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BIOQUÍMICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR Prof. Dr. Marcelo O. Lucentini.

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Presentación del tema: "BIOQUÍMICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR Prof. Dr. Marcelo O. Lucentini."— Transcripción de la presentación:

1 BIOQUÍMICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR Prof. Dr. Marcelo O. Lucentini

2 BIOQUÍMICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR Objetivos docentes: Objetivos docentes: Repasar la organización estructural de la fibra muscular; Repasar la organización estructural de la fibra muscular; Caracterizar las proteínas musculares contráctiles y destacar su participación en la contracción muscular; Caracterizar las proteínas musculares contráctiles y destacar su participación en la contracción muscular; Estudiar el ciclo de contracción-relajación, desde el punto de vista bioquímico; Estudiar el ciclo de contracción-relajación, desde el punto de vista bioquímico; Regulación; importancia del calcio. Regulación; importancia del calcio.

3 BIOQUÍMICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR El músculo es el principal transductor bioquímico que convierte la energía potencial (química) en energía cinética (mecánica). El músculo es el principal transductor bioquímico que convierte la energía potencial (química) en energía cinética (mecánica).

4 BIOQUÍMICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR CREATINA FOSFOCREATINA CREATINA FOSFOCREATINA GLÚCIDOSLÍPIDOS PROTEÍNAS ATP GLUCÓGENOLISIS GLUCÓLISIS BETA-OXIDACIÓN CETÓLISIS CATABOLISMO PROTEICO

5 ORGANIZACIÓN MUSCULAR: MÚSCULO FASCÍCULO FIBRA MUSCULAR MÍOFIBRILLA MÍOFILAMENTOS

6 FIBRA MUSCULAR: Unidad estructural y funcional del músculo estriado. Constituída por: Unidad estructural y funcional del músculo estriado. Constituída por: Sarcolema; Sarcolema; Sarcoplasma; Sarcoplasma; Retículo Sarcoplasmático; Retículo Sarcoplasmático; Gránulos de glucógeno; Gránulos de glucógeno; Lípidos; Lípidos; Mioglobina; Mioglobina; Fosfocreatina; Fosfocreatina; Proteínas contráctiles. Proteínas contráctiles.

7 ORGANIZACIÓN MUSCULAR: El sarcómero es la unidad funcional del músculo y está comprendido entre dos líneas Z… El sarcómero es la unidad funcional del músculo y está comprendido entre dos líneas Z… Míofibrilla 2 µm

8 DISPOSICIÓN DE LOS FILAMENTOS EN EL MÚSCULO ESTRIADO: Músculo relajado Músculo contraído Las bandas H e I se acortan Los sarcómeros se acortan con la contracción

9 ORGANIZACIÓN MUSCULAR: Las míofibrillas, vistas con microscopia electrónica, están constituídas por 2 clases de míofilamentos: gruesos y finos. Las míofibrillas, vistas con microscopia electrónica, están constituídas por 2 clases de míofilamentos: gruesos y finos. Filamentos finos Filamentos gruesos

10 ORGANIZACIÓN MUSCULAR: Los filamentos gruesos, confinados a la banda A, se componen principalmente de miosina. Los filamentos gruesos, confinados a la banda A, se componen principalmente de miosina.

11 ORGANIZACIÓN MUSCULAR: Los filamentos delgados se ubican sobre la banda I y se extienden hasta la banda A, pero no abarcan la zona H. Los filamentos delgados se ubican sobre la banda I y se extienden hasta la banda A, pero no abarcan la zona H. Poseen: actina, tropomiosina y troponina Poseen: actina, tropomiosina y troponina

12 ORGANIZACIÓN MUSCULAR:

13 PROTEÍNAS CONSTITUYENTES DE LAS MÍOFIBRILLAS: Miosina; Miosina; Actina; Actina; Tropomiosina; Tropomiosina; Troponina; Troponina; - actinina, armazón estructural básico de la línea M… - actinina, armazón estructural básico de la línea M…

14 MÍOFILAMENTOS GRUESOS: D: 100 Å y L: 1,5 m D: 100 Å y L: 1,5 m Constituído x 400 moléculas de miosina; Constituído x 400 moléculas de miosina; 6 cadenas polipeptídicas helicoidales enrolladas 6 cadenas polipeptídicas helicoidales enrolladas (2 pesadas y 4 livianas); Cuello; Cuello; Cabeza. Cabeza.

