METABOLISMO DE LA GLUCOSAMETABOLISMO DE LA GLUCOSA

COMO GENERACICOMO GENERACIÓÓN DE ENERGN DE ENERGÍÍAA

Allan White

Bioquímico

CEAFI

•T. McKee y J.R. McKee. “Bioquímica –La base molecular de la vida”, McGraw-Hill – Interamericana (3 a edición), Madrid, 2003.

•D. Voet, J. Voet y C. Pratt “Fundamentos de Bioquímica”, Editorial Médica Panamericana, Buenos Aires, 2007.

•A.L. Lehninger, D.K. Nelson y M.M. Cox. “Principios de Bioquímica”, Ediciones Omega (2a edición), Barcelona, 1995.

•R. K. Murray, D. K. Granner, P. A. Mayes y V. W. Rodwell. “Bioquímica de Harper”, Editorial El Manua l Moderno, México, D.F., 2001.

•Otros textos de Bioquímica

BIBLIOGRAFBIBLIOGRAF ÍÍAA

OLIGOSACÁRIDOS

αααα−−−−D−−−−Glucopiranosil−−−−(1,4)-D-glucopiranosa

Maltosa

oH H

H

H

H

OH

OH

OHOH

CH2OH

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H

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ββββ-D-Galactopiranosil-1,4-D-glucopiranosa

Lactosa

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αααα-D-Glucopiranosil-(1,2)-ββββ-D-fructofuranosa

Sacarosa

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CH2OH

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CH2OH

CH2OH

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H

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H

ENERGENERGÍÍA QUA QUÍÍMICAMICA

• La energía existente en los enlaces químicos de estas moléculas complejas es liberada por procesos metabólicos específicos.

• Parte de esta energía se disipa inevitablemente como calor.

ATP PREEXISTENTEATP PREEXISTENTE

• El intermediario que permite transferir la energía de los alimentos a los diferentes procesos biológicos que lo requieren es el adenosin trifosfato(ATP).

• En un adulto de talla normal en reposo hay no más de 85 gramos de ATP, el que es consumido rápidamente en el ejercicio intenso.

ENERGENERGÍÍA DE LA GLUCOSAA DE LA GLUCOSA

• La metabolización completa de cada molde glucosa, hasta CO2 y H2O, libera 686 kcal.

• La síntesis de cada mol de ATP requiere 7,3 kcal, por lo que teóricamente con la energía liberada por cada mol de glucosa podrían sintetizarse 94 moles de ATP.

• Sin embargo, sólo un 40% de las 686 kcalson usadas en sintetizar ATP (≈ 38 moles).

• El resto se disipa como calor.

OBTENCIOBTENCIÓÓN DE LA GLUCOSAN DE LA GLUCOSA

• Las células pueden obtener glucosa:• Desde la sangre, consumiendo un ATP en

su transformación en Glucosa-6P

• A partir de la degradación de Glicógeno, lo que da Glucosa-1P que se convierte en Glucosa-6P, sin necesidad de ATP.

• En el balance final del metabolismo de la glucosa, al partir de Glicógeno se obtiene un ATP más.

glucosa glucosa-6-fosfato fructosa-6-fosfato

fructosa-1,6-bisfosfatogliceraldehido-3-fosfato

dihidroxiacetona-fosfato

hexoquinasa

1

ATP ADP

fosfohexosaisomerasa

ATP

ADPfosfofructoquinasa-1

2

3

aldolasa

4

triosa fosfato isomerasa

5

+

gliceraldehido-3-fosfato

NAD+ NADH

1,3-bisfosfoglicerato

Gliceraldehido-3-fosfato deshidrogenasa

6

Pi ATPADP

fosfoglicerato quinasa3-fosfoglicerato

7

fosfogliceratomutasa

2-fosfoglicerato

8

fosfoenolpiruvato

H2O

enolasapiruvato quinasa

9

piruvato

ATP ADP

10

gliceraldehido-3-fosfato

NAD+ NADH

1,3-bisfosfoglicerato

Gliceraldehido-3-fosfato deshidrogenasa

6

Pi ATPADP

fosfoglicerato quinasa3-fosfoglicerato

7

fosfogliceratomutasa

2-fosfoglicerato

8

fosfoenolpiruvato

H2O

enolasapiruvato quinasa

9

piruvato

ATP ADP

10

NADH

NAD+

lactato deshidrogenasa

lactato

ATP

ADP

ATP

ADP

NAD+ NAD+

2NADH

+ 2H+

ADP ADP2ATP

ADP ADP2ATP

FASE ENDERGÓNICA FASE EXERGÓNICA

Glucosa (6 C)

