna.
Así, la transferencia a la cadena respiratoria que está en la membrana mitocondrial interna se realiza con facilidad.
Todo el proceso es aeróbico, luego sin oxígeno se inhibe total o parcialmente.
Partes del Ciclo de Krebs
A partir de un acetil CoA se producen dos moléculas de CO2.
Se generan cuatro pares de hidrógenos que son captados por 3 NAD y 1 FAD.
Además se produce una fosforilación a nivel del sustrato.
Piruvato
AcetilCoA
Citrato
Isocitrato
Alfa cetoglutarato
Succinato CoA
Oxalacetato
Malato
Fumarato
Succinato
GTP GDO +P
O=C--COO-
H--C--COO-
H
HO--C--COO-
H--C--COO-
H
H
H--C--COO-
H--C--COO-
OH--C--COO-
H
H
H--C--COO-
H--C--H
O=C--COO-
H
H--C--COO-
H--C--H
O=C~SCoA
H
H--C--COO- H--C--H
COO-
COO-
H--C--H
H--C
COO-
COO-
C--H
H--C--H
COO-
COO-
HO-C--H
H2OCoA-SH
Citrato sintetasa
Aconit
asa
Isocitratodeshidrogenasa
NAD+
NADH+H+
Cetoglutarato
deshidrogenasa
NAD+
NADH+H+
CO2
GDP+PiGTP
Succ
inat
otio
quin
asa
FAD
FADH2
Succinato
deshidro
genasa
H2O Fumarasa
Malatodeshidrogenasa
HH-C-CO~SCoA H +
NAD
NADH+H+
Oxalacetato Citrato
Isocitrato
cetoglutarato
Succinil CoA
Succinato
Fumarato
Malato
Ciclo de KrebsCiclo de Krebs
CO2
Ciclo de Krebs: etapas 1 y 2
1.- Condensación inicial del Acetil CoA con el Oxalacetato con liberación de energía del enlace tioester por acción de la citrato sintetasa.
CoACitratoOHoOxalacetatAcetilCoA 2
2.- Conversión de citrato en isocitrato. Se forma transito-riamente cis aconitato. La realiza la enzima aconitasa.
IsocitratoaconitatoCisCitrato
H2O H2O
Ciclo de Krebs: etapas 3 y 4
3.- Dehidrogenación del isocitrato, formando oxalsuccinato. Existen tres isoenzimas: la NAD específica de las mitocondrias, y las NADP especí-ficas de mitocondrias y citosol. La NAD específica se acopla a la cadena respiratoria.
HNADHCOatocetoglutaratooxalsuccinNADIsocitratoenzimalaaunido
2
Esta reacción requiere Mg++ y genera 3ATP por Mol de acetilo
4.- El alfa ceto glutarato pasa por una decarboxilación oxidativa seme-jante a la del piruvato. Requiere los mismos cofactores y vitaminas tales como, difosfato de tiamina, ác.lipoico, NAD,FAD y CoA. La enzima es la cetoglutarato dehidrogenasa y forma Succinil CoA.
HNADHCOASuccinilCoCoANADatocetoglutar 2
Esta reacción genera 3ATP por Mol de acetilo.
Ciclo de Krebs: etapas 5 y 6
5.- La succinil CoA se convierte en succinato por acción de una tioquinasa. En esta reacción la energía liberada por la unión con la CoA permite la síntesis de una mol de ATP. A nivel del sustrato.
CoAATPsuccinatoADPPiAsuccinilCo
6.- El succinato es metabolizado por una deshidrogenasa, unida a la superficie interna de la membrana mitocondrial. En la única deshidrogenasa que transfiere hidrógeno al FAD sin pasar por el NAD. Genera fumarato.
2FADHFumaratoFADsuccinato
Esta reacción sólo genera 2 ATP en la cadena respiratoria.
Ciclo de Krebs: etapas 7 y 8
7.- La fumarasa cataliza la incorporación de una mol de agua para formar malato.Se elimina la doble ligadura anterior.
malatoOHfumarato 2
8.- El malato es convertido a oxalacetato por una deshidrogenasa en presencia de NAD.
HNADHooxalacetatNADmalato
Esta reacción genera 3ATP por mol de acetilo, en la cadena respi-ratoria y proporciona el oxalacetato necesario para reiniciar el ciclo con una molécula más de acetil CoA.
Ciclo de Krebs : balance calórico
Se producen tres moléculas de NADH y una de FADH2 por cada molécula de acetil CoA.
En la membrana mitocondrial interna se recibe estos equiva-lentes reductores por la cadena respiratoria.
Cada paso por la cadena genera 3 ATP a partir del NAD pero a partir de FAD sólo 2.