15 MÍOFILAMENTOS FINOS: MÍOFILAMENTOS FINOS: D: 70 Å y L: 1,6 m D: 70 Å y L: 1,6 m Constituído por al menos 3 proteínas: Constituído por al menos 3 proteínas: Actina (Principal) Actina (Principal) Troponina Troponina Tropomiosina Tropomiosina Otras: Otras: Nebulina -Titina Nebulina -Titina

16 Tropomiosina TroponinaActina G CADENA DE ACTINA FILAMENTO FINO

17 TROPOMIOSINA: La tropomiosina es una proteína fibrosa que, en forma de dímeros alargados, se sitúa sobre el surco de la hélice de actina F o cerca de éste. La tropomiosina es una proteína fibrosa que, en forma de dímeros alargados, se sitúa sobre el surco de la hélice de actina F o cerca de éste.

18 TROPOMIOSINA: La tropomiosina tiene sitios específicos de unión a la actina, que a su vez, permitirán su unión a la miosina. La tropomiosina tiene sitios específicos de unión a la actina, que a su vez, permitirán su unión a la miosina.

19 TROPOMIOSINA: Unidas a la tropomiosina existen tres proteínas denominadas troponinas I, C y T; el conjunto de estas cuatro proteínas inhibe la unión de las cabezas de miosina a la actina a menos que haya catión calcio a concentraciones en torno a M. Unidas a la tropomiosina existen tres proteínas denominadas troponinas I, C y T; el conjunto de estas cuatro proteínas inhibe la unión de las cabezas de miosina a la actina a menos que haya catión calcio a concentraciones en torno a M.

20 TROPONINAS Y SUS FUNCIONES: La troponina-T se une a la tropomiosina y a la TpI y a la Tp-C; La troponina-T se une a la tropomiosina y a la TpI y a la Tp-C; La troponina-I inhibe la interacción actina-F-miosina, la ATPasa y también, se une a TpI y TpC; La troponina-I inhibe la interacción actina-F-miosina, la ATPasa y también, se une a TpI y TpC; La troponina-C se une al calcio y es estructural y funcionalmente análoga al a calmodulina. La troponina-C se une al calcio y es estructural y funcionalmente análoga al a calmodulina.

21 TROPONINAS:

22 TITINA Y NEBULINA:

23 ORGANIZACIÓN MUSCULAR:

24 INTERACCIÓN ACTINA-MIOSINA: S1

25 MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: La contracción muscular consiste en la unión y separación cíclicas entre el fragmento S1 de la cabeza de miosina y los filamentos de actina F. La contracción muscular consiste en la unión y separación cíclicas entre el fragmento S1 de la cabeza de miosina y los filamentos de actina F. S1

26 MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: El modelo de filamentos deslizantes y puentes cruzados es la base de la contracción muscular… El modelo de filamentos deslizantes y puentes cruzados es la base de la contracción muscular…

27 MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: Los puentes cruzados surgen a intervalos de 14 nm a lo largo de los filamentos gruesos. Los puentes cruzados surgen a intervalos de 14 nm a lo largo de los filamentos gruesos. Los dos polos de los filamentos gruesos están separados por un segmento de 10 nm denominado banda M. Los dos polos de los filamentos gruesos están separados por un segmento de 10 nm denominado banda M. M

28 MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR:

29 1. Neurona Motora; 1. Neurona Motora; 2. Acetilcolina; 2. Acetilcolina; 3. Aumento de la conductancia al sodio en la placa terminal; 3. Aumento de la conductancia al sodio en la placa terminal; 4. Generación de potencial de acción y despolarización a través de las líneas Z; 4. Generación de potencial de acción y despolarización a través de las líneas Z; 5. Liberación de calcio; quedan expuestos sitios de unión actina-miosina; 5. Liberación de calcio; quedan expuestos sitios de unión actina-miosina; 6. Fijación de calcio a la troponina C. 6. Fijación de calcio a la troponina C.

30 MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: 7. El cambio conformacional se traslada a las troponinas I y T; 7. El cambio conformacional se traslada a las troponinas I y T; 8. En su posición de reposo, la tropomiosina bloquea los sitios de la actina en los cuales se fija la miosina e impide la formación de puentes transversales; 8. En su posición de reposo, la tropomiosina bloquea los sitios de la actina en los cuales se fija la miosina e impide la formación de puentes transversales;

31 MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: 9. Se produce un desplazamiento de la hebra de tropomiosina en el surco helicoidal del filamento de actina; 9. Se produce un desplazamiento de la hebra de tropomiosina en el surco helicoidal del filamento de actina; 10. Quedan expuestos los sitios de actina; 10. Quedan expuestos los sitios de actina;

32 MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: Efecto de remo 11. La interacción actina-miosina provoca un deslizamiento del filamento delgado hacia el centro del sarcómero. 11. La interacción actina-miosina provoca un deslizamiento del filamento delgado hacia el centro del sarcómero.

