METABOLISMO INTERMEDIARIO  Maria Camila Ávila Sanchez  Carlos Barceló Bovea  Diana Carolina Bermúdez Contreras  Giselle Paola Cabarcas Caro  María Stella Cortés Molina  Wendy Patricia Lázaro Escobar  Camilo Molina  Laura Pedrozo Yepez  Shaudy Alejandra Rodríguez Torres  Sharon Vanessa Trespalacios Zambrano

METABOLISMO Serie de reacciones catalizadas enzimáticamente + de transformaciones químicas producidas en una célula u organismo Tiene lugar Constituyen VÍAS METABÓLICAS CATABÓLICA ANABÓLICA ANFIBÓLICA realizan procesos oxidativos que producen energía libre. (cadena respiratoria y fosforilación oxidativa. se ocupan de la síntesis de los compuestos que constituyen la estructura y la maquinaria corporal. (la síntesis de proteínas) tienen lugar en las “encrucijadas” del metabolismo y actúan como enlace entre las otras dos. (ciclo del ácido cítrico) A → B → C → D → E sucesión de reacciones químicas sustrato inicial a uno o varios productos finales METABOLITOS INTERMEDIARIOS a través de una serie de Molécula utilizada o producida durante el metabolismo. METABOLISMO INTERMEDIARIO rutas centrales y la forma escalonada en que ocurren la mayoría de las reacciones

Funciones del Metabolismo Incorporación de nutrientes Obtención de energía química necesaria para la vida, a partir de la degradación de sustancias que se obtienen del medio o suyas propias. Síntesis y degradación de las distintas biomoléculas requeridas en las funciones estructurales y especiales. Eliminación de sustancias de desechos. Obtener energía química de las moléculas combustibles (alimentos) o de la luz solar absorbida. Convertir los nutrientes exógenos en precursores de los componentes macromoleculares de la célula. Formar y degradar las biomoléculas necesarias para las funciones especializadas de las células.

METABOLISMO INTERMEDIARIO constituido Campo extenso comprende describe Vías metabólicas seguidas por las moléculas individuales interrelaciones mecanismos Regulan el flujo de metabolitos Vías metabólicas Destino de componentes de la dieta Después Digestión y absorción

Importancia biomédica DESEQUILIBRIOS DEL METABOLISMO METABOLISMO NORMAL Variaciones y adaptaciones Períodos de inanición Ejercicio Embarazo Lactancia Consecuencia de Deficiencia de enzimas Secreción alterada de hormonas DIABETES SACARINA

Vías metabólicas básicas procesan los productos principales de la digestión Esquema de las vías para el catabolismo de carbohidratos, proteínas y grasas dietarías; Estas conducen a la producción de acetil-CoA, la cual se oxida en el ciclo del acido cítrico, originando finalmente ATP en el proceso de fosforilación oxidativa.

El metabolismo de los carbohidratos se ocupa del destino de la glucosa La glucosa es un sustrato único ya que la glucolisis puede realizarse en ausencia de oxigeno (anaeróbica) y el producto final es el lactato. Por otro lado, los tejidos que pueden utilizar el oxígeno (aerobios) tienen la facultad de metabolizar el pirúvico a acetil- CoA, que puede entrar al ciclo del acido cítrico para su oxidación completa a CO2 y H2O, con producción de gran cantidad de energía libre como ATP en el proceso de fosforilacion oxidativa. dos tipos de reacciones que están acopladas, una utiliza reacciones químicas que liberan energía, mientras que la otra utiliza esa energía para llevar a cabo sus reacciones.