Un enlace de alta energía se genera a nivel del sustrato.
En total se forman 12 ATP por ciclo de Krebs.
Enzima ATPDeshidrogenasa isocítrica 3Deshidrogenasa del cetoglutarato 3Succinato tioquinasa 1Deshidrogenasa del succinato 2Malato deshidrogenasa 3Total 12
Generación de ATP por Ciclo
Vitaminas en el Ciclo de Krebs
Riboflavina como FAD : cetoglutarato deshidrogenasa y succinato deshidrogenasa.
Niacina como NAD: isocitrato cetoglutarato deshidrogenasa y malato deshidrogenasa hidrogenasa.
Tiamina como difosfato de tiamina: para de-carboxilación y cetoglutarato deshidrogenasa.
Ácido pantoténico como Coenzima A.
Control del ciclo de Krebs
Principal función del ciclo de Krebs : producción de ATP. Una dieta promedio genera 2000 a 3000 kcal por día. Si ello provee un 50% de generación de ATP, se debe pro-ducir aproximadamente 120 moles de ATP o 65 kg del mismo. Como el organismo sólo tiene 3 a 4 g de nucleótidos (ATP ADP,AMP ) cada molécula debe ser refosforilada miles de veces al día.Si una célula no usa el ATP no habrá ADP disponible, luego el NADH no podrá ser reoxidado y la relación NADH/NAD se elevará y esto detendrá al ciclo de Krebs.
Acción de la relación NADH/NAD sobre el ciclo de Krebs
El incremento de NADH inhibe a la:
cetoglutarato deshidogenasa
citrato sintetasa
isocitrato sintetasa
piruvato deshidrogenasa.
Estas enzimas también se inhiben por el producto.
Aprovechamiento de los NADH en la cadena respiratoria
El NADH producido en el citosol por efecto de la glicólisis (gliceradehido 3P deshidrogenasa) no puede atravesar la membrana mitocondrial.
En condiciones anaeróbicas se aprovecha en la transforma-ción de piruvato a lactato.
En condiciones aeróbicas se aprovecha por la cadena respiratoria.
El ingreso a la mitocondria está regido por un mecanismo
llamado de lanzadera de equivalentes reductores.
Lanzadera del glicerofosfato
NAD
NADH
FAD
FADH
Glicerol 3P Glicerol 3P
Dihidroxiacetona P Dihidroxiacetona P
Glicerol 3Pdeshidrogenasa
Glicerol 3Pdeshidrogenasa
Lanzadera del malato (1)
El proceso de transaminación en el citosol genera gran cantidad de oxalacetato que se transforma en una vía de ingreso para más NADH.
Sin embargo la membrana mitocondrial es imper-meable al oxalacetato por lo que el transporte lo hace bajo la forma de malato. Es este el que lleva los equivalentes reductores al interior.
Dos transaminasas transforman al oxalacetato en cetoglutarato para permitir su paso de membrana.
Lanzadera del malato (2)
NAD
NADH
NAD
NADHoxalacetatooxalacetato
Malato Malato
Alfa KG Alfa KG
Aspártico AspárticoGlutamato Glutamato
H H
Transaminasa
Malato deshidrogenasa Malato deshidrogenasa
Transaminasa
Vía de las Pentosas
Metabolismo de Fructosa
Metabolismo de Galactosa
Control de la Glicemia
Gluconeogénesis
Vía de la pentosa fosfato
No es una vía esencialmente energética.
Tiene dos funciones importantes: generar NADPH para la síntesis de ácidos grasos y de esteroles. Además provee ribosa para síntesis de nucleótidos.
Genera tres moléculas de CO2 y 3 pentosas las cuales pro-ducen dos hexosas y una triosa. Dos triosas pueden regene-rar una hexosa que se metaboliza por la vía glicolítica.
Es una vía citosólica , usa NADP como receptor de H y tiene dos fases: oxidativa y no oxidativa
Vía de pentosas : metabolismo
3Glucosa 6P
NADP NADPH+H
deshidrog
3 6P-Gluconato
NADP NADPH+H
deshidrog 3CO2
+
3 Ribulosa 5PCetoisomerasa3-Epimerasa
Ribosa 5PXilulosa 5P
Transcetolasas - TPP
Gliceraldehido3P Sedoheptulosa.7P
Fructosa 6P
Glucosa 6P
Transaldolasa
Eritrosa 4P
Transcetolasas
Glicerald. 3P + Glucosa 6P
Vía de las pentosas: características
La vía es activa en hígado, tejido adiposo, suprarrenal, tiroides, eritrocitos, testículos y glándulas mamarias durante la lactancia.