(3 C)D-Glucosa

αααα-D-Glucopiranosa

METABOLISMO DE LA GLUCOSAMETABOLISMO DE LA GLUCOSA

• La obtención de glucosa por degradación del glicógeno se llama Glucogenolisis.

• Las etapas anaeróbicas del catabolismo de la glucosa, hasta piruvato, se denominan Glucólisis.

METABOLISMO DE LA GLUCOSAMETABOLISMO DE LA GLUCOSA

• El metabolismo o degradación de la glucosa (6 átomos de carbono) ocurre en dos etapas:

�Hasta piruvato (3 átomos de carbono), sin requerimiento de O2 (etapa anaeróbica).

�Desde piruvato hasta CO2 y H2O, con participación de la cadena transportadora de electrones y requerimiento de O2 (etapa aeróbica).

manosamanosa-6-P

ADP ATP

hexoquinasa

Manosa-6-P isomerasa

glucógeno fosforilasa

fosfoglucomutasa

glucógeno o almidón

glucosa-1-P

galactosa

galactosa-1-P

UDP-galactosa

UDP-glucosa

glucosa glucosa-6-P fructosa-6-P fructosa-1,6-bis-P

gliceraldehido-3-P

dihidroxiacetona-P

gliceraldehido-3-P

1,3-bisfosfoglicerato3-fosfoglicerato2-fosfogliceratofosfoenolpiruvatopiruvatolactato

fructosa

ADP ATP

fructoquinasahepática

fructosa-1-P

+

aldolasa gliceraldehido

ALTERNATIVAS DEL PIRUVATOALTERNATIVAS DEL PIRUVATO

• Oxidarse a Acetil CoAEn presencia de CoA y de un Ciclo de Krebs funcionando activamente gracias a la presencia de O2

• Reducirse a lactatoCuando no hay O2 suficiente.

acetil-CoA

oxalacetato

citrato

isocitrato

αααα-cetoglutarato

malato

fumarato

succinato Succinil-CoA

NAD+

NADH + H+

CO2

NAD+

NADH + H+

CO2

GDP + Pi

GTP

FAD

FADH2

NAD+

NADH + H+ citrato sintasa

1

aconitasa

2

isocit rato

desh

idro

gen

asa

3

αααα-ceto

glutarato

deshidro

genasa4

succinil-CoAsintetasa

5

succinato

deshidrogenasa6

fum

arasa

7

mal

ato

desh

idro

gena

sa

8

CADENA TRANSPORTADORACADENA TRANSPORTADORADE ELECTRONESDE ELECTRONES

• La mayoría de los transportadores son proteínas integrales de la membrana mitocondrial.

• Además de NAD+ y FAD hay otros tres tipos de transportadores de electrones:

�Ubiquinona o Coenzima Q (UQ).

�Citocromos a, b y c(proteínas con grupos hemo).

�Proteínas ferro-sulfuradas.

REQUISITO DEL CICLO DE KREBSREQUISITO DEL CICLO DE KREBS

• Presencia de O2 en la mitocondria que mantenga funcionando la cadena transportadora de electrones:

�Regenerando NAD+ y FAD.�Produciendo energía suficiente para la

síntesis de ATP.

�Dando como producto final H2O.

Glucosa

Piruvato Acetil-CoA

Aminoácidos

CICLO DE KREBS

+OXAL

Acidos grasos

CO2

(e- + H+)n

O2

H2O

ADP + PiATP

FOSFORILACIÓNOXIDATIVA

GLUCOLISIS

CADENA RESPIRATORIA

EJE CATABÓLICO BÁSICO

Otros azúcares