Metabolismo de CHOMetabolismo de CHO

DIGESTON,ABSORCION,TRANSPORTE Y DIGESTON,ABSORCION,TRANSPORTE Y GLUCOLISISGLUCOLISISBIOQUIMICA IBIOQUIMICA I Clase 5 Clase 5

PROFESOR: RUBEN DIAZ CABANILLASPROFESOR: RUBEN DIAZ CABANILLAS

E-mail: E-mail: ruben1603_@hotmail.comruben1603_@hotmail.com

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

CONTENIDOCONTENIDO

• DIGESTION , ABSORCION Y DIGESTION , ABSORCION Y TRANSPORTE DE CARBOHRIDRATOSTRANSPORTE DE CARBOHRIDRATOS

• GLUCÓLISIS AERÓBICAGLUCÓLISIS AERÓBICA• GLUCÓLISIS ANAEROBICAGLUCÓLISIS ANAEROBICA

--

Galactosa + glucosa

Lactosa5,4 a 6Lactasa

Glucosa + fructosa

sacarosapH 5 a 7Duodeno Brunner y Lieberkuhn

Sacarasa

MaltosaMaltotriosaDextrinas

Almidón glucógeno

pH 7,1PancreasSecretina y colecistoquinina

Amilasa pancreática

Maltosa Dextrinas

Almidón, glucógeno

Cl, pH 6,6 a 6,8

Glándulas salivales

Amilasa salival

Producto

Sustrato

Activación

Sitio de Producción

Nombre

CARBOHIDRATOS DE CARBOHIDRATOS DE INTERINTERÉÉS BIOLS BIOLÓÓGICOGICO

GlucidoGlucido Fuente típicaFuente típica• Amilopectina Patatas, arroz, maíz, Amilopectina Patatas, arroz, maíz,

pan.pan.• Amilosa Patatas, arroz, maíz, Amilosa Patatas, arroz, maíz,

pan.pan.• Sacarosa Azúcar, pasteles, Sacarosa Azúcar, pasteles,

betarragabetarraga• Lactosa Leche, productos Lactosa Leche, productos

lácteos.lácteos.• Maltosa Granos germinados Maltosa Granos germinados

de la de la

cebada. cebada.

• Trehalosa Setas jóvenes.Trehalosa Setas jóvenes.• Fructosa Fruta , miel.Fructosa Fruta , miel.• Glucosa Fruta, miel, Glucosa Fruta, miel,

uva.uva.• Rafinosa Semillas de Rafinosa Semillas de

leguminosas leguminosas• Glucógeno Hígado, Glucógeno Hígado,

músculo.músculo.• Celulosa Vegetales, Celulosa Vegetales,

harina harina de trigo entero, de trigo entero, salvado, lechuga, salvado, lechuga,

apio, zanahoria. apio, zanahoria.

Las disacaridasasLas disacaridasas, que incluyen , que incluyen a la a la maltasa, la isomaltasa, la maltasa, la isomaltasa, la sacarasa, la lactasa sacarasa, la lactasa actúan actúan sobre los carbohidratos más sobre los carbohidratos más pequeños para liberar pequeños para liberar monosacáridos de los sustratos monosacáridos de los sustratos correspondientes.correspondientes.

La actividad de las disacaridasas La actividad de las disacaridasas (OLIGOSACARIDASAS)(OLIGOSACARIDASAS) es mayor es mayor en las primeras porciones del en las primeras porciones del yeyuno que en el duodeno o en el yeyuno que en el duodeno o en el íleon.íleon.

Los monosacáridos así formados Los monosacáridos así formados (galactosa, fructosa y glucosa)(galactosa, fructosa y glucosa) en en la luz intestinal pasan al sistema la luz intestinal pasan al sistema porta, para dirigirse al hígado y porta, para dirigirse al hígado y después ser transportados a los después ser transportados a los diferentes tejidos (cerebro: 100-diferentes tejidos (cerebro: 100-200 g/día, eritrocitos, plaquetas, 200 g/día, eritrocitos, plaquetas, leucocitos y músculo: 50g/día, leucocitos y músculo: 50g/día, tejido adiposo y riñones necesitan tejido adiposo y riñones necesitan alrededor de 30-20 g/día.alrededor de 30-20 g/día.

ABSORCIABSORCIÓÓN INTESTINAL DE N INTESTINAL DE LOS CARBOHIDRATOSLOS CARBOHIDRATOS

La mayoría de las La mayoría de las pentosaspentosas, atraviesan la , atraviesan la barrera intestinal mediante difusión simple.barrera intestinal mediante difusión simple.

