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Publicada porChiquita Mustafa Modificado hace 10 años
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QUIMICA BIOLOGICA Lic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.
BOLILLA 3 (Lic. en Biol. Molec.): METABOLISMO. Vías metabólicas. Catabolismo, anabolismo y vías anfibólicas. Recambio metabólico. Regulación del metabolismo. Carbohidratos: Digestión y absorción. Ingreso de glucosa a las células. Familia de transportadores METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS. GLICOLISIS. Vía de Embden-Meyerhof. Fases de la glucólisis. Enzimas y cofactores que participan. Regulación enzimática. Rendimiento energético. Distintos tipos de fermentaciones. Utilización de fructosa y galactosa. BOLILLA 4 (Ing. En Alim): METABOLISMO: Catabolismo y anabolismo. Vías metabólicas: secuencias lineales y ramificadas. Regulación de las vías metabólicas Catabolismo de los hidratos de carbono. Digestión y absorción. Sistemas de transporte. Importancia de los carbohidratos en la alimentación. GLICOLISIS. Vía de Embden-Meyerhof. Fases de la glucólisis. Regulación. Fermentación alcohólica, láctica y acética. Balance energético.
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M E T A B O L I S M O Energía para la vida ¿Cómo? ¿Cómo? Heterótrofos
Autótrofos Fotosintéticos ¿Cómo? ¿Cómo? M E T A B O L I S M O H2O H2O
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METABOLISMO INTERMEDIO
Conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en las células y tejidos.
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Sentido biológico del metabolismo
1- Obtener energía y poder reductor a partir de los nutrientes. 2- Degradar los compuestos ingresados, o los de reserva, en productos más simples, utilizables como precursores para la síntesis de moléculas constituyentes de órganos y tejidos y otras sustancias necesarias para su funcionamiento. Nutrientes Autótrofos CO2 H2O Iones de nitrógeno Elementos Minerales Heterótrofos Nutrientes Carbohidratos Lípidos Proteínas Vitaminas Minerales
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Nutrición y Metabolismo en Animales Heterótrofos
Digestión. Conversión de los alimentos en sustancias absorbibles en el tracto intestinal. Implica el desdoblamiento, mecánico (ej. masticación) y químico (ej. enzimático) 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.
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Sistema Digestivo en humanos
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Carbohidratos Lípidos Proteínas Vitaminas Nutrientes Minerales
de la dieta Polisacáridos Disacáridos Monosacáridos - Almidón granos, harinas, tubérculos, legumbres - Glucógeno carnes - Sacarosa frutas, azúcar de mesa, remolacha - Lactosa Leche y derivados - Glucosa - Fructosa frutas, miel, golosinas, etc. - Galactosa
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Almidón y glucógeno a Cadena lineal Punto de Ramificación
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Polisacáridos de reserva
Almidón Glucógeno Ramificación: amilopectina, 4%; glucógeno, 10%
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Digestión y absorción de carbohidratos
Ptialina o α-amilasa salival pH ácido, inactiva la enzima α-amilasa pancreática α-dextrinasa α-glucosidasa sacarasa-isomaltasa lactasa
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Digestión del Almidón y/o del Glucógeno
Amilosa Amilasa salival n H2O n Maltosas Amilopectina o Glucógeno n Maltotriosas n Oligosacáridos (dextrina límite)
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Digestión del Almidón (cont.)
Oligosacáridos Amilasa pancreática Maltosas Maltotriosas α-dextrinasa α-glucosidasa
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Disacaridasas + + Maltosa Glucosa Sacarosa Glucosa Fructosa Lactosa
Maltasa 2 Glucosa H2O Sacarosa Sacarasa Glucosa + Fructosa H2O Lactosa Lactasa Glucosa + Galactosa H2O
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Nutrición y Metabolismo en Animales
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.
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Estructuras especializadas en absorción
Humano
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¿Cómo llegan las unidades de monosacáridos a los tejidos donde serán metabolizados?
Luz intestinal Citosol del enterocito
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¿Cómo llegan las unidades de monosacáridos a los tejidos donde serán metabolizados?
SGLUT Glucosa Extraída y modificada del Lehninger, 4a. Ed, Fructosa GLUT5 Galactosa Galactosa
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Nutrición y Metabolismo en Animales
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.