La glucosa con algunos de sus metabolitos interviene en otros procesos Conversión a su polímero de almacenaje, glucógeno, particularmente en el musculo esquelético e hígado La vía de la pentosa fosfato que proviene de intermediarios de la glucolisis. Es una fuente de equivalentes reductores (2H) para la biosíntesis. La triosafosfato da origen a la fracción glicerol de los acilgliceroles (grasas). El piruvato y los intermediarios del ciclo del ácido cítrico proporcionan los esqueletos de carbono para la síntesis de aminoácidos y la acetil-CoA es el bloque estructural para los ácidos grasos de cadena larga y para el colesterol, precursor de todos los esteroides sintetizados en el cuerpo. gluconeogénesis proceso que produce glucosa a partir de percusores que no son como los carbohidratos, como los lactantes, aminoácidos y glicerol

El metabolismo de los lípidos se centra principalmente en los ácidos grasos y en el colesterol El origen de los ácidos grasos de cadena larga es la síntesis de novo de la acetil-CoA a partir de los carbohidratos o lípidos de los alimentos. En los tejidos, los ácidos grasos pueden ser oxidados a acetil-CoA (beta- oxidación) o esterificados a acilgliceroles, donde, como triacilgliceroles, constituyen en la principal reserva calórica del cuerpo.

La acetil-CoA formada por la beta- oxidación tiene varios destinos importantes Los ácidos grasos producen una cantidad considerable de energía en la beta oxidación y en el ciclo del ácido cítrico y, por tanto, son combustibles titulares muy eficaces. Es una fuente de átomos de carbono para el colesterol y otros esteroides. En el hígado forma cuerpos cetonicos, que son combustibles titulares hidrosolubles alternos, los cuales se convierten en importantes fuentes de energía bajo ciertas condiciones.

Metabolismo de proteínas Las proteínas que son ingresadas a través de la dieta pueden ser catabolizadas hasta el nivel de aminoácidos individuales, y estos aminoácidos pueden ser utilizados en el organismo para sintetizar a las propias proteínas que requieran para llevar acabo las funciones celulares o para constituir un nuevo tejido muscular. Estos aminoácidos también pueden ser conducidos hacia piruvatos y también pueden ser conducidos hasta la conversión en acetil-CoA, para que esto pueda suceder a los aminoácidos se le debe quitar previamente el grupo amino con el objetivo de eliminarlo ya que en algunas ocasiones puede resultar toxico, y este grupo amino va a entrar a otro proceso o a otra ruta metabólica a través de la cual va a ser eliminado a través de la orina.

Oxidación de los aminoácidos La capacidad genética para metabolizar aminoácidos La asequibilidad de aminoácidos del entorno La dependencia nutritiva del organismo respecto de los aminoácidos esenciales La disponibilidad de otros combustibles caloríficos Las necesidades de aminoácidos del organismo para la síntesis proteica La necesidad de aminoácidos específicos como precursores de ciertas biomoléculas importantes, tales como purinas, pirimidinas, componentes de la pared celular, hormonas y otras moléculas especializadas. Aunque la función primordial de los A.A. es la de ser precursores de las proteínas y de otras biomoléculas, se emplean con frecuencia como fuente energética. Aunque las reacciones enzimáticas básicas implicadas en el catabolismo aminoácido son en su mayor parte semejantes en todos los organismos, el ritmo real de utilización y la proporción de los diferentes aminoácidos empleados en un organismo determinado dependen de muchos factores que incluyen:

Oxidación de los aminoácidos Para la oxidación de los 20 aminoácidos diferentes existen 20 secuencias multienzimáticas distintas. En último término todas convergen en unas pocas rutas terminales que conducen al ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Los esqueletos hidrocarbonados de 10 de los A.A. son convertidos finalmente en acetil-CoA, ya sea por la vía del piruvato o por la del acetoacil-CoA, cinco se convierten en cetoglutarato, tres en succinil-CoA y dos en oxalacetato. La fenilalanina y la tirosina se degradan de modo que una porción del esqueleto hidrocarbonado se incorpora como acetil-CoA y lo otra como fumarato. Sin embargo no todos los átomos de C de los 20 A.A. se incorporan al ciclo del ácido tricarboxílico ya que algunos se pierden por el camino de la descarboxilación.