La D-glucosa puede ser transportados en La D-glucosa puede ser transportados en contra de un gradiente de concentración, las contra de un gradiente de concentración, las últimas cantidades de estos azúcares se últimas cantidades de estos azúcares se absorben en el intestino a pesar de las absorben en el intestino a pesar de las concentraciones elevadas existentes en concentraciones elevadas existentes en sangre.sangre.

Existen tres clase principales de Existen tres clase principales de transporte de azúcares:transporte de azúcares:

a) a) Mecanismo facilitadoMecanismo facilitado (equilibrado) (equilibrado) estudiado en los estudiado en los eritrocitos.eritrocitos.

b) b) Sistemas sensibles a Sistemas sensibles a hormonashormonas:: músculo músculo y en el y en el tejido adiposo.tejido adiposo.

c) c) Sistemas de transporte Sistemas de transporte acoplado al acoplado al Na+:Na+: intestino intestino y en los tejidos renales.y en los tejidos renales.

TRANSPORTADORES DE GLUCOSATRANSPORTADORES DE GLUCOSA

Se han descrito por lo menos 12 Se han descrito por lo menos 12 proteínas transportadoras de glucosa:proteínas transportadoras de glucosa: GLUT.GLUT.

Los Los GlutsGluts son una familia de proteínas son una familia de proteínas con una secuencia determinada, con una secuencia determinada, codificada por diferentes genes. codificada por diferentes genes.

Todos los Gluts tienen una estructura en Todos los Gluts tienen una estructura en común de 12 zonas hidrófobas que común de 12 zonas hidrófobas que permanecen en contacto con La permanecen en contacto con La membrana de la célula, mientras que las membrana de la célula, mientras que las terminaciones amino en un extremo y terminaciones amino en un extremo y carboxi en otro extremo son carboxi en otro extremo son intracitoplasmáticas. intracitoplasmáticas.

Otra familia, de tipos diferentes denominados GLUTS.

Movilizan moléculas de glucosa por difusión facilitada.

A través “poros o conductos específicos” mediados por GLUTS sin

gasto de ATP.

GLUTSGLUTS

Glut 1:Glut 1: se ha encontrado en el cerebro se ha encontrado en el cerebro y en los eritrocitos; actúa como una y en los eritrocitos; actúa como una puerta en la cual la proteína une al puerta en la cual la proteína une al azúcar en la superficie externa de la azúcar en la superficie externa de la membrana y sufre un cambio membrana y sufre un cambio conformacional que conduce al conformacional que conduce al azúcar hacia el interior de la célula, azúcar hacia el interior de la célula, donde se desune.donde se desune.

Glut 2 :Glut 2 : ( Km para la glucosa 15 mM ( Km para la glucosa 15 mM aproximadamente) es el aproximadamente) es el transportador de glucosa en hígado, transportador de glucosa en hígado, riñón, intestino y células Beta del riñón, intestino y células Beta del páncreas.páncreas.

El glut 1 y glut 2 se han hallado en El glut 1 y glut 2 se han hallado en cerebros de fetos de 10 a 21 cerebros de fetos de 10 a 21 semanas (etapas tempranas del semanas (etapas tempranas del desarrollo) con lo que se sugiere que desarrollo) con lo que se sugiere que interviene en el desarrollo del SNC interviene en el desarrollo del SNC

GLUT 4GLUT 4

Glut 4:Glut 4: Es la Es la isoforma isoforma dependiente de dependiente de insulina, presente insulina, presente en el músculo y en en el músculo y en las células las células adiposas. La adiposas. La insulina aumenta el insulina aumenta el número de número de transportadores en transportadores en la membrana la membrana plasmática.plasmática.

Glut 5:Glut 5: Se encuentra en el Se encuentra en el intestino delgado en el lado intestino delgado en el lado arterial de la célula epitelial, y arterial de la célula epitelial, y actúa conjuntamente con el actúa conjuntamente con el cotransportador de la glucosa y el cotransportador de la glucosa y el sodio en el lado luminal.sodio en el lado luminal.

Glut 1 y Glut 3Glut 1 y Glut 3: Están presentes : Están presentes en la membrana plasmáticas de en la membrana plasmáticas de casi todas las células ( eritrocitos casi todas las células ( eritrocitos y encéfalo); Glut 1, tiene una y encéfalo); Glut 1, tiene una afinidad elevada para la glucosa afinidad elevada para la glucosa (Km 2-5mM). GLUT 3 : neuronas.(Km 2-5mM). GLUT 3 : neuronas.