33 MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: La tensión desarrollada durante la contracción muscular es proporcional a la superposición de los filamentos, así como al número de puentes cruzados que se forman... La tensión desarrollada durante la contracción muscular es proporcional a la superposición de los filamentos, así como al número de puentes cruzados que se forman...

34 UNIÓN-SEPARACIÓN CÍCLICA DE ACTINA Y MIOSINA: 1. En la fase de relajación muscular, el S-1 de la cabeza de miosina, hidroliza el ATP a ADP y Pi, que permanecen unidos. 1. En la fase de relajación muscular, el S-1 de la cabeza de miosina, hidroliza el ATP a ADP y Pi, que permanecen unidos. ATP-MIOSINA ADP-Pi-MIOSINA ATP-MIOSINA ADP-Pi-MIOSINA H2OH2OH2OH2O

35 UNIÓN-SEPARACIÓN CÍCLICA DE ACTINA Y MIOSINA: 2. Cuando la contracción muscular es estimulada, la actina queda expuesta y el S-1 de la cabeza de miosina se une a ella. 2. Cuando la contracción muscular es estimulada, la actina queda expuesta y el S-1 de la cabeza de miosina se une a ella. ADP-Pi-MIOSINA ACTINA-MIOSINA-ADP-Pi ADP-Pi-MIOSINA ACTINA-MIOSINA-ADP-Pi ACTINA

36 UNIÓN-SEPARACIÓN CÍCLICA DE ACTINA Y MIOSINA: 3. La formación del complejo promueve la liberación de Pi, lo cual origina el impulso de activación. 3. La formación del complejo promueve la liberación de Pi, lo cual origina el impulso de activación. ACTINA-MIOSINA-ADP-Pi ACTINA-MIOSINA-ADP-Pi ACTINA-MIOSINA + ADP + Pi ACTINA-MIOSINA + ADP + Pi

37 UNIÓN-SEPARACIÓN CÍCLICA DE ACTINA Y MIOSINA: 4. Otra molécula de ATP se une al S-1 de la cabeza de la miosina, formando un complejo actina- miosina-ATP. 4. Otra molécula de ATP se une al S-1 de la cabeza de la miosina, formando un complejo actina- miosina-ATP. ACTINA-MIOSINA ACTINA-MIOSINA ACTINA-MIOSINA-ATP ACTINA-MIOSINA-ATP

38 UNIÓN-SEPARACIÓN CÍCLICA DE ACTINA Y MIOSINA: 5. El complejo miosina-ATP tiene poca afinidad por la actina, la cual es liberada (relajación). 5. El complejo miosina-ATP tiene poca afinidad por la actina, la cual es liberada (relajación). ACTINA-MIOSINA-ATP ACTINA-MIOSINA-ATP ATP-MIOSINA ATP-MIOSINA ACTINA

39 UNIÓN-SEPARACIÓN CÍCLICA DE ACTINA Y MIOSINA: ATP-MIOSINAADP-Pi-MIOSINA ACTINA-MIOSINA-ADP-Pi ACTINA-MIOSINA ACTINA-MIOSINA-ATP 1 2 ACTINA 3ADP + Pi 4 ATP ACTINA 5 H2OH2O

40 CALCIO Y CONTRACCIÓN MUSCULAR: Sarcolema Túbulo T Sarcolema Túbulo T Cisterna Ca ++ Sarcómero Ca ++ Cisterna Calsecuestrina Ca ++ Ca ++ ATPasa Canal libera- dor Receptor de dihidropiridina

41 METABOLISMO DE LA FIBRA MUSCULAR METABOLISMO DE LA FIBRA MUSCULAR Lic. Sofía Castiñeyras Lic. Sofía Castiñeyras

42 PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR: RESISTENCIA POTENCIA FUERZA

43 PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR: La fuerza de un músculo queda determinada principalmente por su tamaño, con una fuerza contráctil máxima de 3 a 4 kg/cm 2 de la superficie transversal del músculo. La fuerza de un músculo queda determinada principalmente por su tamaño, con una fuerza contráctil máxima de 3 a 4 kg/cm 2 de la superficie transversal del músculo.

