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BIOENERGETICA- ETS-CICLO DE KREBS CHICRI G. PARIS T.

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1 BIOENERGETICA- ETS-CICLO DE KREBS CHICRI G. PARIS T.

2 1. QUE ES BIOENERGETICA. Es el análisis bioenergético, es una técnica psicoterapéutica que combina de una forma única los principios del psicoanálisis con el trabajo energético y corporal es una forma de entender la personalidad humana en términos del cuerpo y sus procesos energéticos. Estos procesos a saber, la producción de energía

3 A través de la respiración y el metabolismo y la descarga de energía en el movimiento son las funciones básicas de la vida.

4 2. QUE ES METABOLISMO. COMO SE DIVIDE Y EXPLIQUE CADA UNA DE ELLAS El metabolismo, son todos los procesos químicos que mantienen las funciones del organismo. Esta regido por los genes es decir heredamos sistemas metabólicos la añadimos nuevas experiencias a lo largo de la vida pasándolo a su vez a nuestras descendencias. El metabolismo se lleva a cabo en las células, pero en el hígado que es la parte esencial de todos estos

5 Procesos por el pasan prácticamente todos los alimentos previamente tratados (deglutidos, atacados por ácidos, triturados y prensados en el estomago). Parte de todos esos alimentos ( las que no se eliminan por las heces y que son separados y absorbidos o transportados por la sangre son a su tratados por el hígado. Desde el hígado se distribuyen las sustancias básicas esenciales para alimentar nuestras células, la energía que nos permite funcionar en las coenzimas

6 De este metabolismo. * CLASIFICACIÓN: - De los hidratos de Carbono: En el metabolismo los hidratos de carbono, el hígado tiene un papel fundamental. Tanto en la síntesis o formación de glucógeno como en su desdoblamiento y creación de nuevos glucógenos (neoglucogenosis).

7 - De los grasas: El aumento de grasas tiene diversos efectos sobre el hígado (hígado graso), puede deberse a un exceso en la ingestión de hidratos, grasas o alcohol, o los dos últimos combinados o presentarse en las diabetes sacarina. - De las proteínas: En el hígado se lleva a cabo síntesis de proteínas muy importantes como la albúmina, el fibrogeno, la protombina y factores de coagulación haptoglubina, la transferina y la ceruloplasma.

8 De los grasas: El aumento de grasas tiene diversos efectos sobre el hígado (hígado graso), puede deberse a un exceso en la ingestión de hidratos, grasas o alcohol, o los dos últimos combinados o presentarse en las diabetes sacarina. - De las proteínas: En el hígado se lleva a cabo síntesis de proteínas muy importantes como la albúmina, el fibrogeno, la protombina y factores de coagulación haptoglubina, la transferina y la ceruloplasma.

9 De los aminoácidos. Estas sustancias pueden metabolisarse mal en el hígado y atravesar la barrera hematoencefálica que frena la entrada de sustancias peligrosas en el cerebro. Es el caso de la encefalopatía hepática.

10 3. QUE ES ENERGÍA LIBRE. El concepto de energía libre, llamada también trabajo neto o útil isotérmico fue propuesto independientemente por Gibbs y Helmhonttz. Si conocemos los cambios en energía libre a temperatura y presión constante, podemos predecir si una reacción es espontánea o no. La energía libre es la energía libre es la energía útil mientras que la entropía es la energía degradada.

11 5. EN QUE DIFIERE UNA REACCIÓN EXERGÓNICA A UNA REACCIÓN ENDERGÓNICA Reacción exergónica: Reacción química que transcurre con liberación de energía libre. Reacción endergónica: Reacción química que consume energía.

12 6.EN QUE CONSISTE UNA REACCIÓN ESPONTANEA Y UNA NO ESPONTANEA. Para determinar si una ecuación es no espontánea es necesario estudiar su termodinámica. Esta rama de la ciencia permite calcular la cantidad de trabajo útil producida por una reacción. Además muestra a los dos factores competitivos que determinan la esponeidad de una reacción. La entalpía, la entropía.