SGLT 1:SGLT 1:

Es un sistema específico de transporte Es un sistema específico de transporte dependiente de Na dependiente de Na + + para la D-glucosa y para la D-glucosa y la D-galactosa, realiza el cotransporte la D-galactosa, realiza el cotransporte activo de estos azúcares junto con Naactivo de estos azúcares junto con Na+

desde la superficie luminal de las células desde la superficie luminal de las células con borde en cepillo.con borde en cepillo.

GLUT 7:

Se expresa en células del RE de hepatocitos. Función: está encargado del proceso de gliconeogénesis hepática ( similar a GLUTS en el hígado).

La glucosa entra a lascélulas del cuerpo a travésde transportadores GLUT.Son proteínas embebidasen las membranas celulares.Este proceso se llamaDIFUSION FACILITADA

La digestión de los disacáridos y la absorción de los azúcares se lleva a cabo en el borde en cepillo, principalmente en la región superior del yeyuno.

Absorción de CHOAbsorción de CHO

UTILIZACION DE LA GLUCOSA SANGUINEAUTILIZACION DE LA GLUCOSA SANGUINEAPOR LOS TEJIDOSPOR LOS TEJIDOS

Membrana celularMembrana celular de las células musculares (Glut 4)de las células musculares (Glut 4) y los adipocitosy los adipocitos

Se almacenaSe almacena GlucosaGlucosa Glucosa Glucosa el Glucógenoel Glucógeno

Glucosa-1-PGlucosa-1-P

insulinainsulina Glucosa-6-PGlucosa-6-P

Glucólisis Glucólisis

GlucosaGlucosa Glucosa Glucosa

Membrana CelularMembrana Celular de células hepáticas (No Insulina)de células hepáticas (No Insulina)

Estimulació

n

Estimulació

n

Inducción de

Inducción de novonovode la biosíntesis

de la biosíntesis dedeGlucoquinasa

Glucoquinasa

Hexoquinasa

Hexoquinasa

Enzima Constitutiva

Enzima Constitutiva

Hexoquin

asa

Hexoquin

asa

Enzima C

onstitu

tiva

Enzima C

onstitu

tiva

Gluco

quinasa

Gluco

quinasa

Enzima In

ducida

Enzima In

ducida

VELOCIDAD DE ABSORCION DE LA GLUCOSAVELOCIDAD DE ABSORCION DE LA GLUCOSA

No requiere insulina para que la Glucosa sanguínea No requiere insulina para que la Glucosa sanguínea atraviese la membrana celular de las células atraviese la membrana celular de las células hepáticas.hepáticas.

Músculo y Tejido Adiposo Músculo y Tejido Adiposo Glut 4Glut 4 DependienteDependientede Insulinade Insulina

InsulinaInsulina Hígado Hígado Estimula la síntesis de GlucoquinasaEstimula la síntesis de GlucoquinasaInanición y Diabetes (GKInanición y Diabetes (GK↓↓))

UTILIZACION DE LA D-GLUCOSAUTILIZACION DE LA D-GLUCOSA

La cantidad de azúcares absorbidos es de 1 g/Kg de peso La cantidad de azúcares absorbidos es de 1 g/Kg de peso corporalcorporalpor hora aproximadamente.por hora aproximadamente.

En el período de 30 - 60 min. después de la comida, En el período de 30 - 60 min. después de la comida, se alcanza se alcanza habitualmente un nivel máximo de cerca de 130 mg/dL habitualmente un nivel máximo de cerca de 130 mg/dL (7.2 mmol/L) que disminuye en 2 - 2:30 horas a 70 (7.2 mmol/L) que disminuye en 2 - 2:30 horas a 70 mg/dL (3.9 - 5.0 mmol/L) aproximadamente.mg/dL (3.9 - 5.0 mmol/L) aproximadamente.

DESTINO DE LOS CARBOHIDRATOS DE LA DIETADESTINO DE LOS CARBOHIDRATOS DE LA DIETA

1. Glicólisis Anaeróbica (Láctato)1. Glicólisis Anaeróbica (Láctato)

2. Glicólisis Aeróbica (Piruvato2. Glicólisis Aeróbica (Piruvato Acetil Acetil CoA)CoA)

3. Vías Catabólicas Alternativas:3. Vías Catabólicas Alternativas:

- Vía de las Pentosas- Vía de las Pentosas

- Vía del Acido D-Glucorónico- Vía del Acido D-Glucorónico

4. Glucógenesis - Glucogenólisis4. Glucógenesis - Glucogenólisis

5. Neoglucogénesis5. Neoglucogénesis

6. Distribución de Glucosa a diferentes 6. Distribución de Glucosa a diferentes tejidos.tejidos.

7. Controlar la homeostasis de la Glucosa7. Controlar la homeostasis de la Glucosa

GLUCOLISISGLUCOLISIS

• Es la vía metabólica filogenéticamente Es la vía metabólica filogenéticamente más antigua, en la cual la glucosa se más antigua, en la cual la glucosa se metaboliza en las células animales y en metaboliza en las células animales y en gran variedad de microorganismos.gran variedad de microorganismos.