Su actividad es baja en el músculo..
En todos los tejidos se necesita ribosa, luego el músculo puede producirla por vía inversa de la pentosas a partir de fructosa 6P.
El NADPH permite reducir el glutation. Este último remueve el H2O2 de los eritrocitos aumentando su vida.
NADP
NADPH2
2GSH
GS-SG
H2O2
2H2O
Fructosa
Las dietas abundantes en sacarosa incrementan los niveles de fructosa.La sacarosa se metaboliza más rápidamente que la glucosa por no requerir a la fosfofructoquinasa de control.Favorece entonces la síntesis de ác. grasos y estimula la secre-ción de insulina.La fructoquinasa es independiente del ayuno y la insulina por lo que la fructosa si se aprovecha en la diabetes.La afinidad (Km) de la fructoquinasa hepática es alta, es decir tiene una Km baja.
Fructosa : metabolismo
FRUCTOSA
D-Sorbitol
Sorbitol Deshidrog
NADH
NAD
Fructosa 1P
Gliceraldehido
Fructoquinasa
Aldolasa
Dihidroxiacetona P
Gliceraldehido 3P
Triosa fosfatoisomerasa
ATP
Trioquinasa
ATP
Galactosa : metabolismo
Proviene de la hidrólisis de la lactosa. El hígado la convierte en glucosaNo es esencial, la glucosa se transforma en galactosa
Galactosa
Galactoquinasa
ATP
ADP Galactosa 1P
Glucosa 1P
UDPGlc
UDPGal
Uridin transferasaEpimerasa
Glucógeno
GlicemiaGlicemia
La glucosa sanguínea varía entre 40 y 140 mg/dl durante el día, dependiendo del balance entre ingresos (alimentos) y gasto por trabajo (físico o el del propio del organismo).
Cuando se valora tras 8 horas nocturnas de ayuno varía entre 60 y 110 mg/dl.
Los procedimientos de medida son corrientemente enzimáticos (glucosa oxidasa).
Glicem
ia
Glicem
ia
GlicólisisC.KrebsV.pentosas
Glucógeno
Glicemia : su relación
Gluconeogénesis
Es la síntesis de glucosa a partir de grasas o proteínas.
Por principio, gluconeogénesis y glicólisis son vías opuestas en el metabolísmo.
Existen en la glicólisis tres etapas que por su desnivel energético deben sobrepasarse mediante procedimientos alternos.
La gluconeogénesis usa cuatro reacciones diferentes para sobrepasar esas tres etapas.
Glicólisis y gluconeogénesis
Hígado y riñón tienen todas las enzimas de la gluconeogénesis, pero 80% se realiza en el hígado.
La 1ra. etapa se realiza en la mitocondria, transformando piruvato en oxalacetato.
Las siguientes en el citosol y la última en el retículo endoplasma
Para una mol de glucosa se requiere 4 ATP y 2 GTP y NADH
Glucosa
Glucosa 6P
Fructosa 6P
Fructosa 1,6 PP
2 x Gliceraldehido 3P
1,3 Difosfoglicerato
Fosfoenolpi-ruvato
ATP Pi
ATP Pi
Piruvato
oxalacetatoATPGTP
ATP
3 P Glicerato
De dónde provienen los precursores de la gluconeogénesis?
Del tejido adiposo, el glicerol (Glicerol fosfato-DHAP-glu-cosa) de los triglicéridos.
Del tejido muscular y los he-matíes, el ácido láctico (áci- do láctico-piruvato-glucosa).
De la proteína muscular, la ala-nina que se transamina a piru-vato.
Otros aminoácidos, llamados glucogenéticos.
Glucosa
PEP
Oxalacetato Alfa cetoglutarato
Succinil CoA
Fumarato
aminoácidos
aminoácidos
aminoácidos
Enzimas de la gluconeogénesis
Piruvato carboxilasa, enzima que transporta al grupo carboxilo, mediada por la biotina
Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa: fuera de la mitocondria trans-forma al oxalacetato en fosfoenolpirúvico. Requiere de GTP.
Fructosa difosfatasa: enzima citosólica
PiADPoOxalacetatATPHCOPiruvatoBiotina
3
2COGDPiruvatoFosfoenolpGTPoOxalacetat
PiPFOHPPFructosa 66,1 2
Glucosa 6 fosfatasa
Esta reacción sobrepasa la catalizada por la hexoquinasa o la glucoquinasa.
La enzima está localizada en el retículo endoplasma y tiene cinco subunidades.