13 -Anabolismo: Es el proceso de construcción de nueva masa muscular, es la aspiración de todo deportista musculado. - Catabolismo: Es el proceso de degradación o destrucción de tejido muscular, se produce cuando hay una falta de energía y se descomponen tejidos como el músculo para ceder nutrientes a la sangre. La hormona clave que regula ambos procesos es la insulina, que regula la concentración de azúcar en sangre.

14 7.HAGA UN DIAGRAMA DONDE SE MUESTREN LAS 3 ETAPAS DEL METABOLISMO Y EXPLIQUE C/U DE ELLAS LIPIDOS CARBOHIDRATOS PROTEINAS Aminoácidos Glucosa + Otros azúcares Ácidos grasos + glicerol Acetil coenzima A ETAPA I ETAPA II

15 CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO SISTEMAS DE TRANSPORTE DE ELECTRONES ½ O 2 + 2H+ H 2 O ATP ADP P i CoA ETAPA III

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17 ETAPA I: Las macromoléculas de los lípidos, los carbohidratos y las proteínas se hidrolizan a proteínas suficientemente pequeñas para que se puedan entrar a las células. La hidrólisis de esta macromolécula ocurre en el sistema digestivo y los productos se transportan luego a través del sistema circulatorio a todas las células.

18 ETAPA II: Del metabolismo, muchas de las moléculas destinadas a ser fuente de energía, metabólicos, se convierten en Acetil coenzima A, un compuesto central en los procesos metabólicos. O CH 3 - c-S-CoA Grupo acetilo Coenzima A Acetil coenzima A

19 La coenzima A ( CoA - SH ) está compuesto de difosfato de adenosina, ácido pantoténico, una vitamina B, y un grupo de 2 carbonos con un grupo amino en átomo de carbono y un grupo - SH en el otro. La Acetil coenzima A es la molécula portadora universal de los grupos acetilos en el metabolismo animal. ETAPA III: Se produce energía libre a través de una serie de reacciones de oxido-reducción. La Acetil CoA es el compuesto requerido por el ciclo principal de energía de la célula, el ciclo del ácido cítrico.

20 8.QUE RELACIÓN EXISTE ENTRE CICLO DE KREBS Y EL ETS. Este ciclo tiene esencialmente una función de metabolizar el pirurato derivado de las glicolisis, además de ser un modo clave del metabolismo general. Las enzimas de los ácidos están localizados en la matriz de la mitocondria( unas de estas pocas enzimas están en la membrana interna de la mitocondria) ETS: Sistema de transporte de electrones.

21 9.QUE FUNCIÓN TIENE EL ATP EN LA CÉLULA. El ATP (adenosin trifosfato) la molécula que interviene en todas las transacciones de energía que se llevan a cabo en las células; por ello se le codifica como moneda universal de energía.El ATP está formado por adenina, ribosa y tres grupos fosfatos, contiene enlaces de alta energía entre los grupos fosfato; al romperse dichos enlaces se libera la energía almacenada.

22 En la mayoría de las reacciones celulares el ATP se hidroliza a ADP, rompiéndose un solo enlace quedando un grupo fosfato libre, que suele transferirse a otra molécula en lo que se conoce como fosforilación; solo en algunos casos se rompen los dos enlaces resultando AMP+2 grupos fosfato. El sistema ATP (-) ADP es el sistema universal del intercambio de energía en las células.

23 ATP (ADENOSINA TRIFOSFATO).Ribonucleótido 5'-trifosfato que actúa como dador de grupo fosfato en el ciclo energético celular La función del ATP es suministrar energía hidrolizándose a ADP y P i. Esta energía puede usarse para: obtener energía química: por ejemplo para la síntesis de macromoléculas; transporte a través de las membranas trabajo mecánico: por ejemplo la contracción muscular, movimiento de cilios y flagelos, movimiento de los cromosomas, etc.

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25 10.QUE ES UNA REACCIÓN ENERGETICAMENTE ACOPLADA. Reacciones acopladas: las reacciones endergónicas se manifiestan durante los procesos anabólicos, de manera que, requieren que se le añada energía de los reactivos (sustratos o combustibles metabólicos). Los productos finales de las reacciones exergonicas sirven de precursores para sintetizar los reactivos, mediante las reacciones endergónicas

26 Por lo que ocurre reacciones aceptadas cuando la energía libre de una reacción es utilizada para conducir una segunda reacción. Dicho de otra forma las reacciones acopladas representan reacciones liberadas de energía acopladas a reacciones que requieren de energía.

