METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO

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Carolina Piñeiro Agüero
hace 6 años
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1 METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO

2 RUTAS METABÓLICAS

3 Visión general del metabolismo DEGRADACIÓN SÍNTESIS Catabolismo Anabolismo

4 ETAPAS DEL CATABOLISMO I: Hidrólisis de macromoléculas hasta sus subunidades Proteínas Polisacáridos Lípidos Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos glicerol II: Conversión de subunidades en Acetil CoA y producción de pequeña cantidad de ATP y NADH Acetil CoA III: Oxidación del Acetil CoA, H 2 O y CO 2. Producción de gran cantidad de ATP NH 3 H 2 O CO 2

5 ETAPAS DEL CATABOLISMO I: Hidrólisis de macromoléculas hasta sus subunidades Proteínas Polisacáridos Lípidos Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos glicerol II: Conversión de subunidades en Acetil CoA y producción de pequeña cantidad de ATP y NADH Acetil CoA III: Oxidación del Acetil CoA, H 2 O y CO 2. Producción de gran cantidad de ATP NH 3 H 2 O CO 2

6 ETAPAS DEL CATABOLISMO I: Hidrólisis de macromoléculas hasta sus subunidades Proteínas Polisacáridos Lípidos Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos glicerol II: Conversión de subunidades en Acetil CoA y producción de pequeña cantidad de ATP y NADH Acetil CoA III: Oxidación del Acetil CoA, H 2 O y CO 2. Producción de gran cantidad de ATP NH 3 H 2 O CO 2

7 ETAPAS DEL CATABOLISMO I: Hidrólisis de macromoléculas hasta sus subunidades Proteínas Polisacáridos Lípidos Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos glicerol II: Conversión de subunidades en Acetil CoA y producción de pequeña cantidad de ATP y NADH Acetil CoA III: Oxidación del Acetil CoA, H 2 O y CO 2. Producción de gran cantidad de ATP NH 3 H 2 O CO 2

8 HIDRATOS DE CARBONO Fuente energética DIETA Polisacáridos Disacáridos Monosacáridos Almidón, glucógeno, celulosa, hemicelulosa Maltosa, fructosa, lactosa, manosa Glucosa, fructosa

9 HIDRATOS DE CARBONO Proporción importante de la dieta (almidón - celulosa) Procesos digestivos Degradan Monosacáridos Metabolizados en las células

mantener: Actividad muscular GLUCOSA COMBUSTIBLE BIOLÓGICO Temperatura corporal

10 HIDRATOS DE CARBONO ESTRUCTURALES Celulosa- Quitina ENERGÉTICAS Disacáridos - Monosacáridos Aporta energía inmediata para la célula Es responsable de mantener: Actividad muscular GLUCOSA COMBUSTIBLE BIOLÓGICO Temperatura corporal Presión arterial Correcto funcionamiento del intestino Actividad de las neuronas Reserva

12 PROTEÍNAS AGUA LÍPIDOS CARBOHIDRATOS Á. NUCLEICOS VITAMINAS MINERALES

13 Qué cosas entran y cuáles salen de la caja? ALIMENTOS PELOS/FIBRAS LECHE O2 CRÍA(s) MOVIMIENTO (trabajo) CH4 CALOR CO2 HECES AGUA (orina, vapor, lágrimas)

14 ALIMENTOS CO2 O2 AGUA HECES CH4 BIOMOLÉCULAS 1 (COHN) catabolismo oxidativo B C A NAD ½ O2 fosforilación oxidativa ATP BIOMOLÉCULAS 2 (COHN) F D G I E SÍNTESIS TEJIDOS CORPORALES CH4 LECHE FETO CO2 NADH+H H2O ADP+P H CALOR AGUA TRABAJO

15 Metabolismo en células y tejidos BIOMOLÉCULAS 1 (COHN) catabolismo oxidativo NAD ½ O2 fosforilación oxidativa ATP BIOMOLÉCULAS 2 (COHN) SÍNTESIS CO2 NADH+H H2O ADP+P TRABAJO

17 INGRESO DE GLUCOSA Transporte por difusión facilitada con proteína de membrana las GLUT

18 GLUT Selectividad en distribución tisular AFINIDAD

19 TRANSPORTE DE GLUCOSA POR TRANSPORTADORES HC dieta Monosacáridos: glucosa, galactosa, fructosa Muy hidrofílicos concet. Plasmática GLUCOSA Membrana basal epitelio intestinal

