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carbohidratos
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METABOLISMO DE LOS
CARBOHIDRATOS
INGESTA RICA EN CARBOHIDRATOS
GLUCOSA
PIRUVATOGLUCOGENO
DURANTE EL AYUNO
NADPH Y RIBOSA 5P
RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO.
Ruta metabólica de oxidación de la glucosa en la que no se genera ATP, permite la oxidación y descarboxilación de la glucosa 6P, en la posición C1 y reduce el NADH+ a NADPH, formando pentosas fosfato.
Productos principales:
a. NADH. (agentes reductores; procesos anabólicos).
b. Ribosa 5 – fosfato (componente estructural de nucleotidos y acidos nucleicos).
Se produce en el citoplasma (dos vías).a. Oxidativa: genera NADPH y ribosa 5Pb. No oxidativa: Interconvierte azúcares fosforilados
RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATORUTA OXIDATIVAProduce una cantidad importante de NADPH.
Funciones:
a. Activa en células que sintetizan cantidades grandes de lípidos; tejido adiposo, corteza suprarrenal, glándula mamaria, hígado.
b. Antioxidante potente (impide la oxidación de otras moléculas).Activa en células con riesgo elevado de daño oxidativo (eritrocitos).
Ausente en las células musculares.
RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATOVIA OXIDATIVA.Conversión de glucosa – 6 – fosfato en ribosa – 5 – fosfato + NADPH
Tres reacciones:
1. La glucosa – 6 – fosfato deshidrogenasa (G – 6 PD) cataliza la oxidacion de la glucosa – 6 – fosfato.La 6 – fosfo gluconolactona y el NADH son los productos.
2. La 6 – fosfo gluconolactona se hidroliza para producir 6 – fosfo gluconato.
3. Descarboxilacion oxidativa del 6 – fosfogluconato produce ribosa – 5 fosfato + NADPH.
RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATOVIA NO OXIDATIVA
Conversión de la ribosa – 5 – fosfato en:A.Ribosa – 5 – fosfato por la ribulosa – 5 – fosfato isomerasa.B.Xilulosa – 5 – fosfato por la ribulosa – 5 – fosfato epimeraza.
2.Transcetolasa ( requiere de TPP; tiamina pirofosfato) y transaldolasa: catalizan las interconverciones de triosas, pentosas y hexosas.
OTROS AZUCARES.
METABOLISMO DEL GLUCOGENO
• Glucógeno; forma principal para almacenamiento de los carbohidratos.• Polímero ramificado de alfa – D – glucosa • Hígado ( 6% )• Músculo ( 1% ); 3 a 4 veces la reserva hepática.
A. Glucogénesis B. Glucógenolisis
Controladas por: 1. Insulina2. Glucagon 3. Adrenalina
DEGRADACIÓN DE GLUCÓGENO (GLUCOGENÓLISIS)
Tanto en hígado como músculo, actúan tres enzimas:•Glucógeno fosfolilasa.•Enzima desramificadora de glucógeno.•Fosfoglucomutasa
METABOLISMO DEL GLUCOGENO GLUCOGENESIS Síntesis de glucógeno a partir de glucosa Cuando la concentración sanguínea de glucosa es elevada
Precursores:
A. GlucosaB. LactatoC. Alanina
Citoplasma de células hepáticas y musculares
SÍNTESIS DE GLUCÓGENO(GLUCOGENOGÉNESIS)Tanto en hígado como músculo, actúan tres enzimas:
•UDP-Glucosa pirofosforilasa.•Glucógeno sintasa.•Enzima ramificadora de glucogéno.