44 PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR: La potencia de la contracción muscular es una medida de la cantidad de trabajo realizado en la unidad de tiempo. La potencia de la contracción muscular es una medida de la cantidad de trabajo realizado en la unidad de tiempo.

45 PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR: La resistencia depende de la cantidad de glucógeno que se ha almacenado en el músculo antes del ejercicio. La resistencia depende de la cantidad de glucógeno que se ha almacenado en el músculo antes del ejercicio. La resistencia mejora con una dieta rica en glúcidos… La resistencia mejora con una dieta rica en glúcidos…

46 PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR: Cuando los atletas corren a velocidades típicas de carrera de maratón, su resistencia es aproximadamente: Cuando los atletas corren a velocidades típicas de carrera de maratón, su resistencia es aproximadamente: Dieta rica en glúcidos: 240´ Dieta rica en glúcidos: 240´ Dieta mixta: 120´ Dieta mixta: 120´ Dieta rica en grasa: 85´ Dieta rica en grasa: 85´

47 PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR: Sistema de la fosfocreatina: Sistema de la fosfocreatina: Creatina + ATP Fosfocreatina + ADP Creatina + ATP Fosfocreatina + ADP Se utiliza para actividades físicas de intensidad máxima y corta duración; Se utiliza para actividades físicas de intensidad máxima y corta duración; Los fosfágenos pueden proporcionar la potencia muscular máxima durante 8 a 10 segundos, casi lo suficiente para una carrera de 100 metros. Los fosfágenos pueden proporcionar la potencia muscular máxima durante 8 a 10 segundos, casi lo suficiente para una carrera de 100 metros.

48 PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR: Sistema de los fosfágenos casi exclusivamente: Sistema de los fosfágenos casi exclusivamente: 100 metros llanos; saltos; levantamiento de pesas; buceo 100 metros llanos; saltos; levantamiento de pesas; buceo Sistema de los fosfágenos y del glucógeno-lactato: Sistema de los fosfágenos y del glucógeno-lactato: 200 metros llanos; basket; beisbol; hockey sobre hielo. 200 metros llanos; basket; beisbol; hockey sobre hielo.

49 PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR: Sistema del glucógeno-lactato principalmente: Sistema del glucógeno-lactato principalmente: 400 metros llanos; 100 metros natación; tenis; fútbol. 400 metros llanos; 100 metros natación; tenis; fútbol. Sistema del glucógeno-lactato y aeróbico: Sistema del glucógeno-lactato y aeróbico: 800 m llanos; 200 m natación; 1500 patinando; boxeo; 200 m remos; carrera de 1500 m; carrera de 2 km; 400 m de natación. 800 m llanos; 200 m natación; 1500 patinando; boxeo; 200 m remos; carrera de 1500 m; carrera de 2 km; 400 m de natación.

50 RECUPERACIÓN DEL GLUCÓGENO MUSCULAR: Contenido en glucógeno muscular Contenido en glucógeno muscular (g/kg de músculo) (g/kg de músculo) Horas de recuperación Dieta rica en glúcidos

51 METABOLISMO MUSCULAR: El metabolismo del músculo en actividad puede responder a: El metabolismo del músculo en actividad puede responder a: A. ESFUERZO MÁXIMO A. ESFUERZO MÁXIMO (ejercicio muy intenso y breve) B. ESFUERZO SUBMÁXIMO B. ESFUERZO SUBMÁXIMO (ejercicio que se mantiene por periodos prolongados)

52 METABOLISMO MUSCULAR: ESFUERZO MÁXIMO: ESFUERZO MÁXIMO: PRODUCCIÓN ANEROBIA DE ATP PRODUCCIÓN ANEROBIA DE ATP ESFUERZO SUBMÁXIMO: ESFUERZO SUBMÁXIMO: PRODUCCIÓN AEROBIA DE ATP PRODUCCIÓN AEROBIA DE ATP

53 Para realizar un trabajo muy intenso, de corta duración, el músculo utiliza sus reservas de ATP por consumo de sus reservas de fosfocreatina y por degradación anaeróbica de su propio glucógeno… Para realizar un trabajo muy intenso, de corta duración, el músculo utiliza sus reservas de ATP por consumo de sus reservas de fosfocreatina y por degradación anaeróbica de su propio glucógeno… METABOLISMO MUSCULAR:

54 ESFUERZO MÁXIMO: ESFUERZO MÁXIMO: En la etapa inicial, el ATP es generado por las reservas de fosfocreatina (-10.3 kcal/mol). En la etapa inicial, el ATP es generado por las reservas de fosfocreatina (-10.3 kcal/mol). FOSFOCREATINA + ADP FOSFOCREATINA + ADP CREATINA + ATP CREATINA + ATP CPK

55 METABOLISMO MUSCULAR: Luego, ocurre la regeneración del ATP: Luego, ocurre la regeneración del ATP: 2 ADP ATP + AMP 2 ADP ATP + AMP Las reservas de fosfocreatina y ATP en el músculo son limitadas y sólo pueden proveer energía durante un tiempo muy breve… Las reservas de fosfocreatina y ATP en el músculo son limitadas y sólo pueden proveer energía durante un tiempo muy breve…

56 METABOLISMO MUSCULAR: La degradación de glucógeno muscular es una importante fuente de sustrato utilizable anaeróbicamente… La degradación de glucógeno muscular es una importante fuente de sustrato utilizable anaeróbicamente…

57 METABOLISMO MUSCULAR: ESFUERZO SUBMÁXIMO: ESFUERZO SUBMÁXIMO: Cuando el ejercicio es de menor intensidad, el aporte de O 2 puede ser suficiente para generar por fosforilación oxidativa el ATP requerido… Cuando el ejercicio es de menor intensidad, el aporte de O 2 puede ser suficiente para generar por fosforilación oxidativa el ATP requerido…

58 REGULACIÓN DE LA GLUCÓGENOLISIS REGULACIÓN DE LA GLUCÓGENOLISIS Adrenalina (Hígado y Músculo) ATP AMPc 5´AMP PQAi PQAa Proteína G Adenilciclasa GTP Fosfodies- terasa R +

59 REGULACIÓN DE LA GLUCÓGENOLISIS: FUNCIONES DE LA PROTEÍNQUINASA A ACTIVA: FUNCIONES DE LA PROTEÍNQUINASA A ACTIVA: Desencadenar la cascada de la glucógenolisis; Desencadenar la cascada de la glucógenolisis; Desactivar la glucógeno sintetasa; Desactivar la glucógeno sintetasa; Activar un inhibidor de fosfatasa. Activar un inhibidor de fosfatasa.

60 GLUCÓGENOLISIS: GLUCÓGENOLISIS: fosforilasa + glucantransferasa Enzima desramificante METABOLISMO MUSCULAR:

61 GLUCÓLISIS: ¿Qué es la glucólisis?: ¿Qué es la glucólisis?: La glucólisis es la degradación de la glucosa con fines energéticos… La glucólisis es la degradación de la glucosa con fines energéticos… ¿Cuál es su localización tisular?: ¿Cuál es su localización tisular?: Se realiza en todos los tejidos… Se realiza en todos los tejidos… ¿Cuál es su localización celular?: ¿Cuál es su localización celular?: El citosol (fracción soluble del citoplasma) El citosol (fracción soluble del citoplasma)

62 GLUCÓLISIS: GLUCOSA GLUCOSA 6 P GLUCOSA GLUCOSA 6 P FRUCTOSA 6 P FRUCTOSA 6 P FRUCTOSA 1,6 di P FRUCTOSA 1,6 di P GLICERALDEHÍDO 3 P + DIHIDROXIACETONA P GLICERALDEHÍDO 3 P + DIHIDROXIACETONA P 1,3 DPG 1,3 DPG 3 PG 2 PG PEP PIRUVATO 3 PG 2 PG PEP PIRUVATO LACTATO LACTATO HEXO/GLUCOQUINASA FOSFOFRUCTOQUINASA 1 PQ

63 GLUCÓLISIS EN AEROBIOSIS: GLUCOSA PIRUVATO GLUCOSA PIRUVATO ACETILCOA ACETILCOA NADH 2, FADH 2 CICLO DE KREBS NADH 2, FADH 2 CICLO DE KREBS CADENA RESPIRATORIA ATP mitocondria

64 METABOLISMO MUSCULAR: La glucólisis alcanza gran actividad hasta consumir los depósitos de glucógeno del músculo… La glucólisis alcanza gran actividad hasta consumir los depósitos de glucógeno del músculo… La acumulación de lactato desciende el pH local (6.6) y la fosfofructoquinasa será más sensible a inhibición y se reducirá de la actividad glucolítica. La acumulación de lactato desciende el pH local (6.6) y la fosfofructoquinasa será más sensible a inhibición y se reducirá de la actividad glucolítica.

