PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN UNSL-LIC. NUTRICIÓN QCA. BIOLÓGICA-2017 PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN   Tema 3 METABOLISMO DE HIDRATOS de CARBONO Digestión y absorción de hidratos de carbono. Ingreso de la glucosa a la célula. Transportadores de Glucosa. Vía Glicolítica y su regulación. Metabolismo de fructosa, galactosa. Fermentación láctica y alcohólica. Sistemas de Lanzaderas: del glicerofosfato y del malato-aspartato

Nutrición y 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. Moléculas complejas son escindidas en sustancias más simples, que el organismo pueda incorporar y utilizar. 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.

Nutrición y Metabolismo de los Hidratos de Carbono (HC) Apliquemos…. Digestión de Hidratos de Carbono Conversión de los HC en sustancias absorbibles en el tracto intestinal: desdoblamiento mecánico y químico de los HC en moléculas absorbibles que son los monosacáridos. Esto ocurre por la intervención de enzimas contenidas en los jugos digestivos Absorción de Monosacáridos Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal a la circulación Implica procesos de transporte a través de membranas Metabolización Aprovechamiento de los glúcidos para obtención de energía y/o para la síntesis de compuestos celulares

Digestión - Absorción - Metabolización ¿Dónde ocurren? DIGESTIÓN DIGESTIÓN DIGESTIÓN y ABSORCIÓN DE NUTRIENTES METABOLIZACIÓN (Síntesis Degradación)

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

Polisacáridos de reserva Cloroplasto Almidón Mitocondria Glucógeno (gránulos) Amilosa Amilopectina % Ramificación: amilopectina 4% glucógeno 10%

Almidón y Glucógeno a Cadena lineal Punto de Ramificación

Estructura del Glucógeno unión (a 1-6) unión (a 1-4) Cadena lineal Punto de Ramificación Extremos No Reductores

Digestión de Carbohidratos ¿Qué enzimas participan? BOCA - Amilasa salival (Ptialina) HIGADO pH ácido, inactiva la enzima ESTOMAGO PANCREAS Amilasa pancreática Disacaridasas INTESTINO

Digestión del Almidón y/o del Glucógeno (en la boca) Amilosa Amilasa salival (boca) Maltosa Amilopectina o Glucógeno n H2O Maltotriosa Oligosacáridos

Digestión del Almidón (en intestino) Oligosacáridos Amilasa pancreática Maltosa Maltotriosa Dextrinas límite Glucosa libre α-dextrinasa

Disacaridasas (en intestino) Maltosa Maltasa 2 Glucosa H2O Sacarosa Sacarasa Glucosa + Fructosa H2O Lactosa Lactasa Glucosa + Galactosa H2O

en tracto gastrointestinal Digestión de Carbohidratos en tracto gastrointestinal Enzima Localización Función (S: sustrato - P: productos) a-amilasa salival (ptialina) boca Endoamilasa Hidroliza uniones a-1,4-glicosídicas S: polisacáridos almidón y glucógeno P: disacárido maltosa Acción muy breve: se inactiva al pH ácido del estómago Amilasa pancreática duodeno P: disacárido maltosa, maltotriosa, dextrinas límite

(S: sustrato - P: productos) Enzima Localización Función (S: sustrato - P: productos) a-1,6-glicosidasa (dextrinasa ó isomaltasa) Intestino delgado (membrana células borde en cepillo, mucosa intestinal) Endoamilasa S: polisacáridos almidón y glucógeno P: glucosas libres Hidroliza uniones a-1,6-glicosídicas. Disacari-dasas Maltasa Hidrolasa S: Maltosa, P: Glucosa Hidroliza uniones a-1,4-glicosídicas Sacarasa S: Sacarosa, P: Glucosa y Fructosa Hidroliza uniones a-1,2-, b-2,1-glicosídicas Lactasa S: Lactosa, P: Glucosa y Galactosa Hidroliza uniones b-1,4-glicosídicas

Nutrición y Metabolismo de los Hidratos de Carbono (HC) Repasemos…. Nutrición y Metabolismo de los Hidratos de Carbono (HC) Digestión de Carbohidratos Conversión de los CH en sustancias absorbibles en el tracto intestinal: desdoblamiento mecánico y químico de los HC en moléculas absorbibles (monosacáridos) Absorción de Monosacáridos Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal a la circulación Metabolización Aprovechamiento de los glúcidos para obtención de energía y/o para la síntesis de compuestos celulares.

