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METABOLISMO : Características Metabolismo de los carbohidratos

Bolilla 3. METABOLISMO : Características Metabolismo de los carbohidratos Digestión y absorción de hidratos de carbono. Ingreso de la glucosa a la célula. Transportadores. Glucólisis y su regulación. Metabolismo de Fructosa, galactosa, etanol y sorbitol. Lanzadera del glicerofosfato.

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METABOLISMO : Características Metabolismo de los carbohidratos

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  1. Bolilla 3 • METABOLISMO: Características • Metabolismo de los carbohidratos • Digestión y absorción de hidratos de carbono. • Ingreso de la glucosa a la célula. Transportadores. • Glucólisis y su regulación. • Metabolismo de Fructosa, galactosa, etanol y sorbitol. • Lanzadera del glicerofosfato.

  2. Estructuras complejas DG DEGRADACION SINTESIS Estructuras simples Metabolismo Catabolismo Anabolismo Conjunto de reacciones químicas que se llevan a cabo en la célula

  3. Equilibrio dinámico Catabolismo Anabolismo

  4. Crecimiento Catabolismo Anabolismo

  5. Envejecimiento Anabolismo Catabolismo

  6. Productos finales carentes de Energía CO2 H2O NH3 Nutrientes Contenedores de Energía Carbohidratos Lípidos Proteínas VIAS CATABOLICAS (Degradación oxidativa) NADH NADPH FADH2 ATP NAD+ NADP+ FAD ADP+HPO42- Energía Química Moléculas Precursoras Monosacáridos Ácidos grasos Aminoácidos Bases nitrogenadas Macromoléculas Celulares Polisacáridos Lípidos Proteínas Ácidos Nucleicos VIAS ANABOLICAS (Síntesis reductora)

  7. a b c d B C D E p P Q Vías Ciclos a b c d A B C D E f e S P S a A B A a d B M N D Cascadas b X Y c C Esquemas de distintos tipos de secuencias metabólicas A

  8. RUTAS METABOLICAS Acetil-CoA Catabolismo convergente Síntesis Divergente

  9. REGULACION DEL METABOLISMO Ez. Alostéricas INMEDIATA Modif. Covalente HORMONAS Conc.de Enzimas MEDIATA CITOSOL MEMB.MITOC.INTERNA CPLEJOS. MULTIEZ. COMPARTIMENTALIZACION

  10. Esquema de relaciones entre rutas catabólicas y anabólicas

  11. Metabolismo • Digestión.Conversión de los alimentos en sustancias absorbibles en el tracto intestinal. Implica el desdoblamiento, mecánico y químico de los alimentos, en moléculas absorbibles. • Absorción de nutrientes. Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal a la circulación. • Metabolización. Utilización de los nutrientes para obtención de energía y/o para la síntesis de compuestos celulares.

  12. CARBOHIDRATOS DE LA DIETA - Almidón : granos, harinas, tubérculos, legumbres Polisacáridos - Glucógeno : carnes frutas, azúcar de mesa, remolacha - Sacarosa: Disacáridos - Lactosa: Leche y derivados - Glucosa: frutas, miel, golosinas, etc. Monosacáridos - Fructosa - Galactosa

  13. Digestión y absorción de carbohidratos BOCA Ptialina o Amilasa salival HIGADO pH ácido, inactiva la enzima ESTOMAGO PANCREAS • Amilasa pancreática • Disacaridasas INTESTINO

  14. Amilosa Amilopectina o Glucógeno n Maltosa n H2O Digestión del Almidón y/o del Glucógeno Amilasa salival n Maltotriosa n Oligosacáridos

  15. Oligosacáridos Maltosa Maltotriosa Digestión del Almidón en Intestino Amilasa pancreática

  16. Maltasa 2 H2O H2O H2O Glucosa Maltosa Lactasa + Lactosa Glucosa Galactosa Sacarasa + Sacarosa Glucosa Fructosa Disacaridasas

  17. CARACTERISTICAS DE LOS PROCESOS NO MEDIADOS Y MEDIADOS • No requiere transportador • A favor de gradiente conc. • Bidireccional • A través de poros • Iones, gases, agua, urea PROCESO NO MEDIADO (DIFUSION PASIVA) • Difusión Facilitada (a favor de Gradiente) • Transporte Activo Contra gradiente PROCESO MEDIADO (transportador)

  18. CARACTERISTICAS COMUNESDE LOS PROCESOS MEDIADOS • Necesitan la presencia de un transportador • Poseen especificidad por la sustancia transportada • El transportador es Saturable (sim. Enzimas) • Son inhibidos competitivamente por sustancias estructuralmente relacionadas

  19. DIFERENCIAS ENTRE LOS PROCESOS MEDIADOS TRANSPORTE ACTIVO • Tiene efecto contra gradiente de concentración • Depende de energía metabólica • Es unidireccional DIFUSION FACILITADA • Tiene efecto a favor de gradiente de concentración • No necesita energía metabólica • Es Bidreccional

  20. Molécula Transportada ATP Bicapa fosfolipídica Difusión facilitada Transporte activo Difusión simple Proteína Transportadora MECANISMOS DE TRANSPORTE

  21. LUZ INTESTINAL GLUT5 Fructosa Fructosa Transporte facilitado 2 K+ ATP 3 Na+ 2 Na+ Glucosa Na+K+ ATPasa Galactosa Glucosa Galactosa GLUT2 SGLUT Transportador Activo Secundario Dpte. de Na+

  22. Transportadores de Glucosa GLUT1 En todos los tejidos del feto. En adultos: en GR, fibroblastos y células endoteliales GLUT2 En membrana basolateral del epitelio intestinal, túbulos renales, hepatocitos y células βpancreáticas GLUT3 Ppal. Transportador en cerebro y nervios periféricos. GLUT4 Tej. Adiposo y músculo esquelético y cardiaco. Es sensible a Insulina GLUT5 Transportador de Fru en enterocitos.