65 METABOLISMO MUSCULAR: La tasa máxima de captación de oxígeno (VO 2 max) establece la relación que existe entre la cantidad de O 2 que la sangre libera y los músculos pueden utilizar por unidad de tiempo. La tasa máxima de captación de oxígeno (VO 2 max) establece la relación que existe entre la cantidad de O 2 que la sangre libera y los músculos pueden utilizar por unidad de tiempo ml de O 2 /min/kg de peso corporal ml de O 2 /min/kg de peso corporal

66 GLUCÓLISIS EN ANAEROBIOSIS: GLUCOSA PIRUVATO GLUCOSA PIRUVATO LACTATO LACTATO HÍGADO: PIRUVATO HÍGADO: PIRUVATO GLUCOSA GLUCOSA CICLO DE CORI

67 LIPASA HORMONO-SENSIBLE: regulación Adrenalina, Noradrenalina Adrenalina, Noradrenalina ATP AMPc 5´AMP PQAi PQAa LHSa LHSi Proteína G Adenilciclasa TAG DAG H 2 O AGL GTP Fosfodies- terasa R +

68 BETA-OXIDACIÓN: DEFINICIÓN: DEFINICIÓN: Es la degradación de los ácidos grasos con la finalidad de obtener energía química… Es la degradación de los ácidos grasos con la finalidad de obtener energía química… LOCALIZACIÓN TISULAR: LOCALIZACIÓN TISULAR: Hígado, riñón, tejido adiposo, músculo esquelético; corazón; suprarrenales. Hígado, riñón, tejido adiposo, músculo esquelético; corazón; suprarrenales. LOCALIZACIÓN CELULAR: LOCALIZACIÓN CELULAR: Matriz mitocondrial. Matriz mitocondrial.

69 BETA OXIDACIÓN: 1. ACTIVACIÓN DEL ÁCIDO GRASO: Membrana externa mitocondrial CO.OH + ATP + CoA.SH CO.S.CoA + AMP + PPi 2 Pi CO.S.CoA + AMP + PPi 2 Pi Tíoquinasa H2OH2O Acil CoA Pirofosfatasa

70 2. ENTRADA DEL ÁCIDO GRASO ACTIVADO A LA MITOCONDRIA: Acil CoA + CARNITINA Acil CoA + CARNITINA CoA.SH + ACILCARNITINA CoA.SH + ACILCARNITINA AcilCoA + CARNITINA CoA.SH CAT 1 CAT 2Matriz mitocondrial Membrana Interna Mitocondrial Parte externa Parte Interna Malonil CoA - Ext.

71 3. BETA OXIDACIÓN: CH 2 -CH 2 -CO.S.CoA CH 2 -CH 2 -CO.S.CoA H H H H C C CO.S.CoA C C CO.S.CoA OH H OH H C C CO.S.CoA C C CO.S.CoA H H H H FAD FADH 2 H2OH2O -enoil CoA hidroxiacilCoA Acil-CoA deshidrogenasa hidratasa

72 BETA OXIDACIÓN: OH H OH H C C CO.S.CoA C C CO.S.CoA H H H H O C CH 2 CO.S.CoA C CH 2 CO.S.CoA COS.COA + CH 3 COSCOA COS.COA + CH 3 COSCOA NAD + NADH 2 CoA.SH hidroxiacilCoA -cetoacilCoA n-2 Acetil CoA Acil CoA

73 BETA OXIDACIÓN: BALANCE ENERGÉTICO DEL PALMITATO 1*v 16 C acetil CoA 1*v 16 C acetil CoA 2*v 14 C acetil CoA 2*v 14 C acetil CoA 3*v 12 C acetil CoA 3*v 12 C acetil CoA 4*v 10 C acetil CoA 4*v 10 C acetil CoA 5*v 8 C acetil CoA 5*v 8 C acetil CoA 6*v 4 C acetil CoA 6*v 4 C acetil CoA 7*v acetil CoA acetil CoA 7*v acetil CoA acetil CoA