ABSORCIÓN DE NUTRIENTES INTESTINO DELGADO-MUCOSA INTESTINAL (90%) Principal órgano INTESTINO DELGADO-MUCOSA INTESTINAL (90%)

¿Cómo se absorben los monosacáridos productos de la digestión? Recordemos…… PROCESOS DE TRANSPORTE DE SOLUTOS A TRAVÉS DE MEMBRANAS BIOLÓGICAS

TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANAS según la presencia de transportador No requiere transportador A favor de gradiente conc. Bidireccional A través de poros Iones, gases, agua, urea PROCESO NO MEDIADO SIN TRANSPORTADOR (DIFUSIÓN PASIVA) PROCESO MEDIADO CON TRANSPORTADOR Difusión Facilitada: a favor de Gradiente Transporte Activo: contra Gradiente

Clases generales según: PROCESO MEDIADO Transportadores Clases generales según: -número de solutos transportados -dirección del transporte Adaptado de Lehninger A. L., 4ª Edic. Cap 11 , 2007

Clases generales según: PROCESO MEDIADO Transportadores- Clases generales según: el gasto energético Tiene efecto a favor de gradiente de concentración No necesita energía metabólica Es bidireccional DIFUSIÓN FACILITADA Tiene efecto contra gradiente de concentración Depende de energía metabólica (ATP) Es unidireccional TRANSPORTE ACTIVO

Transporte Activo PROCESO MEDIADO Clases generales (a) Transporte Activo Primario: La energía de hidrólisis de ATP impulsa el transporte del Soluto contra gradiente (b) Transporte Activo Secundario: Se establece un gradiente de un ión (X) por transporte contra gradiente (Activo Primario) El movimiento del ión a favor de su gradiente, da la energía para el transporte de un segundo Soluto (S) contra su gradiente

¿Cómo se absorben las unidades de monosacáridos? Luz intestinal Sangre GLUT5 Difusión facilitada Fructosa Fructosa 2 K+ ATP 3 Na+ 2 Na+ Glucosa Na+K+ ATPasa Galactosa Glucosa Galactosa GLUT2 SGLT 1 Difusión facilitada Difusión facilitada Transportador Activo Secundario dependiente de Na+ Extraída y modificada del Lehninger, 4a. Ed,

Representación esquemática del mecanismo de co-transporte Na+/glucosa en el epitelio intestinal (GuíaTP Qca. Biológica, 2015)

Una vez en la sangre, la Glucosa es distribuida a los distintos tejidos. Ingresa a las células por difusión facilitada utilizando diferentes transportadores GLUT. GLUT: familia de proteínas integrales de membrana, hay descriptos 14 miembros.

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 β pancreáticas GLUT3 Ppal. Transportador en cerebro y nervios periféricos. GLUT4 Tej. Adiposo y músculo esquelético y cardíaco. Es sensible a Insulina GLUT5 Transportador de Fru en enterocitos

Esquema general de la digestión de Hidratos de Carbono Resumiendo….. a-amilasa

Nutrición y Metabolismo de los Carbohidratos (CH) Repasemos…. Nutrición y Metabolismo de los Carbohidratos (CH) Digestión de Carbohidratos Conversión de los CH en sustancias absorbibles en el tracto intestinal: desdoblamiento mecánico y químico de los CH en moléculas absorbibles (monosacáridos) Absorción de Monosacáridos Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal a la circulación Metabolización Aprovechamiento de los glúcidos para obtención de energía y/o para la síntesis de compuestos celulares.

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS TERMINOLOGÍA GLICOLISIS: Vía de degradación (catabólica) anaeróbica de la glucosa, fructosa, galactosa hasta piruvato = VÍA GLICOLÍTICA GLUCONEOGENESIS: Vía de síntesis (anabólica) de glucosa a partir de otros precursores diferentes a hidratos de carbono GLUCOGENOGENESIS: Vía anabólica de conversión de glucosa en glucógeno GLUCOGENOLISIS: Vía catabólica del glucógeno para producir glucosa

Bibliografía 1- BLANCO A. y BLANCO G., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 9a edic., Bs. As. (2011). 2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). 3- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010). 4- Docentes de Química Biológica, “QUIMICA BIOLOGICA Orientada a Ciencias de los Alimentos”, Nueva Editorial Universitaria de la Universidad Nacional de San Luis.