  23. TERMINOLOGIA • GLICOLISIS: Degradación anaeróbica de glucosa, fructosa, galactosa hasta piruvato • GLUCONEOGENESIS: Síntesis de glucosa a partir de otros precursores diferentes a hidratos de carbono • GLUCOGENOGENESIS: Conversión de glucosa en glucógeno • GLUCOGENOLISIS: Degradación de glucógeno a glucosa

  24. Importancia de la glucosa

  25. Características de la Via Glicolítica (GLICOLISIS) • Es una vía UNIVERSAL • CITOPLASMATICA • No requiere de oxígeno • Una HEXOSA se convierte en 2 TRIOSAS • Se sintetiza ATP por fosforilación a nivel de sustrato • Se producen 2 moléculas de NADH • Se producen intermediarios para biosíntesis de otros compuestos

  26. FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO • Los cambios producidos en el sustrato conducen a la redistribución de la energía contenida en la molécula y a crear enlaces con alta energía de hidrólisis en algunos compuestos intermedios. • Estos compuestos reaccionan directa o indirectamente con ADP para formar ATP. • Este tipo de transferencia de energía, sin participación de la cadena respiratoria se denomina: • FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO • A diferencia de la fosforilación oxidativa, ésta no requiere de oxígeno para la formación de ATP.

  27. Fosforilación de la glucosa • Paso inicial de todas las vías de utilización de monosacáridos • Activa metabólicamente a la glucosa • Impide la salida de Glucosa de la célula * La glucosa es fosforilada en el carbono 6 HEXOQUINASA GLUCOSA GLUCOSA-6-P

  28. Hexoquinasas - Enzimas constitutivas • Son inespecíficas. • Valores de Km pequeños - Son inhibidas por su producto Isoenzimas I, II, III • Hígado y células beta del páncreas. • Muy especifica, solo D-Glucosa. • No es inhibida por el producto. • Es inducible y regulada su actividad por proteínas Isoenzima IV o Glucoquinasa

  29. Regulación de la actividad de glucoquinasa por proteínas

  30. Destinos metabólicos de la glucosa-6-fosfato Glucógeno Glucógeno-génesis Glucosa-6-fosfatasa Via de las Pentosas GLUCOSA-6-P Glucosa Ribosa-5-P Via Glicolitica Piruvato

  31. Fases de la Vía Glicolítica FASE I. (Reacciones 1-5). FASE PREPARATORIA • Fosforilación de glucosa • Se recogen esqueletos carbonados de otros monosacáridos. • Fragmentación de glucosa para dar 2 triosas • Gasto de energía, se consumen 2 ATP.

  32. FASE II (Reacciones 6-10) FASE DE BENEFICIO • Oxidación de los esqueletos carbonados de las 2 TRIOSAS • Producción de energía metabólica por fosforilación a nivel de sustrato (4 ATP) • Producción de equivalentes de reducción (2 NADH). • El producto final son 2 PIRUVATOS

  33. GLUCOSA 6C: Hexoquinasa ADP Isomerasa Fosfofructo quinasa ADP Aldolasa NAD+ Glicer.deshidrog ADP P-Glicerato quinasa Mutasa Enolasa Acetil-CoA ó Lactato ADP Piruvato quinasa PIRUVATO

  34. FASE DE CONSUMO DE ENERGIA O FASE PREPARATORIA GLUCOSA Hexoquinasa Fosfofructoquinasa Fructosa 1,6 bisfosfato Gliceraldehído-3 fosfato Fosfato de dihidroxicetona

  35. FASE DE GENERACION DE ENERGIA 1,3 bisfosfo glicerato Fosfoglicerato quinasa 3 fosfo glicerato Fosfoenol piruvato Piruvato quinasa PIRUVATO

  36. Hexoquinasa Glucosa-6-P Glucosa Fosfoglucosa isomerasa Fructosa-6-P Glucosa-6-P

  37. Mg++ Fosfotructo quinasa Fructosa-6-P Fructosa- 1, 6-biP Aldolasa Fosfato dihidroxicetona Gliceralde- hído-3-P Fructosa-1, 6-biP

  38. Gliceraldehído-3-P deshidrogenasa Gliceraldehido-3-P 1,3-bisP-Glicerato Triosa fosfato isomerasa Fosfato de dihidroxicetona Gliceraldehído-3-P

  39. Mg++ P-glicerato quinasa 3-P-Glicerato 1,3-biP-Glicerato Fosforilación a nivel del sustrato Mg++ P-glicerato mutasa 3-P-Glicerato 2-P-Glicerato

  40. Mg++ Enolasa 2-P-Glicerato Fosfoenol piruvato Mg++, K+ Piruvato quinasa Fosforilación a nivel del sustrato Fosfoenol piruvato Piruvato

  41. ECUACION GENERAL DE LA VIA GLICOLITICA GLUCOSA + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 PIRUVATO + 2 ATP + 2 NADH +2 H+ + 2 H2O

  42. Puntos de Regulación de la Glicólisis TRES REACCIONES QUÍMICAS IRREVERSIBLES 1° Punto de Control: Hexoquinasa 2° Punto de Control: Fosfofructoquinasa (+) ADP ó AMP (-) ATP, NADH, Citrato y AG de cadena larga Principal punto de control de la Vía Glicolítica 3° Punto de Control: Piruvato Quinasa.

  43. BALANCE ENERGETICO FASE PREPARATORIA: Se gastan 2 ATP FASE DE BENEFICIO: Se producen 4 ATP Rendimiento de la Vía Glicolítica 2 ATP

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