METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS Y GLUCÓLISIS

Presentación del tema: "METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS Y GLUCÓLISIS"— Transcripción de la presentación:

1 METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS Y GLUCÓLISIS
DR. JOSÉ LUIS HERNÁNDEZ LÓPEZ PEDIATRA Y NUTRIÓLOGO PEDIATRA

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3 ↑ Glucosa → 2 Piruvato + 2 NAHD + 2 ATP
Glucolisis: Se produce después del consumo de alimentos cuando la concentración de glucosa es alta. ↑ Glucosa → 2 Piruvato + 2 NAHD + 2 ATP Glucogénesis: Síntesis de glucógeno a partir de glucosa. ↑ Glucosa → ↑Glucógeno **NADPH = Nicotinamida Adenina Dinucleótido Fosfato + H

4 Gluconeogénesis: Formación de nueva glucosa a partir de precursores con dos o tres carbonos, que no son glúcidos (carbohidratos). Piruvato, a.a., lactato, → ↑ Glucosa Glucogenólisis: Es la vía por la cual se degrada glucógeno para la obtención de glucosa de una forma rápida. ↓ Glucógeno → ↑ Glucosa

5 VÍA DE LA PENTOSA SE PRESENTA CUANDO SE REQUIERE NADPH Y/O NUCLEÓTIDOS.
Glucosa 6-fosfato → Ribulosa 6-fosfato → ↑NADPH + nucleótidos Es indispensable para generar poder reductor en la forma de NADPH, el cual, además de su uso en la biosíntesis reductiva, es responsable del mantenimiento de un medio reductor dentro de la célula. Utiliza la glucosa para generar ribosa, que es indispensable para la biosíntesis de nucleótidos, como el ATP y, por supuesto, de los ácidos nucleicos, DNA y RNA. Produce eritrosa-4-fosfato (E4P), necesaria para la síntesis de aminoácidos aromáticos. **NADPH = Nicotinamida Adenina Dinucleótido Fosfato + H

6 Glucolisis Degradación de glucosa
La glucólisis es la vía central del metabolismo de la glucosa y se ha conservado a lo largo de la evolución en todas las células que utilizan hidratos de carbono para el metabolismo energético. Bioquímica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs

7 GLUCOLISIS La glucólisis está catalizada por enzimas citosólicas solubles y es la vía metabólica ubicua y central en el metabolismo de la glucosa. El eritrocito, más conocido como glóbulo rojo, es singular entre todas las células del organismo, pues emplea la glucosa y la glucólisis como su única fuente de energía. Por ello, el eritrocito es un modelo útil para la introducción a la glucólisis. Bioquímica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs

8 El piruvato, un ácido carboxílico de 3 carbonos, es el producto final de la glucólisis anaerobia
En los eritrocitos, que carecen de mitocondrias y de metabolismo oxidativo, el piruvato se reduce a ácido láctico, un hidroxiácido de 3 carbonos producto de la glucólisis anaerobia. Cada mol de glucosa proporciona 2 moles de lactato que a continuación se excretan a la sangre Bioquímica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs

9 Bioquimica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs 472-519
10 3 9 8 4 Ganancia neta 4 ATP – 2 ATP= 2ATP 2 NADH 2 Piruvato 5 7 6 1 El grupo fosforilo del ATP se transfiere al átomo de oxígeno en el C-6 de la glucosa 2 Conversión de glucosa 6-fosfato (una aldosa) en fructosa 6-fosfato (una cetosa) 3 Transferencia de un grupo fosforilo, de ATP al grupo hidroxilo de C-1 en la fructosa 6-fosfato 4 Ruptura de la hexosa en dos se fosfato triosas: Gliceraldehído 3- fosfato (C4-C6) y Dihidroxiacetona fosfato (C1 - C3). 5 La dihidroxiacetona fosfato, se convierte en glicaraldehído 3-fosfato (de cetosa a aldosa) 6 Oxidación del gliceraldehído 3-fosfato y reducción del NAD a NADH. 7 Transferencia de grupo fosforilo, del 1,3-bifosfoglicerato, rico en energía, al ADP, generando ATP y 3-fosfoglicerato. 8 Transferencia de un grupo fosforilo del 3-fosfoglicerato una parte a otra en la molécula para formar 2-fosfoglicerato 9 El 2-fosfoglicerato se deshidrata para formar fosfoenolpiruvato. 10 Transferencia del grupo fosforilo del fosfoenolpiruvato al ADP Bioquimica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs

10 Función de piruvato Glucolisis
El metabolismo posterior del piruvato suele tomar una de cuatro rutas: El piruvato se convierte en acetil-CoA por la piruvato deshidrogenasa. La acetil-CoA se puede usar en varias rutas metabólicas: se oxida totalmente a CO2 en el ciclo del ácido cítrico o de Krebs (en presencia de oxígeno). El piruvato se puede carboxilar y producir oxalacetato. El oxalacetato es uno de los compuestos intermedios en el ciclo de Krebs, y en la síntesis de la glucosa (gluconeogénesis) En algunas especies (levaduras), se puede reducir piruvato para formar etanol, bajo condiciones anaeróbicas. En algunas especies el piruvato se puede reducir a lactato. El lactato se puede transportar a células que lo regresan a piruvato para su entrada en alguna de las demás rutas (anaeróbica – ciclo de cori) Bioquímica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs

11 La glucólisis es una vía relativamente ineficaz para la extracción de energía de la glucosa: el rendimiento de 2 moles de ATP por cada mol de glucosa representa solo ∼5% de los ATP que se pueden obtener mediante la oxidación completa de la glucosa a CO2 y H2O por la mitocondria en otros tejidos Bioquímica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs

12 La glucólisis no es una vía aislada, la mayoría de los intermediarios glucolíticos sirven como puntos de ramificación para otras vías metabólicas. Bioquímica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs

13 La fase de rendimiento de la glucólisis produce 4 moles de ATP, lo que proporciona una cantidad neta de 2 moles de ATP por cada mol de glucosa convertido a lactato Bioquímica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs

14 CASO CLINICO Un niño presentaba ictericia y dolor a la palpación abdominal después de un fuerte resfriado. Los análisis de laboratorio mostraban valores bajos de hematocrito y de hemoglobina; los eritrocitos eran normocromicos y con morfología normal y había una reticulocitosis leve. El valor de la bilirrubina sérica estaba aumentado. Bioquímica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs

15 La deficiencia de piruvato cinasa es la más frecuente de las anemias hemolíticas derivadas de la deficiencia en una enzima glucolítica. Se trata de una enfermedad autosómica recesiva que se encuentra con una frecuencia de 1/ (∼1% de frecuencia génica) en la población mundial. Ocupa el segundo lugar como causa enzimática de anemia hemolítica, solo por detrás de la deficiencia de G6PDH (v. explicación más adelante). Bioquímica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs

16 Fermentación es un término general para el metabolismo anaerobio de la glucosa que generalmente se aplica a microorganismos unicelulares El etanol es un compuesto tóxico y las levaduras mueren cuando la concentración de etanol en su medio alcanza alrededor del 12-16%, que es la concentración aproximada del alcohol en los vinos naturales. Las bebidas alcohólicas suponen una fuente rica de energía; el alcohol rinde unas 7 kcal/g (29 kJ/g) por el metabolismo aerobio. Bioquímica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs

17 REGULACION DE GLUCOLISIS EN LOS ERITROCITOS
El equilibrio entre el consumo de ATP y su producción se controla de forma alostérica en tres sitios: las reacciones catalizadas por la hexocinasa, la fosfofructocinasa-1 y la piruvato cinasa. Bioquímica de Baynes 5 Ed, Capitulo 9, Págs