27 11. QUE ES FOSFORILACIÓN OXIDATIVA. Las mitocondrias son los organelos de la célula en donde se lleva a cabo la producción de la mayor parte de la energía que la célula requiere, el sistema de las mitocondrias donde la respiración se acopla con la producción de ATP se denomina fosforilación oxidativa. Fosforilación, por que el ADP se fosforiza para formar ATP, y oxidativa por que se consume oxigeno durante el proceso.

28 Consiste en reoxidar NADH y FADH 2, pasando los e - a una cadena de transporte electrónico hasta el O 2. La energía que se disipa en el transporte es aprovechada para sintetizar ATP. NADH + H + + ½O > NAD + + H 2 0 G 0' = kcal/mol FADH 2 + ½O > FAD + H 2 0 G 0' = kcal/mol

29 12.EN QUE PARTE DE LA MITOCONDRIA OCURRE LAS REACCIONES DEL ETS. Las reacciones se encuentran en la matriz mitocondrial a través de los canales que forman el complejo enzimático del ATP sintetiza. Esta entrada se acopla a la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato. Todo esto se produce como resultado de la corriente de protones fluyendo a través de la membrana, desde la matriz hasta el espacio intermembrana.

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31 13.ENUMERE LAS COENZIMAS Y LOS CITICROMOS EN EL ETS EN EL ORDEN QUE PRESENTAN LA OXIDACIÒN. Dentro de la membrana mitocondrial interna se encuentran las sustancias que transportan los electrones en el ETS. Existen dos clases principales de sustancias que transportan electrones, las coenzimas y los citocromos se encuentran tres tipos de coenzimas en el ETS: los nucleótidos de nicotinamida adenina y las flavoproteínas y la coenzima Q (Ubiquinona)

32 Metabolito NH 2

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37 También se encuentran tres tipos de citocromos en el ETS. Los citocromos se designan por letras: Citocromo a y Citocromo A 3 ; Citocromo B; y Citocromo C 1.

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40 14. EN QUE PASOS DEL ETS HAY SUFICIENTE ENERGÌA PARA PRODUCIR MOLÉCULAS DE ATP. En cada reacción de transferencia de electrones en el sistema de transporte, se libera energía en los pasos más importantes del ETS, se libera suficiente energía para sintetizar tres moléculas de ATP: Una molécula de ATP se produce con la energía liberada entre el citocromo C; la tercera molécula de ATP se produce a

41 Partir de la energía libre entre el citocromo C y el O 2 NAD CoQ AG 01 =-12.2 Kcal/mol(1ATP formado) CiT b CiT C 1 AG 01 =-9.9 Kcal/mol(1ATP formado) CiT c H 2 O AG 01 =-23.8 Kcal/mol (1 ATP formado) En cada una de estas series de reacciones, el ETS conduce suficiente energía para formar un enlace entre el ADP y el Pi

42 15. CUANTAS MOLÉCULAS DE ATP SE SINTETIZAN COMENZANDO CON EL NADH. Reacción de Oxido-reducción: Que involucra una de las coenzimas del ETS y en la primera reacción en la cual se produce energía libre en el ETS. Reacción de Oxidación y descarboxilación Esta es una reacción compleja que involucra el complejo enzimático denominado complejo a-cetoglutarato-deshidrogenasa, el cual contiene tres enzimas diferentes.

43 16.CUANTAS MOLÉCULAS DE ATP SE SINTETIZAN COMENZANDO CON EL FADH 2 La oxidación del succionato al fumurato catalizado por la enzima succinato deshidrogenasa que contiene la coenzima FAD, la cual se reduce a FADH 2. La cual genera dos moléculas de ATP en el ETS. Por lo tanto se produce en total de 12 moléculas de ATP en el ETS a partir de un Acetil CoA en el ciclo del ácido citrico.

44 Ciclo de krebs

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47 En las células eucariotas el ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz de la mitocondria en presencia de oxígeno. La membrana mitocondrial externa es permeable a la mayoría de las moléculas de pequeño tamaño, sin embargo la interna tiene una permeabilidad selectiva y controla el movimiento de iones hidrógeno.

