Metabolismo de carbohidratos 1 (Glicólisis y fermentación) Marijose Artolozaga Sustacha, MSc
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- Jaime José Luis Saavedra Ávila
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1 Metabolismo de carbohidratos 1 (Glicólisis y fermentación) Marijose Artolozaga Sustacha, MSc
2 Funciones del metabolismo: Obtener energía Convertir los nutrientes en sustancias asimilables por las células Proporcionar al organismo las moléculas que requiere: Estructurales Funcionales
3 Categorías del metabolismo Anabolismo: Síntesis Consume energía y poder reductor Vías divergentes Catabolismo: Degradación Genera energía y poder reductor Vías convergentes en una común Vías anfibólicas: ej. Ciclo de Krebs Produce poder reductor y energía (GTP) Intermediarios son sustrato para síntesis
4 Algunas vías metabólicas Anabólicas Síntesis Síntesis de ác. grasos Triglicéridos Glicerofosfolípidos Colesterol Gluconeogénesis Glucogenogénesis Proteínas y aminoácidos Lípidos Anfibólica: Ciclo de Krebs Carbohidratos: Catabólicas Degradación β oxidación de ác. grasos Glicólisis Descarboxilación oxidativa Fermentación Glucogenólisis Vía de las pentosas P
5 Algunas vías metabólicas: Acetil CoA: Metabolito central en el metabolismo energético Glucógeno Grasas Ác. grasos Vías Catabólicas Glucosa Proteínas Aminoácidos Vías Anabólicas Acetil CoA Ciclo de Krebs CO 2 H 2 O ATP Cadena respiratoria Cuerpos cetónicos Colesterol Esteroides Ác. grasos Aminoácidos Proteínas
6 Acetil CoA
7
8 A nivel de sustrato Síntesis de ATP En la cadena respiratoria ATP se produce en las vías catabólicas * ATP se utiliza en las vías anabólicas * poder reductor formado en las vías catabólicas ATP en la cadena respiratoria
9 Metabolismo de carbohidratos Dieta: Digestión y absorción Glucogenólisis Glucogenogénesis Gluconeogénesis
10 Metabolismo de carbohidratos Diferente según el tejido
11 Metabolismo de carbohidratos Diferente según el tejido Eritrocitos Cerebro
12 Metabolismo de carbohidratos Diferente según el tejido Músculo Adipocitos
13 Metabolismo de carbohidratos Diferente según el tejido Hepatocitos
14 GLICÓLISIS
15 Vía catabólica Glicólisis Función principal= obtener energía En el citoplasma En todos los tejidos Única forma de obtener energía para: Eritrocitos Cerebro Espermatozoides Médula adrenal Muy conservada, sin grandes cambios en la evolución Niveles de Glucosa en sangre se deben mantener constantes OJO: Intermediarios de la glicólisis en vías biosintéticas Otros carbohidratos se incorporan en diferentes puntos de la glicólisis
16 Glicólisis Tres tipos de transformaciones: Degradación del esqueleto de C de la glucosa 1 Glucosa 2 Piruvato Fosforilación a nivel de sustrato ADP + P i ATP Formación de poder reductor (transferencia de H al NAD + NADH )
17 Glicólisis Dos fases Fase preparatoria, de inversión: gasta 2 ATP Fase retributiva: produce 4 ATP y 2 NADH Neto: produce 2 ATP y 2 NADH
18 Glicólisis
19 Glicólisis: fase preparatoria
20 Glicólisis: (Mg ++ ) fase preparatoria Fosfohexosa isomerasa Reacciones claves: irreversibles endergónicas Enzimas reguladas necesitan Mg ++ (Mg ++ ) Hexoquinasa Fosfofructoquinasa 1
21 Glicólisis: fase preparatoria: 1ª reacción En hígado: Glucoquinasa Hexoquinasa: - Enzima clave no solo para la glicólisis - La Glucosa-6-P no puede salir de la célula>> - Queda disponible para otras vías metabólicas: - Vía de las pentosas-p - Síntesis de glucógeno