A nivel tisular y de órgano, la circulación sanguínea se integra al metabolismo La glucosa Los aminoácidos Vena portal hepática Hígado obtenidos Digestión de los carbohidratos Digestión de las proteínas los alimentos Vía común de absorción procedentes se produce comparten De este modo se dirijan ambos tipos de metabolitos

El hígado tiene la función metabólica primaria de regular la concentración sanguínea de la mayoría de los metabolitos, en particular de la glucosa y aminoácidos. En el caso de la glucosa, el exceso es convertido a glucógeno (glucogénesis) o grasa (lipogénesis). Entre comidas el hígado puede extraer sus reservas de glucógeno para restituir la concentración sanguínea de la glucosa (glucogenólisis), o en colaboración con el riñón, convertir metabolitos no carbohidratos como lactato, glicerol y aminoácidos en glucosa (gluconeogénesis). Además el hígado se ocupa de sintetizar las principales proteínas plasmáticas (por ejemplo, albumina) y de desaminar a los aminoácidos que exceden los requerimientos, mediante la formación de urea, la cual es trasportada por la circulación hasta el riñón para ser excretada. El musculo esquelético utiliza glucosa como combustible, formando lactato y CO2. almacena glucógeno que se utiliza como combustible en la contracción muscular y sintetiza proteínas musculares a partir de aminoácidos procedentes del plasma.

Los lípidos de la dieta principalmente triacilgliceroles, durante la digestión forman monoacilgliceroles y ácidos grasos, los cuales se recombinan con proteínas en las células intestinales; después se secretan inicialmente al torrente linfático y de ahí a la circulación como lipoproteínas, conocidas como quilomicrones. Los tejidos extrahepáticos que poseen la enzima lipoproteína lipasa los metabolizan; esta enzima hidroliza al triacilglicerol, liberando ácidos grasos que son incorporados a los lípidos tisulares u oxidados como combustible. La otra fuente principal de ácidos grasos de cadena larga es su síntesis (lipogénesis) a partir de los carbohidratos, en particular en el tejido adiposo y en el hígado. El triacilglicerol del tejido adiposo es la reserva de combustible más importante del organismo. Después de su hidrolisis (lipólisis), los ácidos grasos pasan a la circulación como ácidos grasos libres. Estos son captados por casi todos los tejidos (pero no por el cerebro y los eritrocitos) y esterificados a acilgliceroles u oxidados como combustible principal a CO 2.

Dos vías de importancia adicional existen en el hígado: lipoproteína de muy baja densidad (VLDL) procedente El triacilglicerol es secretado a la circulación ácidos grasos libres conduce cuerpos cetónicos (cetogénesis) son trasportados tejidos extrahepáticos La oxidación parcial lipogénesis ácidos grasos como de los donde actúan como otra fuente importante de combustible a la producción de

Los mecanismos alostéricos y hormonales son importantes en el control metabolico de reacciones catalizadas de enzimas Vía metabólica Reacciones no equilibradas Proteínas alostéricas Respuesta inmediata a las necesidades de la célula Reacciones equilibradas Proteínas alostéricas Disponibilidad del sustrato. Absorción de alimento en el intestino. Reacciones que liberan sustancias en la sangre. Fosforilasa ataca reservas de glucógeno (glucosa sanguínea) Mecanismos de acción Hormonas Modificación covalente Fosforilacion desfosforilacion A través de mensajero cAMP Activa enzima inactiva enzima fosforilasadesfosforilasa Vias degradativas Procesos de síntesis

Mecanismos de control de una reacción catalizada por enzimas 1. Los productos de la digestión proporcionan a los tejidos, bloques estructurales para la biosíntesis de moléculas complejas, así para energizar los procesos vitales. 2. Los productos de la digestión de carbohidratos, lípidos, proteínas son catabolizados a n metabolismo común. Acetil-coA antes de su oxidación final a CO2 en el ciclo del acido cítrico. 3. La acetil-coA se utiliza para la biosíntesis de a. grasos de cadena larga, colesterol y cuerpos cetónicos a partir de a. grasos 4. La glucosa proporciona la fracción de gricerol de las grasas y para varios aminoácidos no esenciales 5. Todo los productos hidrosolubles de la digestión son transportadas al hígado a través para procesamiento, que comprende oxidación o síntesis de moléculas que son exportadas al resto del cuerpo

citosol Contiene enzimas de las vías de glucólisis mitocondria Contiene enzimas principales de la oxidación, incluyendo acido cítrico Metabolismo de aminoácidos Tiene lugar en el citosol y mitocondrias, retículo endoplasmático.