48 Lo primero que ocurre tras la glucólisis es que el ácido pirúvico pasa desde el citoplasma a la matriz mitocondrial, atravesando las membranas. El ácido pirúvico sufre una oxidación, se libera una molécula de CO2 y se forma un grupo acilo (CH3-CO). En esta reacción se forma una molécula de NADH. Como en la glucólisis el producto final eran dos moléculas de ácido pirúvico, lógicamente se formarán ahora dos de NADH por cada molécula de glucosa.

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50 Ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs):

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53 METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS

54 Carbohidrato s Fructosa Glucos a Galactosa Glicogeno Lipido Piruvat o Lactat o Acetil CoA Sistema de trasporte de electrones ciclo de acido citrico Ciertos aminoacidos digestion glicolisis glicogenolisis glicogenesis gluconeogenesis

55 – GLUCOLISIS: Ruta metabolica por medio del cual la glucosa se desgrada para liberar energia. Serie de reacciones catalizados enzimaticamente que se produce en el interior de la celulosa y mediante los cuales se desgrada la glucosa. – GLUCONEOGENESIS: Ruta por la cual se sintetiza la glucosaapartir de los demas que no son OH tales como ciertos aminoacidos, el 40% de gluconeogenesis ocurre en el higado y el resto en el riñón – GLUCOGENESIS: Ruta metabolica por la cual se convierte el glucogeno apartir de la glucosa. – GLUCOGENOLISIS: Ruta por el cual el glucogeno se hidrolizaz para liberar glucosa.

56 En la glucolisis la glucosa C3H12O6 se convierte por una serie de las reacciones o piruvato CH3COO- durante la ruta glucolitico se forman 2 moleculas de NATH. GLUCOSA + 2HPO2 +4 ADP + 2NAD + 2CH3COO- + ATP + 2NAOH +2H+ LA GLUCOLISIS OCURRE EN 2 FASES fase 1 – Se consumen 2 moleculas de Atp – La hidrolisis de una molecula de Atp activa una molecula de glucosa. – La hidrolisis de una segunda molecula de Atp activa una molecula de fructoSa o fosfato en la reaccion 3.

57 fase 2 – Se producen 4 moleculas de ATP – Se reduce el NAD y NAOH – Si existen condiciones aerobicas y en la celda el NAOH produce mas ATP en el sistema de trasporte de electrones. La glucolisis ocurre en dos fases, en la primera consume 2 moleculas de ATP y cuatro moleculas de ATP se producen en la segunda fase. La hidrolisis de una molecula de ATP activa una molecula de glucosa en reacion 1 y a la hidrolisis de una segunda molecula de ATP activa una molecula de de fructosa 6-fosfato en la reaccion 3 en la primera fase. Esta hidrolisis de estas 2 moleculas proporcina la energia para sostener las reacciones en la ruta glicolitica.

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59 – Los compuestos intermedios ricos en energia se producen en las reacciones que transfieren grupos fosfatos a las moleculas de ADP para producir 4 moleculas de ATPen la segunda fase. – Se produce un total de 36 moleculas de ATP Inicialmente 2 moleculas de ATP se consumen en la reaccion 3. En la reaccion 6 se oxida 2 moleculas de NADH produce 2 moleculas de ATP. Las 2 moleculas de acetil que produce entran al acido acetico y producir 24 moleculas de ATP

60 GLICOGENESIS Las moleculas de glucosa se combinan para producir largas cadenas ramificadas de glicogeno, este se encuentra en la mayoria de los tejidos incluyendo el cerebro, el corazon y el tejido adiposo, la mayoria de cantidad de glicogeno esta localizado en los musculos del esqueleto y en el higado. La estructura de UDP glucosa esta compuesta de uridina que es un nucleosido.