• Hay dos formas de glucólisis : La Hay dos formas de glucólisis : La ANAEROBICA o fermentaciónANAEROBICA o fermentación también también llamada vía de llamada vía de Embden-Meyerhof-Embden-Meyerhof-Parnas Parnas y la y la AEROBICA uAEROBICA u oxidación oxidación completa de la glucosa.completa de la glucosa.

Glicólisis: destinos del piruvato

GLUCOLISIS ANAERÓBICAGLUCOLISIS ANAERÓBICA

• En el humano el producto final es En el humano el producto final es ácido láctico o lactato. Se conoce ácido láctico o lactato. Se conoce también como fermentación láctica u también como fermentación láctica u oxidación parcial de la glucosa.oxidación parcial de la glucosa.

• Es una vía citoplasmáticaEs una vía citoplasmática• Se realiza en ausencia de oxigenoSe realiza en ausencia de oxigeno• Por cada mol de glucosa se producen Por cada mol de glucosa se producen

2 moles de lactato2 moles de lactato• Es poco energéticaEs poco energética

Fermentación láctica

• Ocurre en condiciones ANAERÓBICAS.

• En algunos tejidos también se produce lactato en condiciones aeróbicas (retina, cerebro, eritrocitos).

• Algunos microorganismos fermentan glucosa hasta lactato. Y ciertos lactobacilos fermentan la lactosa hasta acido láctico. La desnaturación de la caseína y otras proteínas de la leche por la baja en el pH (ácido) hace que estas precipiten. Esto es la base para hacer queso o yogurt.

En la ausencia del oxígeno, la respiración consiste de dos caminos metabólicos: glicólisis y fermentación. Ambos se efectúan en el citosol.

Glucólisis anaeróbicaGlucólisis anaeróbica

GLUCOLISISGLUCOLISIS

““VIA DE EMBDEN - MEYERHOFF - PARNAS”VIA DE EMBDEN - MEYERHOFF - PARNAS”

IMPORTANCIA:IMPORTANCIA:

Es un proceso en el cual la Glucosa es Es un proceso en el cual la Glucosa es transformadatransformadaenzimáticamente en dos Piruvatos.enzimáticamente en dos Piruvatos.

1. Es una secuencia primaria del metabolismo de la 1. Es una secuencia primaria del metabolismo de la GlucosaGlucosa en todas las células.en todas las células.

2. Es una vía oxidativa que no requiere de oxígeno:2. Es una vía oxidativa que no requiere de oxígeno: - Glicólisis Anaeróbica.- Glicólisis Anaeróbica.

3. En ambas rutas: 3. En ambas rutas: - Aeróbica o Anaeróbica.- Aeróbica o Anaeróbica.

- Se genera energía : ATP.- Se genera energía : ATP.

ETAPAS DE LA GLICOLISISETAPAS DE LA GLICOLISIS

La Glucólisis la podemos dividir en tres etapas:La Glucólisis la podemos dividir en tres etapas:

I. ETAPA DE PREPARACION O DE ACTIVACION:I. ETAPA DE PREPARACION O DE ACTIVACION:

D-Glucosa + 2 ATP D-Glucosa + 2 ATP D-Fructosa 1,6 Bi P + 2 D-Fructosa 1,6 Bi P + 2 ADPADP

II. ETAPA DE PARTICION (Ruptura de la hexosa II. ETAPA DE PARTICION (Ruptura de la hexosa bifosfato)bifosfato)

D-Fructosa 1, 6 Bi PD-Fructosa 1, 6 Bi P 2 D-Gliceraldhido 2 D-Gliceraldhido 3 P3 P

III. ETAPA DE OXIDO-REDUCCION Y III. ETAPA DE OXIDO-REDUCCION Y FOSFORILACIONFOSFORILACION

2 D-Gliceraldhido 3 P + 4 ADP + 2 Pi + 2 NAD2 D-Gliceraldhido 3 P + 4 ADP + 2 Pi + 2 NAD++

2 Piruvato + 4 ATP + 2 NADH + 2 H2 Piruvato + 4 ATP + 2 NADH + 2 H++

SUMA: SUMA: D-Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NADD-Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD++

2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H++

1. ESTADIO DE PREPARACION - ACTIVACION:1. ESTADIO DE PREPARACION - ACTIVACION:

* * La reacción es irreversible.La reacción es irreversible.