74 ¿Cuántos ATP se ganan por oxidación del palmitato (16 C)?: Son necesarias 7 vueltas para oxidar completamente al ácido graso; Son necesarias 7 vueltas para oxidar completamente al ácido graso; Por cada vuelta al ciclo se ganan 5 ATPs por reoxidación, en cadena respiratoria, del NADH 2 y del FADH 2 ; Por cada vuelta al ciclo se ganan 5 ATPs por reoxidación, en cadena respiratoria, del NADH 2 y del FADH 2 ; Como se dan 7 vueltas para la degradación, en total se ganan 35 ATPs; Como se dan 7 vueltas para la degradación, en total se ganan 35 ATPs; Se obtienen 8 moléculas de acetil CoA; Se obtienen 8 moléculas de acetil CoA; Por cada molécula de acetil CoA que entra al CTC, se ganan 12 ATPs (8 x 12= 96); Por cada molécula de acetil CoA que entra al CTC, se ganan 12 ATPs (8 x 12= 96);

75 35 (siete ciclos) + 96 ATP = 131 ATP; 35 (siete ciclos) + 96 ATP = 131 ATP; 131 – 1 ATP (gastado en la activación del ácido graso) = 130 ATPs; 131 – 1 ATP (gastado en la activación del ácido graso) = 130 ATPs; La oxidación del palmitato, generará 130 moléculas de ATP por la beta oxidación… La oxidación del palmitato, generará 130 moléculas de ATP por la beta oxidación… BALANCE ENERGÉTICO DE LA BETA- OXIDACIÓN:

76 CETÓLISIS: CETÓLISIS: DEFINICIÓN: DEFINICIÓN: Es la degradación de cuerpos cetónicos, con fines energéticos… Es la degradación de cuerpos cetónicos, con fines energéticos… LOCALIZACIÓN TISULAR: LOCALIZACIÓN TISULAR: Músculo esquelético, cardíaco y riñón Músculo esquelético, cardíaco y riñón LOCALIZACIÓN CELULAR; LOCALIZACIÓN CELULAR; MATRIZ MITOCONDRIAL MATRIZ MITOCONDRIAL

77 CETÓLISIS: OH O OH O H 3 C-C-CH 2 -CO.OH H 3 C-C-CH 2 - CO.OH H O H 3 C-CO.S.CoA H 3 C-C-CH 2 -CO.S.CoA + H 3 C-CO.S.CoA Acetil CoA Acetil CoA Succinil CoA Succinato CTC Acetoacetil CoA Acetoacetato -hidroxibutirato NAD + NADH 2 Tíoferasa dhg Tíolasa Mitocondria:

78 MUCHAS GRACIAS!!! MUCHAS GRACIAS!!!

79 DIFUSIÓN FACILITADA DE LA GLUCOSA: GLU OHHO OHHO El transporte ocurre sin rotación de la molécula de glucosa… Múltiples grupos proteicos se unen a los grupos OH- de la glucosa. OHHO GLU TRANSPORTADOR DE GLUCOSA GLUT 4

80 DIFUSIÓN FACILITADA DE LA GLUCOSA: GLUT-4: presentes en músculo y adipocitos; GLUT-4: presentes en músculo y adipocitos; Son insulino-dependientes; Son insulino-dependientes; Se almacenan en vesículas intracelulares que, en presencia de insulina, se fusionan con la membrana celular, aumentando su número y la captación de glucosa… Se almacenan en vesículas intracelulares que, en presencia de insulina, se fusionan con la membrana celular, aumentando su número y la captación de glucosa…

81 DESTINOS DE LA GLUCOSA EN EL MÚSCULO: DESTINOS DE LA GLUCOSA EN EL MÚSCULO: GLUCOSA GLUCOSA GLUCOSA 6 P GLUCOSA 6 P GLUCÓGENO GLUCÓLISIS ALMACENAMIENTO ENERGÍA Hexoquinasa

82 BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCÓLISIS: GLUCOSA + 2 Pi + 2 ADP GLUCOSA + 2 Pi + 2 ADP 2 LACTATO + 2 ATP + 2 H 2 O (O 2 ) 2 LACTATO + 2 ATP + 2 H 2 O (O 2 ) 2 PIRUVATO + 2 ATP + 2 NADH H 2 O

83 REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS: La glucólisis puede ser regulada por: La glucólisis puede ser regulada por: 1. Concentración de glucosa intracelular; 2. Estado energético celular; 3. Regulación alostérica; 4. Regulación hormonal…