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Sentido biológico del metabolismo
1- Obtener energía y poder reductor a partir de los nutrientes. 2- Degradar compuestos ingresados o de reserva en productos más simples, utilizables como precursores para la síntesis de moléculas constituyentes de órganos y tejidos y otras sustancias necesarias para su funcionamiento. DEGRADACION SINTESIS
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G METABOLISMO Estructuras complejas Estructuras simples Catabolismo
SINTESIS Estructuras complejas Estructuras simples G DEGRADACION Catabolismo Anabolismo
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(Degradación oxidativa)
Nutrientes Contenedores de Energía Carbohidratos Lípidos Proteínas VIAS CATABOLICAS (Degradación oxidativa) Productos finales carentes de Energía CO2 H2O NH3 NADH NADPH FADH2 ATP Energía Química NAD+ NADP+ FAD ADP+HPO42- VIAS ANABOLICAS (Síntesis reductora) Macromoléculas Celulares Polisacáridos Lípidos Proteínas Ácidos Nucleicos Moléculas Precursoras Monosacáridos Ácidos grasos Aminoácidos Bases nitrogenadas
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Esquemas de distintos tipos de secuencias metabólicas
Vías B a C b D E c d A P Q p A B C D E a b c d S e f Ciclos D c d P A B C b a S Cascadas A B a M N Y X
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Vías catabólicas convergentes Vías anabólicas divergentes
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Equilibrio dinámico Catabolismo Anabolismo
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Crecimiento Catabolismo Anabolismo
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Envejecimiento Anabolismo Catabolismo
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¿Cómo llegan las unidades de monosacáridos a los tejidos donde serán metabolizados?
SGLUT Glucosa Extraída y modificada del Lehninger, 4a. Ed, Fructosa GLUT5 Galactosa Galactosa
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Esquema general del metabolismo de carbohidratos
Otros tejidos como por ej. tej. nervioso Ciclo de Cori O2 O2
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Transportadores de Glucosa (uniporters)
1- La Glu se une a un sitio del transportador abierto. 2- La proteína transportadora cambia su conformación. 3- La Glu es liberada al interior celular y la proteína transportadora retorna a su conformación original. Transportador Localización 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 β pancreáticas 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. GLUT7 Membranas del RE
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¿En qué difieren estos transportadores? - En la afinidad por la GLU.
GLUT4> GLUT3> GLUT1> GLUT2 - La alta afinidad por Glu de GLUT4 y GLUT3 asegura la provisión de Glu a corazón y tej. nervioso. - Cuando los niveles de Glu en sangre aumentan (periodo postprandial) se activa la incorporación de Glu al hígado, por un lado, y a las células beta del páncreas, a través de los GLUT2 y se estimula la liberación de Insulina. - Esta, a su vez, promueve la movilización de los GLUT4 desde las vesículas intracelulares del tej. adiposo y músculo esquelético hacia la membrana plasmática para incorporar Glu a estos tejidos.
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¿Cómo funcionan lo transportadores GLUT4?
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Fosforilación de la glucosa
La fosforilación es el paso inicial de todas las vías de utilización de monosacáridos, en animales y vegetales. Impide la difusión de la Glu hacia el exterior celular y asegura su utilización en alguna de las vías metabólicas celulares según el requerimiento celular. * La glucosa es fosforilada en el carbono 6 En distintas proporciones según el tejido. Son inespecificas. Km Glu = mM Isoenzimas I, II, III Hexoquinasas En hígado y células beta del páncreas. Es muy especifica, solo D-Glucosa. Km Glu = >10 mM. Isoenzima IV o Glucoquinasa
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Bibliografia Bibliografía Complementaria
1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007). 2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). 3- Docentes de Química Biológica, “QUIMICA BIOLOGICA Orientada a Ciencias de los Alimentos”, Nueva Editorial Universitaria de la Universidad Nacional de San Luis. 4- MURRAY R y col., “Bioquimica de Harper”, Ed. El Manual Moderno, 14º ed. (1997). Bibliografía Complementaria 1- CAMPBELL Y FARREL, “Bioquimica”, Thomson Eds., 4ta. Ed., (2005). 2- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010).
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