* La Hexoquinasa es una enzima alostérica y es * La Hexoquinasa es una enzima alostérica y es

fuertemente inhibida fuertemente inhibida

por su producto G 6P y ATP, es activada por el ADP.por su producto G 6P y ATP, es activada por el ADP.

* La Hexoquinasa tiene un Km bajo para la Glucosa y otros * La Hexoquinasa tiene un Km bajo para la Glucosa y otros

azúcaresazúcares

< 0.1 mM.< 0.1 mM.

* La Glucoquinasa es una isoenzima de la Hexoquinasa, esta * La Glucoquinasa es una isoenzima de la Hexoquinasa, esta

enzima esenzima es

específica para la Glucosa y tiene un Km alto, es específica para la Glucosa y tiene un Km alto, es

inducible, seinducible, se

incrementa su síntesis, probablemente en respuesta a la incrementa su síntesis, probablemente en respuesta a la

secreción desecreción de

Insulina. Km ~10 mM.Insulina. Km ~10 mM.

+ ATP + ATP + ADP + ADP

HexoquinasHexoquinasaa

MgMg+2+2

α−D-Glucosa α−D-Glucosa-6-fosfato

HEXOQUINASAHEXOQUINASA

* * Cataliza una reacción irreversible.Cataliza una reacción irreversible.

* Es una enzima alostérica.* Es una enzima alostérica.

* Es inhibida por su producto G 6P, ATP.* Es inhibida por su producto G 6P, ATP.

* Es activada por ADP.* Es activada por ADP.

* Presenta 4 isoenzimas:* Presenta 4 isoenzimas:

I (A)I (A) Se diferencian por su comportamientoSe diferencian por su comportamiento

II (B)II (B) antigénico, su distribución tisular, y suantigénico, su distribución tisular, y su

III (C)III (C) afinidad y especificidad por el sustratoafinidad y especificidad por el sustrato

IV (D)IV (D)

** I, II y III, son proteínas dímeras, tienen un peso I, II y III, son proteínas dímeras, tienen un peso

molecular de 100,00molecular de 100,00

daltons, ampliamente distribuidas en la mayor parte de daltons, ampliamente distribuidas en la mayor parte de

los tejidos.los tejidos.

* Fosforilan otros monosacáridos: D-Fructosa, D-Manosa y* Fosforilan otros monosacáridos: D-Fructosa, D-Manosa y

D-Glucosamina.D-Glucosamina.

* IV Proteína monomérica, peso molecular 58,000 daltons.* IV Proteína monomérica, peso molecular 58,000 daltons.

Hígado, Páncreas.Hígado, Páncreas.

No fosforila otros monosacáridos, solo Glucosa.No fosforila otros monosacáridos, solo Glucosa.

Es inducible, se incrementa su síntesis en respuesta a la Es inducible, se incrementa su síntesis en respuesta a la

secreciónsecreción

de Insulina.de Insulina.

Hexoquinasa I:Hexoquinasa I: Cerebro, Hígado, Riñón y Pulmón Cerebro, Hígado, Riñón y Pulmón

Su actividad no depende de InsulinaSu actividad no depende de Insulina

Km ~ 40 -170 Km ~ 40 -170 µµMM

Hexoquinasa II: Músculo Esquelético, Tejido Cardiaco, Hexoquinasa II: Músculo Esquelético, Tejido Cardiaco,

HígadoHígado

Su actividad se incrementa con la InsulinaSu actividad se incrementa con la Insulina

Hexoquinasa III: Mayoría de tejidosHexoquinasa III: Mayoría de tejidos

Hexoquinasa IV: GlucoquinasaHexoquinasa IV: Glucoquinasa

Hígado, PáncreasHígado, Páncreas

Su actividad es incrementada con la Su actividad es incrementada con la

InsulinaInsulina

HEXOQUINASAHEXOQUINASA

* * La reacción es catalizada por la Fosfoglucoisomerasa.La reacción es catalizada por la Fosfoglucoisomerasa.