20 Concentración plasmática de glucosa: Carnívoros (perros y felinos) Omnívoros (cerdo) Herbívoros cam. ferm. posterior (caballo) Herbívoros cam. ferm. anterior ( rumiantes y camélidos) mg/dl (mg/100ml) mg/dl (mg/100ml) El aumento de concentración plasmática estimula secreción de insulina por células del páncreas endócrino. Insulina promueve la expresión del transportador GLUT 4 Músculo, tejido adiposo y células páncreas (secretoras de glucagón) Insulina no captan glucosa Cerebro, hígado, túbulos renales, eritrocitos, leucocitos y epitelio gastrointestinal (insulina independientes)

21 INGRESO DE GLUCOSA GLUT 1 GLUT 2 GLUT 3 Células del feto. Adultos: glóbulo rojo, fibroblastos y células endoteliales de capilares sanguíneos Membrana bosa lateral epitelio intestinal, túbulos renales, hepatocitos, células del páncreas Ppal. Transportador de glucosa en cerebro y nervios periféricos GLUT 4 Tejido adiposo, músculo y células alfa del páncreas GLUT 5 Transportador de fructosa enterocitos (musc. esq., riñón, adiposo, cerebro). No estimula secreción de insulina GLUT 4 GLUT 3 GLUT 1 GLUT Afinidad KM: 3mM Regulada x Insulina ++ Afinidad Asegura G + Afinidad Capta Vit C + Afinidad KM: 40 mm Hígado (galactosa y fructosa)

22 Visión general del metabolismo

23 QUÉ ES LA GLUCÓLISIS? La glucólisis (o glicólisis) es una vía catabólica Lisis de la glucosa Células Eucariotas como Procariotas Oxidan diferentes moléculas de glúcidos y obtiene energía

24 GLUCOLISIS Vía inicial del catabolismo de HC Tres funciones principales GENERAR Molec. de alta energía ATP y NADH PIRUVATO Intermediarios de 6C y 3C Procesos de respiración aeróbica y anaeróbica Ciclo de Krebs Respiración aeróbica Participaran procesos celulares

25 GLUCOSA PIRUVATO PIRUVATO O 2 2 Lactatos Anaerob. Musculo. MO Glucosa 2 Piruvatos O 2 2 Acetil CoA 4 CO H 2 O Reacciones sucesivas O 2 Animales, plantas y microrg. aerobios 2 Etanol + 2 CO 2 Fermentación alcohólica (levaduras)

26 DÓNDE OCURRE LA GLUCÓLISIS? Citosol

27 GLUCOLISIS Reacciones enzimáticas Dos fases Fase de inversión energía : 5 pasos iniciales Fase de generación energía : 5 pasos finales

28 GLUCOLISIS Inversión

29 REACCIONES DE LA GLUCÓLISIS 1- Fosforilación de la glucosa con gasto de ATP 6 C H 2 O H C H 2 O P 5 O + ATP Mg +2 O + ADP + H + 4 O H 1 O H O H 3 2 O H O H Hexoquinasa O H O H O H - D- Glucosa - D- Glucosa- 6- fosfato Primera inversión de ATP Alostérica G 6P Glucoquinasa Km

30 Glucosa Glucolítica Mayoría de los tejidos GLUCOSA 6P 80% Vía de las pentosas RIBOSA 5P NADPH Glucógeno Síntesis

31 2- Isomerización de la glucosa-6-fosfato 4 O H 6 C H 2 O P 5 O H 3 O 2 O H 1 OH Fosfoglucoisomerasa 6 CH 2 O 5 4 OH P O HO 3 1 CH 2 2 OH OH - D- Glucosa-6-fosfato D- Fructosa- 6- fosfato

3- Segunda inversión de ATP P 6 OCH 2 O 1 CH 2 OH P 6 OCH 2 O 1 CH 2 O P 5 4 HO 3 2 OH + Mg +2 5 2 + ADP ATP HO 4 3 OH + H +

32 3- Segunda inversión de ATP P 6 OCH 2 O 1 CH 2 OH P 6 OCH 2 O 1 CH 2 O P 5 4 HO 3 2 OH + Mg ADP ATP HO 4 3 OH + H + OH D- Fructosa- 6- fosfato IRREVERSIBLE Fosfofructoquinasa + AMP ADP Fructosa 2,6 Bi P OH D- Fructosa- 1,6-bifosfato ATP Citrato

