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GLUCÓLISIS Y
LA OXIDACIÓN DEL PIRUVATO
Dr. Hernán Urgílez.Msc. Ornella Portillo.
GLUCÓLISISPrincipal vía para el metabolismo de la glucosa, ocurre e el Citosol
de todas las célulasPuede funcionar de manera aerobia o anaerobia, según la disponibilidad
del oxígeno y la cadena de transporte de electrones
Los eritrocitos que carecen demitocondrias, dependen por completode la glucosa como combustiblemetabólico y la metabolizan medianteglucólisis anaeróbica
La glucólisis es la principal víapara la fructosa, glucosa,galactosa y otros carbohidratosderivados de la dieta
VÍA DE LA GLUCÓLISIS (Fase 1)
GLUCOSAMg
Hexocinasa
ATPADP
GLUCOSA 6- FOSFATO
GLU 1
• Proceso de fosforilación.• Reacción exergónica.• Catálisis enzimática.
VÍA DE LA GLUCÓLISIS (Fase 1)
GLU 2
• Conversión de la glucosa.• Aldohexosa - Cetohexosa.
GLUCOSA 6-FOSFATO
Fosfoglucoisomerasa
FRUCTOSA 6- FOSFATO
VÍA DE LA GLUCÓLISIS (Fase 1)
Fructosa 6- FosfatoMg2+
Fosfructocinasa
ATPADP
Fructosa 1,6- Bisfosfato
• Se libera el grupo oxhidrilo.• Se genera la fosforilación.• Reacción irreversible.
GLU 3GLU 3
VÍA DE LA GLUCÓLISIS (Fase 1)
GLU 4
• Ruptura de la Bifosfohexosa.• Reacción reversible.• Catalizada pro Aldolasa.
Fructosa 1,6- Bisfosfato
Gliceraldehído + 3- Fosfato +Fosfato de dihidroxiacetona
Aldolasa
VÍA DE LA GLUCÓLISIS (Fase 1)
GLU 5
• Comparte la mismarelación que GLU 4.
• Es catabolizado por suInterconversión agliceraldehído y 3-fosfato
NAD+
NADH + H+
1,3 – biMg 2+ + Fosfoglicerato
Gliceraldehído + 3- Fosfato + Fosfato de dihidroxiacetona
GLU 5
Primera Fase de la Glucólisis
GLUCOSA + 2 ATP 2 Gliceraldehído 3-Fosfato + 2 ADP
“Única vía universal del metabolismo energético, ya que ocurre en
casi todas las células: aerobias, anaerobias y facultativas”
Segunda Fase de la GlucólisisOxidación acoplada a la síntesis de ATP
GLU 6NAD+
NADH + H+
1,3 – biMg 2+ + Fosfoglicerato
Gliceraldehído + 3- Fosfato + Fosfato de dihidroxiacetona
GLU 6
• Importante aceptador de electrones.• Las coenzimas NAD se convierten en NADH+
• Para la conservación de la energía es básica lareacción de acoplamiento del paso oxidativo.
• El catalizador es una enzima.
ESQUEMA DE LA TRANSFORMACIÓN DEL GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO A 3 FOSFOGLICERATO
VÍA DE LA GLUCÓLISIS (Fase 1)
GLU 7NAD+
NADH + H+
3 - fosfoglicerato
1,3 - bigMg2+ + fosfoglicerato
Fosfogliceratocinasa
Segunda Fase de la Glucólisis
2 – gliceraldehído 3-P + 2 NAD+ + 2 ADP
2,3 – fosfoglicerato + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP
“Hasta eta etapa no se ha obtenido rendimiento neto o ganancia de energía en formato de ATP, lo que si ocurre en la parte final
de la vía”
Tercera Fase de la Glucólisis
GLU 8
• La unión éster se convierte en una unión fosfoenol de alta energía.
3 - fosfoglicerato
2 - fosfoglicerato
Fosfogliceratomutasa
Tercera Fase de la GlucólisisGLU 9
2 - fosfoglicerato
H2OEnolasa
Fosfoenol Piruvato
2- fosfoglicerato + 2 ADP 2- Piruvato + 2 H2O + 2 ATP
Tercera Fase de la Glucólisis
GLU 10• Representa a ganancia neta de la
vía glucolítica.• La ganancia asume 3 reacciones
que ocurren desde la glucosahasta el Piruvato.
• Resumen de las 3 fases de laglucólisis.
ADP
ATP
Piruvato
Fosfoenol Piruvato
Piruvatocinasa
Glucosa + NAD+ + 2ADP + 2 Pi 2 Piruvato + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O
Tercera Fase de la Glucólisis
GLU 10ADP
ATP
Piruvato
Fosfoenol Piruvato
Piruvatocinasa
Fase Final de la GlucólisisFormación de Lactato
• Compuesto orgánico de 3 carbones.• El lactato se produce en un proceso
de reducción.• Enzima lactato deshidrogenasa
cataliza la reacción GLU 11.