SÍNTESIS DE GLUCÓGENO.- Una cadena de glucógeno se alarga mediantela GLUCÓGENO SINTASA, enzima que transfiere el residuo de glucosa de laUDP-glucosa al extremo no reductor de una rama de glucógeno
GLUCOGENESIS
Reacciones:
1.Síntesis de glucosa-1-fosfato a partir de glucosa-6-fosfato (fosfoglucomutasa)2.Síntesis de UDP-glucosa ( nucleótido azúcar): uridina difosfato glucosa ; reacción muy energética (UDPG pirofosforilasa)3.Síntesis de glucógeno a partir de UDP-glucosa Enzimas:(UDPG pirofosforilasaGlucógeno sintasaAmilo-alfa-(1,4-1,6)-glucosiltransferasa(enzima ramificante)
La síntesis se inicia por la transferencia de glucosa desde la UDP-glucosa a una proteína cebadora; glucogenina
METABOLISMO DEL GLUCOGENOREGULACION
Glucagon: Estimula la glucogenolisis e inhibe la glucogénesis
Insulina: inhibe las enzimas de la glucógenolisis y activa las enzimas de la glucogénesis aumenta el ritmo de la captación de la glucosa
Adrenalina: estimula la glucógenolisis e inhibe la glucogénesis respuesta de escape o lucha ( situaciones de urgencia)
GLUCONEOGENESIS
Definición:
la formación de moléculas nuevas de glucosa partir de precursores que no son hidratos de carbono
Sustratos principales:
1. Aminoácidos glucogénicos (alanina)2. Alfa-cetoacidos ( moléculas que derivan de los aminoácidos3. Lactato ( se produce en el músculo esquelético y el eritrocito)4. Glicerol ( proviene del catabolismo de los triacilgliceroles)5. Piruvato ( se genera de la glicólisis)6. Propianato ( ácido graso glucogénico en rumiantes)
RUTAS DE SÍNTESIS DE LA GLUCOSA
Alanina Piruvato
Otros aminoácidos
Lactato
Oxalacetato
Fosfoenolpirauvato
Gliceralhehído 3 P
Dihridoxiacetona P
Fructuosa 1,6 bifosfato
Glicerol
Glicerol 3P
GLUCONEOGENESIS
Producción principal ; el hígadoAcidosis metabólica e inanición ; riñón (corteza
renal)Citoplasma/mitocondriaConsume energía ( requiere de la hidrólisis de 6
enlaces de fosfato de alta energía)
GLUCONEOGENESISReacciones ( se utilizan vías alternas);
1. Síntesis de PEP (fosfoenolpiruvato)2. Conversión de la fructosa -1-6 bifosfato en fructosa-6-fosfato3. Formación de glucosa a partir de glucosa-6-fosfato
Cada una de estas reacciones anteriores esta emparejada con una reacción opuesta irreversible en la glicólisis (ciclo de sustrato)
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESIS
SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO ( PEP) 2 enzimas
A. PiruvatocarboxilasaB. PEP carboxiquinasa
La célula realiza una gran inversión energética, se consumen dos enlaces energéticos
1. ATP – mitocondrial2. GTP - citosol
GLUCONEOGENESIS
SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)
La piruvato carboxilasa (mitocondrial) convierte el piruvato en oxalacetato (OAA)
Requiere de la coenzima biotina
Requiere de HCO3- como donador de CO2 y una molécula
de ATP
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)
El oxalacetato (OAA) se descarboxila y fosfórila por la PEP carboxiquinasa en una reacción impulsada por la hidrólisis de la guanosina trifofosfato ( GTP)
El GTP dona grupos fosfato y Mg+
La reacción libera CO2
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESIS
CONVERSION DE LA FRUCTOSA – 1,6-BIFOSFATO EN FRUCTOSA -6-FOSFATO
La fructosa -1,6 –bifosfatasa; cataliza esta conversion
Irreversible en condiciones celulares
Se encuentra en el hígado, riñones y músculo esquelético
Falta en el corazón y músculo liso
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISFORMACION DE GLUCOSA A PARTIR DE GLUCOSA – 6-FOSFATO
La glucosa-6-fosfatasa; solo se encuentra en el hígado y riñón
Cataliza la reacción irreversible de la glucosa-6-fosfato para formar; glucosa + Pi
La glucosa se libera a la sangre
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSUSTRATOS GLUCONEOGENICOS
Ciclo de Cori o del ácido láctico:
El lactato se libera por las células musculares durante el ejercicio
El lactato se libera del eritrocito y otras células carentes de mitocondrias o bajas concentraciones de 02
El lactato en el hígado se convierte en piruvato por la lactato deshidrogenasa
Luego el piruvato en glucosa por la gluconeogenesis
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSUSTRATOS GLUCONEOGENICOS
El glicerol:
Producto del metabolismo de las grasas en el tejido adiposo
Se transporta al hígado en donde se convierte en glicerol-3-fosfato por la glicerolquinasa (hepática)
La 0xidacion del glicerol-3-fosfato para formar DHAP se produce cuando las concentraciones citoplasmáticas de NAD+ son elevadas
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSSUSTRATOS GLUCONEOGENICOSCICLO GLUCOSA-ALANINA
Transportadoadesde el músculo hasta el hígado durante un periodo de ayuno
La alanina es convertida a piruvato por reacciones de transaminacion con participación de glutamatoalanina transaminasa
GLUCONEOGENESISBALANCE TOTAL ENERGETICO
Vía anabólica muy costosa desde el punto de vista energético: El balance total de inversión en la síntesis de una molécula de
glucosa es: ( 2 MOLECULAS DE PIRUVATO) 4 moléculas de ATP, 2 moléculas de GTP Y 2 moléculas de NADH