G6P
G6P Glucosa+PiLuz del retículo endoplasma
Citosol
T1 T2 T3G6Fos.asa
Pro.Regulacon Ca++
Metabolismo de azúcares
de interés médico
Aminoazúcares
Son encontrados en las gluco-proteínas.
Sobre todo la N-acetil glucosa-mina y N-acetil galactosamina.
El esqueleto carbonado funda-mental lo proporciona la fructo-sa, el acetilo, la acetilCoA.
El nitrógeno lo proporciona la glutamina.
La síntesis de N acetil neura-mínico requiere tres carbonos más que los proporciona el fosfo enolpiruvato.
NANA
fructosa 6P
glucosamina 6P
N-acetil glucosamina 6P
Glutamina
Acetil CoA
N-acetil glucosamina 1P
UDP-N acetil glucosamina
N-acetil manosamina 6P
N-acetil neuramínico 9PFosf enol piruvato
ácido siálico, constituyente de las glicoproteínas
Ácido glucorónico
El ácido glucorónico es una glucosa con el carbono 6 carboxilado.Es componente esencial de los glucosaminoglicanos y de las pectinas.También participa de los fenómenos de detoxificación por el hígado, formación de de bilirrubina, hormonas esteroides etc.Proviene de:
La dieta, como ác. Glu-corónico o como inositol.De la glucosa
Glucosa 6P Glucosa 1P
UDP-Glucosa
UDP-Glucorónico
Ácido glucorónico
H2O
NAD
NADH2
Dieta Inositol
Sorbitol
Se forma a partir de la glucosa por efecto de la aldosa reductasa en presencia de NADPH.
La enzima es significativa en el cristalino, las células de Schwann de los nervios, las papilas del riñón y las vesículas seminales.
En el hígado y las vesículas semi-nales hay una segunda enzima sorbitol dehidrogenasa que trans-forma el sorbitol en fructosa.
Glucosa
GLICÓLISIS
SORBITOL
NADPH
NADP
Fructosa
NAD NADH
GLICOPROTEÍNASy PROTEOGLUCANOS
Son macromoléculas que contienen carbohidratos y proteínas unidas covalentemente.
Las glicoproteínas contienen es-casa cantidad de carbohidratos (entre 15 a 20 monosacáridos).
Los proteoglucanos contienen un 95% de carbohidratos bajo la forma de cadenas llamadas glucosamino-glucanos con varios cientos de mo-nosacáridos.
En realidad son muchos disacáridos formados por N-acetilglucosamina o N-acetilgalactosamina y un ácido urónico.
OCH2OH
HO NH-C-CH2-ASN
O
NHC=OCH3
CH2OH
-O- CH2-Ser
NHC=OCH3
OOH
OH
N-acetilglucosamina (enlace glicosídico N)
N-acetilgalactosamina ( enlace glicosídico O)
Antígenos para grupos sanguíneos
Un grupo muy importante de glicoproteinas unidas por enlace O son los grupos sanguíneos.
Los grupos sanguíneos depen-den de los monosacáridos uni-dos a proteínas localizadas en la superficie del hematíe.
El grupo A tiene N-acetil galactosamina, mientras que el grupo B tiene galactosa.
GalNAc
Proteína Gal
Fuc
GalNAc
Proteína Gal
Fuc
GalNAc
Proteína Gal
Fuc
GalNAc
Gal
O
A
B
Proteoglucanos
Los mayores componente del espacio extracelular son los Proteoglu-canos: colágeno, elastina, cartílago, líquido sinovial, humor vítreo, piel, etc.
Están compuestos de glucosaminoglucanos (aminoazúcar+ ácido
urónico) unidos a una proteína por una cadena de tetrasacárido.
PROTEINA
-Serina-O-Xilosa-Galactosa-Galactosa-Ac.Gglucorónico [ ]n Aminoazúcar
+Acido Urónico
Tetrasacárido GAG
Clases de GAGy tipo de proteoglucano
DisacáridoAc.urónico Aminoazucar Tejido
Ac.hialurónico Glucoronato GlcNAcTej.conectivo,cartílago, líquido sinovial, humor vítreo
Condroitin sulfatoGlucoronato e Iduronato GalNAc-SO4 Cartílago,arterias,piél,huesos
Dermatan sulfatoGlucoronato e Iduronato GalNAc-SO4 Piél, vasos, válvulas cardiacas
Sulfato de Keratan Galactosa sulfato GLlcNAc-SO4Cartílago,disco intervertebral, córnea
Sulfato de HeparánGlucoronato e Iduronato GLlcNAc-SO4
Superficie celular, pulmones,vasos sanguíneos
HeparinaGlucoronato e Iduronato GLlcNAc-SO4
Mastocitos (pulmón, hígado, piel)