* En esta etapa, se prepara al C* En esta etapa, se prepara al C11 para ser fosforilado para ser fosforilado

(grupo carbonilo migra del C(grupo carbonilo migra del C11 al C al C22))

α−D-Glucosa-6-fosfato α−D-Fructosa-6-fosfato

EnodiolEnodiol

(Enzima-(Enzima-Unida)Unida)

* * La reacción es irreversibleLa reacción es irreversible

* Es catalizada por la Fosfofructoquinasa (FFK-I).* Es catalizada por la Fosfofructoquinasa (FFK-I).

* La FFK-I es una enzima alostérica, es activada por la F6P, * La FFK-I es una enzima alostérica, es activada por la F6P,

AMP,AMP,

y en el hígado sólo es activada por la F2,6 BiP.y en el hígado sólo es activada por la F2,6 BiP.

* La FFK-I es inhibida por el ATP y el Citrato.* La FFK-I es inhibida por el ATP y el Citrato.

* La activación de la FFK-I promueve la Glicólisis y la * La activación de la FFK-I promueve la Glicólisis y la

generación degeneración de

ATP.ATP.

+ ATP + ATP + ADP + ADP

FFK-IFFK-I

MgMg+2+2

α−D-Fructosa-6-fosfato β−D-Fructosa-1,6-fosfato

REGULACION ALOSTERICAREGULACION ALOSTERICADE LA FOSFOFRUCTOQUINASA DE LA FOSFOFRUCTOQUINASA (FFK - I)(FFK - I)

ACTIVADORES ACTIVADORES

INHIBIDORESINHIBIDORES

AMPAMP ATPATP

Fructosa 2,6 BiFosfatoFructosa 2,6 BiFosfato CitratoCitrato

2. ESTADIO DE PARTICION:2. ESTADIO DE PARTICION:

AldolasaAldolasa

β−D-Fructosa-1,6-fosfatoF1,6 BiP

Gliceraldehído-3-Gliceraldehído-3-PP

G3PG3P

Dihidroxiacetona Dihidroxiacetona FosfatoFosfato

DHAPDHAP

Gliceraldehído-3-Gliceraldehído-3-PP

G3PG3P

Dihidroxiacetona Dihidroxiacetona FosfatoFosfato

DHAPDHAP

Triosa Fosfato Triosa Fosfato

IsomerasaIsomerasa

3. ESTAPA OXIDO-REDUCCION-FOSFORILACION:3. ESTAPA OXIDO-REDUCCION-FOSFORILACION:

* * Se produce una reacción de fosforilación, ocurre a Se produce una reacción de fosforilación, ocurre a

expensas de Pi.expensas de Pi.

* La reacción genera un intermediario de alto nivel * La reacción genera un intermediario de alto nivel

energético.energético.

+ + NAD NAD++ ++

NADHNADH

Pi Pi H H++

Gliceraldehído 3-PGliceraldehído 3-P

DeshidrogenasaDeshidrogenasa

Gliceraldehído-3-PGliceraldehído-3-P 1,3 Bifosfoglicerato 1,3 Bifosfoglicerato

+ + ADP ADP

++ ATP ATP

MgMg+2+2

Fosfoglicerato Fosfoglicerato

KinasaKinasa1,3 Bifosfoglicerato1,3 Bifosfoglicerato 3-Fosfoglicerato 3-Fosfoglicerato

3-Fosfoglicerato3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato

Fosfoglicerato Fosfoglicerato

MutasaMutasa

EnolasaEnolasa

MgMg+2+2

Fosfoenol PiruvatoFosfoenol Piruvato Piruvato Piruvato

Piruvato KinasaPiruvato Kinasa

2-Fosfoglicerato2-Fosfoglicerato Fosfoenol Piruvato Fosfoenol Piruvato

+ + ADP ADP

++ ATPATP

MgMg+2+2

Piruvato Quinasa: Piruvato Quinasa: 3 Isoenzimas.3 Isoenzimas.M (Músculo, Cerebro).M (Músculo, Cerebro).L (Hígado, Riñón).L (Hígado, Riñón).A = K = MA = K = M22 (mayoría de tejidos). (mayoría de tejidos).Riñón, Tejido Adiposo y el Pulmón.Riñón, Tejido Adiposo y el Pulmón.