2 Piruvato + NADH + 2H+ 2 Lactato + 2 NAD+
NADH+ + H+
NAD
LACTATO
PIRUVATO
Lactato Deshidrogenasa
GLU 11
Fase Final de la GlucólisisGLU 11
VÍA DE LA GLUCÓLISIS
REACCIÓN DE LA GLUCÓLISIS
GLUCOSA + 2 ADP + 2P 2 LACTATO + 2 ATP + 2H2O
LA GLUCOSAEntra a la glucólisis por medio defosforilación hacia glucosa 6- fosfatocatalizada por la hexocinasa, usandoATP como donador de fosfato
La hexocinasa es inhibida demanera alostérica por suproducto, la glucosa 6-fosfato
OBTENCIÓN GLUCÓLISIS
SUSTRATOS • Glucosa• Glucógeno• otras hexosas
PRODUCTOS • Piruvato• ATP• NADH (en anaerobiosis lactato glicerol y ATP)
ENERGÍA Libera
REACCIONES COMUNES 7 reacciones de la glucólisis son comunes a los gluconeogénesis
REACCIONES PARTICULARES • Glucosa a glucosa 6- fosfato, fructosa, 6- fosfato a fructosa
• 1,6 – biofosfato • fosfoenol Piruvato a Piruvato (un paso)
SITIOS DE REGULACIÓN 2 de las anteriores
SITUACIÓN FISIOLÓGICA EN LA QUE OPERA • Abundante disponibilidad de carbohidratoscelulares
• Estado posabortivo
PRINCIPAL TEJIDO DONDE OCURRE Músculo
FRACCIÓN SUBCELULAR DONDE SE REALIZA Exclusivamente en el Citosol
ENFERMEDADES: Deficiencia de enzimas
ANEMIAS HEMOLITICAS
CAQUEXIA POR
CÁNCER
ACIDOSIS LACTICA
FATIGA
LOS TEJIDOS “Los tejidos que funcionan en condicioneshipóxicas producen lactato”
Producción de Lactato
CEREBRO
TUBO DIGESTIVO
MÉDULA RENAL
RETINAPIEL
Cáncer
Captación de Lactato
CORAZÓN
HIGADO
RIÑÓN
“Cuando la producción de lactato es alta, como en el ejercicio vigoroso, el choque séptico y la caquexia por cáncer, gran parte se utiliza en el
hígado para la gluconeogénesis ”
PASOS QUE INVOLUCRAN REACCIONES DESEQUILIBRADAS
PRINCIPALES SITIOS DE LA REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS
• HEXOCINASA.• FOSFRUCTOCINASA.• PIRUVATO CINASA.
La fructosa entra a la glucólisis mediante fosforilación hacia fructosa 1-fosfato, y
evita los principales pasos reguladores; de este modo, da por resultado la
formación de más Piruvato (y acetilCoA) que el necesario para la formación de
ATP
“En el hígado y el tejido adiposo, esto lleva a aumento de la lipogénesis, y
una ingestión alta de fructosa puede ser un factor en la aparición de
obesidad”
“LA OXIDACIÓN DEL PIRUVATO HACIA ACETIL CoA ES LA RUTA
IRREVERSIBLE DESDE LA GLUCÓLISIS HACIA EL CICLO DEL ÁCIDO
CÍTRICO ”
El Piruvato formado en elCitosol, es transportado hacia lamitocondria mediante unimportador de protón.
Dentro de la mitocondria, sedescarboxila de maneraoxidativa hacia Acetil-CoAmediante un complejo demúltiples enzimas relacionadocon la membrana mitocondrialinterna.
ASPECTOS CLÍNICOS“La inhibición del metabolismo del Piruvato
lleva a acidosis láctica”
Debido a la dependencia delcerebro de la glucosa como uncombustible, estos defectosmetabólicos por lo general causanalteraciones neurológicas.
ALCOHÓLICOS
• Deficiencia de Tiamina.• Acidosis pirúvica.• Acidosis láctica
Deficiencia hereditaria de Piruvato deshidrogenasa
• Defecto en uno o más de los componentes del complejo de enzimas.• Acidosis láctica.
Al proporcionar lípido como un combustiblealternativo, por ejemplo, durante lainanición, cuando los ácidos grasos libres ylos cuerpos cetónicos en la sangre estánaumentados, la capacidad para desempeñartrabajo mejora.
ASPECTOS CLÍNICOS
Deficiencia Fosfofructocinasa
Baja capacidad para hacer ejercicios.
Deficiencia hereditaria de Aldolasa A / Deficiencia de Piruvato cinasaAnemia hemolítica