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62 GLUCONEOGENESIS GLUCOLISIS Fructosa 1,6difosfato (AMP citrato) Fosfofructoquina en abundancia de ATP ( AMP citrato ATP) Concentraciones de AMP son Fructosa - fosfato bajas y las de citrato son bajas. El ATP y el citrato inhiben la Fructosa 1,6 difosfato glucolisis

63 GLUCONEOGENESIS Es la ruta en la cual se sintetiza la glucosa apartir apartir de las moleculas que no son carbohidratos tales como el lactato, el glicerol y ciertos aminoacidos. El 90% se presenta en el higado y el resto en los riñones. Comienza con el piruvato, el lactato se puede oxidar a piruvato, por lo tanto el lactato es una sustancia de partida importante en la gluconeogenesis. Algunos aminoacidos se pueden convertir a piruvato como el glutamato -alanina transminasa cambia la alnina a piruvato. CH3 CHCOO- + -O2 CCH2 CCO- CH3 CCO- + O CCH CH CHCO NH3 O O NH3+ Alanina alfa C etoglutarato Piruvato Glutamato

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65 En la glucogenesis 2 moleculas de glucosa se juntaran para producir largas cadenas ramificadas de glucogeno. Glucosa fosforilasa y el glucogeno sistetizan. El glucogeno sintetiza en dos pasos prinsipales. La UDP glucosacosa fosforilaza cataliza la reacción de la glucosa. Fosfeto y de trifosfato para formar la glucosa y el pirofosfato El glucogeno sintetiza y cataliza la reaccion de UDP glucosa y de glucogeno.

66 Las barreras termodinamicas evitan una simple inversion de la glucolisis: bs señalo que las barreras energeticas obstaculizan la reversion simple de la glucoisis entre entre el piruvato y el fosfoenolpiruvato. Estas reacciones pertenesen al tipo desequilibrado y liberan como calor mucha energia, por lo tanto son fisiologicamente irreversibles. Piruvato y fosfoenolpiruvato en las mitocondrias se encuentra una enzima, la piruvato carboxilasa, que convierte el piruvato en oxaloacetatoen presencia de ATP la vitamina B biotina y el CO2. Fructosa 1,6 bifosfato y fructosa 6-fosfato es necesaria para alcanzar la inversion de la glucolisis, se cataliza por una enzima especifica, la fructosa 1,6 bifosfatasa; esta es una enzima importante ya que con ella se puede saber si un tejido puede o no sintentizar glucogeno apartir del piruvatoy de los triosafosfatos.

67 Glucosa 6-fosfato y glucosa esta catalizada por otra fosfatasa especifica especifica, la glucosa 6-fosfatasa, se presenta en el higado y en el riñon pero no en el musculo ni en el tejido adiposo, esta enzima permite que un tejido añada glucosa a la sangre. Glucosa 1-fosfato y glucogeno la sintesis del glucogeno incluye una via completamente diferente por medio de la formacion del difosfato de glucosa y uridina y la actividad de la glucogeno sintasa, estas enzimas permiten la inervacion de la glucolisis que tenga una funcion importante en la gluconeogenesis.

68 CICLO DE CORI Es una serie de reacciones e interrelaciones del lactato y la glucosa en el higado, la sangre y los musculos. El lactato producido por los musculos activos entra en la sangre y es trasportado al higado, alli el lactato se convierete en piruvato. El piruvato resultante presenta gluconeogenesis y se convierte en glucosa, la glucosa se difunde del higado hacia la sangre y se trasporta nuevamente al tejido muscular. CAC Ciclo de acido citrico Glu-6-P Glucosa 6- fosfato Glu-1-P Glucosa 1- fosfatoe

69 La glucosa viaja en la sangre desde el higado hasta los musculos. En los musculos activos, la glucosa se convierte en lactato, el cual se trasporta en la sangre hacia el higado. En el higado el lactato se convierte nuevamente en glucosa. A esto se le llama el ciclo de cori. La fuente importante de glucosa debe estar siempre disponible en todos los tejidos del cuerpo. La concentracion normal de glucosa en la sangre esta entre 70 y 90mg/100mL (mg/dL) de sangre. A lo largo del dia la concentracion de glucosa en la sangre flutùa, dependiendo del consumo de alimentos y de la actividad fìsica. Despues de las comidas la concentracion de glucosa en la sangre aumenta y durante los periodos de hambre disminuye.

70 RUTA DE LA GLUCOLISIS

71 FORMACION DE PIRUVATO A PARTIR DE GLUCOSA


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