Piruvato Quinasa FosforiladaPiruvato Quinasa Fosforilada(menos activa)(menos activa)

BAJA GLICEMIABAJA GLICEMIA

Piruvato Quinasa DesfosforiladaPiruvato Quinasa Desfosforilada(más activa)(más activa)

HH22OO

PiPi

ADPADP

ATPATP

-- ++

Fosfoenol Piruvato + ADPFosfoenol Piruvato + ADPPiruvato + ATPPiruvato + ATP

Fructosa 1,6 Bi PFructosa 1,6 Bi P ATPATPAlaninaAlanina

+ -+ -

BALANCE ENERGETICO EN LA GLICOLISISBALANCE ENERGETICO EN LA GLICOLISIS

REACCIÓNREACCIÓN Cambio del Cambio del

ATPATP

GlucosaGlucosa Glucosa 6 PGlucosa 6 P - 1 - 1

Fructosa 6-PFructosa 6-P Fructosa 1,6 BiPFructosa 1,6 BiP - -

11

2 (1,3 BiP Glicerato)2 (1,3 BiP Glicerato) 2 (3 P Glicerato)2 (3 P Glicerato) + +

22

2 (Fosfoenol Piruvato)2 (Fosfoenol Piruvato) 2 (Piruvato)2 (Piruvato) + +

22

Neto + 2Neto + 2

CONTROL METABOLICOCONTROL METABOLICO

Derivados de Adenilato:Derivados de Adenilato:

AMP, ADP y ATPAMP, ADP y ATP

Carga de Energía:Carga de Energía:

Una célula en un estado de alto consumo energía, se Una célula en un estado de alto consumo energía, se

caracterizacaracteriza

por la presencia de altas concentraciones de ADP y por la presencia de altas concentraciones de ADP y

AMP y bajaAMP y baja

concentración de ATP, el retorno al estado de reposo se concentración de ATP, el retorno al estado de reposo se

caracterizacaracteriza

por baja concentración de ADP y AMP y una alta por baja concentración de ADP y AMP y una alta

concentración deconcentración de

ATP.ATP.

REGULACION DE LA GLUCOLISISREGULACION DE LA GLUCOLISIS

11. Disponibilidad de los Sustratos:. Disponibilidad de los Sustratos:

D-Glucosa, D-Glucosa 6-P, D-Glucosa 1-P, ADP, Pi, D-Glucosa, D-Glucosa 6-P, D-Glucosa 1-P, ADP, Pi,

NADNAD++

2. Oxidación - Reducción Celular:2. Oxidación - Reducción Celular:

Es un proceso oxidativo, esta controlado en parte por: Es un proceso oxidativo, esta controlado en parte por:

NADNAD+ + / NADH + H/ NADH + H++ Piruvato / LactatoPiruvato / Lactato

3. Actividad Enzimática:3. Actividad Enzimática:

HexoquinasaHexoquinasa

FFK-I Regulada por Carga Energética y FFK-I Regulada por Carga Energética y

HormonalHormonal

Piruvato QuinasaPiruvato Quinasa

Regulación de la glicólisis: hexoquinasa

• Corresponde al típico caso de la primera enzima de una vía

• La enzima es inhibida por fructosa-6-fosfato

Regulación de la glicólisis: fosfofructoquinasa-1

•Cuando la [ATP] es alta (y por lo tanto se esta produciendo ATP más rápido de lo que se gasta) el ATP inhibe a la enzima uniéndose a un sitio diferente al sitio activo (regulación alostérica). Esto produce un cambio estructural en la enzima, que baja fuertemente su afinidad por fructosa-6-fosfato.

• El citrato (forma ionizada del ácido cítrico), también inhibe alostéricamente a la PFK-1.

• El tercer regulador alostérico de esta enzima es la fructosa-2,6-bisfosfato, que activa fuertemente a esta enzima.

Convergencia de distintos azúcares en la glicólisis

Vía Glicolítica y su relación Vía Glicolítica y su relación con la alturacon la altura

• La hipoxia es uno de los principales La hipoxia es uno de los principales factores ambientales que afectan la vida factores ambientales que afectan la vida en la altura, para lo cual se han en la altura, para lo cual se han desarrollado cambios de adaptación en desarrollado cambios de adaptación en el organismo. el organismo.

• Si no hay OSi no hay O22, no hay combustión. Y si no , no hay combustión. Y si no hay combustión, no hay energía. Por lo hay combustión, no hay energía. Por lo que la capacidad física se deteriora que la capacidad física se deteriora entre un 2 y un 5% cada 300 mts. entre un 2 y un 5% cada 300 mts.

• La vida en las grandes alturas está La vida en las grandes alturas está influenciada por diversos factores influenciada por diversos factores ambientales, como una menor presión ambientales, como una menor presión atmosférica, atmosférica, hipoxiahipoxia, frío, menor , frío, menor humedad, mayor exposición a radiaciones humedad, mayor exposición a radiaciones de diverso tipo, mayor estrés oxidativo .de diverso tipo, mayor estrés oxidativo .