84 REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS: REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS: 1. Concentración de glucosa intracelular: 1. Concentración de glucosa intracelular: La glucólisis es favorecida en situaciones de saciedad; dietas hiperglucídicas y ante un aumento de la glucógenolisis muscular, como ocurre en el ejercicio… La glucólisis es favorecida en situaciones de saciedad; dietas hiperglucídicas y ante un aumento de la glucógenolisis muscular, como ocurre en el ejercicio…

85 ATP/ADP: NADH 2 /NAD + : ACETILCoA/CoA: GLUCÓLISIS 2. REGULACIÓN POR ESTADO ENERGÉTICO CELULAR:

86 3. REGULACIÓN ALOSTÉRICA DE LA GLUCÓLISIS: Enzima: Modulador negativo: positivo: Enzima: Modulador negativo: positivo: - Hexoquinasa Glucosa 6 P FFQ1 ATP, Citrato AMP,ADP - Piruvato quinasa ATP,Citrato Fr 1-6 di P

87 FRUCTOSA 2-6 di P FOSFOFRUCTOQUINASA 1 FOSFOFRUCTOQUINASA 1 FRUCTOSA 1-6 di P PIRUVATO QUINASA PEP + ADP PIRUVATO + ATP PEP + ADP PIRUVATO + ATP 3. REGULACIÓN ALOSTÉRICA:

88 4. REGULACIÓN HORMONAL: GLUCAGON/INSULINA AUMENTO CAPTACIÓN DE GLUCOSA (GLUT 4) AUMENTO DE LA GLUCÓLISIS AUMENTO DE LA GLUCOGENOGÉNESIS

89 CETOGÉNESIS: CETOGÉNESIS: DEFINICIÓN: DEFINICIÓN: Es la síntesis de cuerpos cetónicos, a partir de un aumento en la oxidación de ácidos grasos; ellos son: el acetoacetato; el betahidroxibutirato y la acetona… Es la síntesis de cuerpos cetónicos, a partir de un aumento en la oxidación de ácidos grasos; ellos son: el acetoacetato; el betahidroxibutirato y la acetona… LOCALIZACIÓN TISULAR: LOCALIZACIÓN TISULAR: Hígado (Exclusivamente) Hígado (Exclusivamente) LOCALIZACIÓN CELULAR: LOCALIZACIÓN CELULAR: Matriz mitocondrial Matriz mitocondrial FINALIDAD: FINALIDAD: Exportar energía química.. Exportar energía química..

90 MUCHAS GRACIAS!!!! MUCHAS GRACIAS!!!!

91 GLUCÓGENOLISIS MUSCULAR: GLUCÓGENOLISIS MUSCULAR: O.P O.P OH OH OH OH O.P O.P OH OH OH OH AMP AMP Fosforilasa a Fosforilasa b 2H 2 O 2PiFosforilasa b (menos activa) 2 AMP Forma activa Forma inactiva 2ATP 2ADP2 AMP fosfatasa quinasa

92 REGULACIÓN DE LA GLUCÓGENOLISIS: REGULACIÓN DE LA GLUCÓGENOLISIS: PQAa Fosforilasa b Fosforilasa b Fosforilasa b Fosforilasa b quinasa inactiva quinasa activa quinasa inactiva quinasa activa Fosforilasa b Fosforilasa a OH O.P 2ATP2ADP O.P OH ATPADP OH Ca ++ (músculo)

93 SÍNTESIS DE GLUCÓGENO: Glucógeno sintetasa Enlace alfa 1-6 Enzima ramificante

94 REGULACIÓN DE LA GLUCOGENOGÉNESIS: REGULACIÓN DE LA GLUCOGENOGÉNESIS: fosfatasa fosfatasa GLUCÓGENO GLUCÓGENO GLUCÓGENO GLUCÓGENO SINTETASA SINTETASA SINTETASA SINTETASA INACTIVA ACTIVA INACTIVA ACTIVA quinasa quinasa O.P OH ADP ATP H 2 O Pi

95 INHIBICIÓN DE LA GLUCOGENOGÉNESIS: INHIBICIÓN DE LA GLUCOGENOGÉNESIS: ADRENALINA, NORADRENALINA ADRENALINA, NORADRENALINA PROTEINQUINASA A PROTEINQUINASA A INHIBIDOR DE INHIBIDOR DE INHIBIDOR DE INHIBIDOR DE FOSFATASA i FOSFATASA a FOSFATASA i FOSFATASA a GLUCOGENO GLUCOGENO GLUCOGENO GLUCOGENO SINTETASAa SINTETASAi SINTETASAa SINTETASAi ATP ADP OH O. P

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