33 4- Fragmentación en dos triosas fosfatos P OCH O HO 1 CH 2 O 2 OH P Fructosa 1,6 bifosfato aldolasa C H O P 2 C O + O C H C H O H 4 OH 3 C H 2 O H C H 2 O P D- Fructosa- 1,6-bifosfato Dihidroxiacetona fosfato D-Gliceraldehído 3-fosfato

34 4- Fragmentación en dos triosas fosfatos Dihidroxiacetona fosfato Gliceraldehido 3 fosfato

35 5- Isomerización de la dihidroxiacetona fosfato CH 2 OH Triosa fosfato isomerasa O C H C O H C OH CH 2 O P CH 2 O P Dihidroxiacetona fosfato D-Gliceraldehído - 3-fosfato

36 ENERGÍA CONSUMIDA ATP ATP

37 GLUCOLISIS SEGUNDA FASE Ganancia

38 FASE DE GENERACIÓN DE ENERGÍA 6- Generación del primer compuesto de alta energía O Gliceraldehído 3 fosfato deshidrogenasa O C H C O P H C OH + NAD + + Pi H C OH + NADH CH 2 O P CH 2 O P Gliceraldehído-3-fosfato 1,3 Bifosfoglicerato

39 7- Primera fosforilación a nivel de sustrato Fosfoglicerato quinasa H O C C O OH P C OO - Mg +2 H C OH + ADP + ATP CH 2 O P CH 2 O P 1,3- Bifosfoglicerato 3-Fosfoglicerato

40 8-Preparación para la síntesis del compuesto de alta energía Fosfoglicerato mutasa C OO - C OO- H C OH Mg +2 H C O P CH 2 O P CH 2 OH 3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato

41 9- Síntesis del segundo compuesto de alta energía Enolasa C OO - C OO - H C O P Mg +2 C O P + H 2 O CH 2 OH CH 2 2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato

42 10-Segunda fosforilación a nivel de sustrato Piruvato quinasa C OO - C O P + H + + ADP Mg +2 C OO - C O K + + ATP CH 2 CH 3 Fosfoenolpiruvato Piruvato REGULACIÓN

43 ENERGÍA PRODUCIDA

ANAEROBICA Piruvato deshidrogenasa Lactato deshidrogenasa

45 DESTINOS DEL PIRUVATO Las condiciones del medio en que se encuentre determinarán la vía metabólica a seguir AEROBICA ANAEROBICA Piruvato deshidrogenasa Lactato deshidrogenasa Piruvato descarboxilasa Ciclo de KREBS NADH Lactato NAD Etanol + CO 2

46 Regeneración del NAD Piruvato Lactato

47 ANAEROBIA Glucosa + 2 ADP + 2 Pi 2 Lactato + 2 ATP + 2 H 2 O Glucosa + 2ADP + 2Pi +2H + 2 Etanol +2CO 2 + 2ATP + 2H 2 O AEROBIA Glucosa + 2ADP + 2Pi +2NADH + 2 Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H + + 2H 2 O ATP: 7,3 Kcal / mol 1 Kcal= 4,184 Kj/mol BALANCE TOTAL: 2 ATP + 2 NADH

48 ENTRADA DE OTROS AZUCARES

49 Bioquimica Mathews.

50 La membrana interna mitocondrial es impermeable a NADH Sistema de transporte o lanzaderas Malato- Aspartato - Glicerolfosfato

51 Músculo esquelético y cerebro + Activo Hígado, riñón y corazón

55 ANAEROBIA Glucosa + 2 ADP + 2 Pi 2 Lactato + 2 ATP + 2 H 2 O Glucosa + 2ADP + 2Pi +2H + 2 Etanol +2CO 2 + 2ATP + 2H 2 O AEROBIA Glucosa + 2ADP + 2Pi +2NADH + 2 Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H + + 2H 2 O ATP: 7,3 Kcal / mol 1 Kcal= 4,184 Kj/mol BALANCE TOTAL: 2 ATP + 2 NADH BALANCE TOTAL: 14,6 Kcal/mol + 2 NADH BALANCE TOTAL: 61,08 Kj/mol + 2 NADH

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