• El principal de estos factores es la El principal de estos factores es la hipoxia, ante la cual, el nativo de altura ha hipoxia, ante la cual, el nativo de altura ha desarrollado cambios adaptativos a nivel desarrollado cambios adaptativos a nivel antropométrico, pulmonar, antropométrico, pulmonar, hematológico,hematológico, cardiovascular y también cardiovascular y también metabólico para asegurar una adecuada metabólico para asegurar una adecuada oferta de oxígeno a nivel tisular. oferta de oxígeno a nivel tisular.

APLICACIÓN CLINICA

ACLIMATACION A LA ALTURAACLIMATACION A LA ALTURA

• La aclimatación consiste en una serie La aclimatación consiste en una serie integrada de respuesta que restablecen integrada de respuesta que restablecen gradualmente la oxigenación tisular a gradualmente la oxigenación tisular a niveles normales.niveles normales.

• Características de la aclimatación:Características de la aclimatación:

1.- Hiperventilación (alcalosis persistente)1.- Hiperventilación (alcalosis persistente)

2.- Aumento del gasto cardíaco.2.- Aumento del gasto cardíaco.

3.-3.- Aumento de la masa de eritrocitos.Aumento de la masa de eritrocitos.

4.- Aumento de la tolerancia al trabajo 4.- Aumento de la tolerancia al trabajo anaeróbico.anaeróbico.

Cambios Metabólicos en la Cambios Metabólicos en la alturaaltura

• A nivel metabólico, se ha descrito A nivel metabólico, se ha descrito una menor glicemia de ayuno, con una menor glicemia de ayuno, con niveles similares de insulina y niveles similares de insulina y glucagon, que a nivel del mar. glucagon, que a nivel del mar.

• In vitro, la hipoxia estimula la In vitro, la hipoxia estimula la incorporación de glucosa al músculo.incorporación de glucosa al músculo.

METABOLISMO DELERITROCITO

• Cuando los reticulocitos salen de la médula ósea pierden el núcleo y mitocondrias y se transforman en eritrocitos.

• Los eritrocitos obtienen su energía mediante la glicólisis anaeróbica.

• La glicólisis en los eritrocitos presenta la peculiaridad del ciclo Rapoport-Luebering, formándose el 2,3 BPGlicerato, que regula

la afinidad de la Hb por el O2 .

METABOLISMO DELERITROCITO

• Cerca del 20% de la glucosa Cerca del 20% de la glucosa metabolizada por los eritrocitos es a metabolizada por los eritrocitos es a través del 2,3-bifosfoglicerato.través del 2,3-bifosfoglicerato.

• Esta desviación disminuye el Esta desviación disminuye el rendimiento del ATP, que se requiere rendimiento del ATP, que se requiere para el funcionamiento de la bomba para el funcionamiento de la bomba de sodio- potasio, que permite de sodio- potasio, que permite mantener la forma bicóncava de los mantener la forma bicóncava de los eritrocitos.eritrocitos.

VIA GLICOLITICA EN ERITROCITOSVIA GLICOLITICA EN ERITROCITOS

ROL FISIOLÓPGICO DEL 2,3 ROL FISIOLÓPGICO DEL 2,3 BIFOSFOGLICERATOBIFOSFOGLICERATO

• Cuando hay mucho ácido 2,3-Cuando hay mucho ácido 2,3-bifosfoglicéríco, la hemoglobina bifosfoglicéríco, la hemoglobina disminuye su afinidad por el O2, por disminuye su afinidad por el O2, por lo que se despega con mayor lo que se despega con mayor facilidad.facilidad.

• Y el oxígeno llega con mayor Y el oxígeno llega con mayor facilidad a los tejidos.facilidad a los tejidos.

• La concentración de 2,3 BPG se La concentración de 2,3 BPG se incrementa en respuesta a : hipoxia incrementa en respuesta a : hipoxia crónica, anemia crónica y grandes crónica, anemia crónica y grandes alturas.alturas.

GLUCOLISIS: GLUCOLISIS:

••Importancia. Localización celular, Importancia. Localización celular, reacciones y productos en condiciones reacciones y productos en condiciones aeróbicas y anaeróbicas. aeróbicas y anaeróbicas.

• • Metabolización ,diferencial de glucosa Metabolización ,diferencial de glucosa en los diferentes tejidos Regulación..en los diferentes tejidos Regulación..

¿ QUE APRENDIMOS ?¿ QUE APRENDIMOS ?