22 Glicólisis: fase retributiva
23 Glicólisis: fase retributiva (Mg ++ ) (Mg ++ ) Fosforilación a nivel de sustrato (Mg ++, K + )
24 Regulación de la glicólisis Regulación para mantener la [ATP] constante en las células (efecto Pasteur) Regulación: Endocrina Hormonas: Alostérica Activación de enzimas: fosforilación y defosforilación Síntesis de enzimas inducibles Activadores e inhibidores alostéricos de enzimas clave Diferentes isoenzimas según el tejido Diferentes funciones o necesidades
25 Regulación de la glicólisis Fosfofructoquinasa 1 Inhibidores activadores alostéricos: ATP citrato Activadores alostéricos: ADP, AMP 2 sitios catalíticos 2 sitios inhibidores 2 sitios Fructosa 2,6 dip Regulación alostérica y hormonal Fosfofructoquinasa 2 (AMPc y PKA) Glucagón inhibe la glicólisis
26 Regulación de la glicólisis (Mg ++, K + ) Piruvato Quinasa Inhibidores alostéricos: ATP acetil CoA y ácidos grasos Regulación alostérica (Son alimentadores del ciclo de Krebs y producirían ATP>> no se necesita más)
27 Regulación de la glicólisis Hexoquinasa Inhibidor alostérico: Glucosa 6 P (Si la G-6-P no entra en glicólisis se acumula y se inhibe esta enzima) Glucoquinasa En hígado No es inhibida por su producto (Mg ++ ) Regulación alostérica Diferentes isoenzimas Regulación hormonal: enzimas inducibles
28 Regulación de la glicólisis Hexoquinasa: Todas las células afinidad (Km 0,1mM) actividad inc en ayunas (4mM) Glucoquinasa: Hígado afinidad (Km 10mM) Diferentes isoenzimas Sólo tiene actividad cuando [glucosa] Regulación hormonal Hígado no compite con las demás células por la glucosa cuando hay escasez Su síntesis se aumenta por insulina Glucógeno: reserva de glucosa
29 Después de la glicólisis: O 2 Destino del piruvato y el NADH: Descarboxilación oxidativa y ciclo de Krebs: + energía Fermentación: O 2 Alcohólica Láctica
30 Fermentación
31 Fermentación: O 2 En condiciones anaeróbicas Permite recuperación del NAD + Se puede seguir obteniendo ATP
32 Fermentación etílica: O 2 Ocurre en: Levaduras Otros microorganismos Algunas plantas NO en animales superiores Esta enzima SÍ la tenemos: para la desintoxicación del alcohol
33 Fermentación láctica: O 2 Ocurre en: Eritrocitos No tienen mitocondrias! Músculo esquelético Arratonamientos! Lactobacilos Estreptococos [ácido láctico] ph Cortan la leche = desnaturalizan la caseína yogur, quesos
34 Fermentación láctica: O 2 El ácido láctico se transporta fuera de las células y acidifica la sangre acidosis láctica Arratonamientos: Músculo esquelético ejercicio intenso: [ácido láctico] ph no puede seguir [lactato] acumulado cristalización ( agujetas ) Recuperación: lactato sangre hígado gluconeogénesis glucosa C. de Cori
35 Fermentación láctica: O 2 Destino del lactato: Ciclo de Cori Eritrocitos Músculos Hígado
36 Ejemplo de cooperación metabólica entre el músculo esquelético y el hígado La acumulación de lactato y la disminución del ph disminuyen eficiencia muscular Después de un periodo de actividad intensa la respiración profunda continúa para la fosforilación oxidativa y producción de ATP ATP se usa en gluconeogénesis Produce glucosa a partir de lactato
37 Destino del lactato: Algunas células pueden usar el lactato como combustible: vuelven a transformar el lactato en piruvato Ciclo de Krebs Ej. corazón mucha energía Actividad muscular continua y rítmica Metabolismo aeróbico Pequeñas cantidades de glucógeno y fosfocreatina
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