Metabolismo de Los Carbohidratos

PROCESOS DEGRADATIVOS

INTRODUCCION

METABOLISMO ENERGTICO

Todas las unidades biolgicas se alimentan, con la finalidad de proveerse tanto de energa como de materia prima para su crecimiento y desarrollo. Los alimentos pueden agruparse en tres grandes grupos: Carbohidratos, Protenas y Grasas. Estos tres tipos de alimentos al final pueden metabolizarse como energa para el organismo.

Conjunto de reacciones con las que los seres vivos adquieren,

producen y utilizan energa para sus diferentes funciones.Funciones:

1. Obtener energa qumica de la degradacin de los nutrientes. 2. Convertir las molculas nutrientes en precursores. 3. Sintetizar las macromolculas biolgicas necesarias para la

clula. 4. Sintetizar o degradar biomolculas, necesarias para ciertas funciones celulares.

Rutas metablicas:Rutas catablicas (degradativas) . 2. Rutas anablicas (biosintticas).1.

CATABOLISMO

INTRODUCCION

CARBOHIDRATOS Tambin llamados glcidos o hidratos de carbono forman un extenso grupo de sustancias compuestas de carbono (C), hidrgeno (H) y oxgeno (O), principalmente. Qumicamente: aldehdos o cetonas pohidroxilados o productos derivados de ellos por oxidacin, reduccin o polimerizacin de los mismos. Nutricionalmente: los glcidos son considerados como macronutrientes por la cantidad del material aportado a le dieta.

CARBOHIDRATOS DE INTERS BIOLGICOGlcido

Fuente tpicaPatatas, arroz, maz, pan. Patatas, arroz, maz, pan. Azcar, pasteles, betarraga Leche, productos lcteos. Granos germinados de la cebada. Setas jvenes . Fruta , miel. Fruta, miel, uva. Semillas de leguminosas Hgado, msculo. Vegetales, harina de trigo entero.

Amilopectina Amilosa Sacarosa Lactosa Maltosa Trehalosa Fructosa Glucosa Rafinosa Glucgeno Celulosa

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

ETAPAS DEL METABOLISMO

Digestin Transporte Almacenamiento Degradacin Biosntesis

PROCESOS CATABLICOS Oxidacin de la glucosa Formacin de lactato Metabolismo del glucgeno Va de las pentosas fosfato

MEABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

DIGESTIN: LA BOCA Y EL ESTMAGO

Las glndulas salivales secretan -amilasa, la cual inicia la hidrlisis del almidn . Da como productos finales maltosa, algo de glucosa y dextrinas lmites. Cuando el bolo alimenticio llega al estmago y se impregna de cido clorhdrico, la amilasa salival se inactiva.


DIGESTIN: INTESTINO DELGADO

La digestin de los carbohidratos continua en el intestino delgado, catalizada por la amilasa pancretica. La -amilasa hidroliza el almidn a maltosa, maltotriosa y oligosacridos llamados dextrinas. Luego pasan al sistema porta para luego pasar al hgado y ser transportados a los diferentes tejidos.


DIGESTIN


DIGESTIN


TRANSPORTE DE GLCIDOS

Mecanismo facilitado: estudiado en los eritrocitos. Sistemas sensibles a hormonas Sistemas acoplados a Na+: intestino delgado y riones.


TRANSPORTE DE GLCIDOS

entra a las clulas del cuerpo a travs de transportadores GLUT. Son protenas embebidas en las membranas celulares. Este proceso se llama DIFUSION FACILITADA.

La glucosa


Procesos de degradacin

El glucgeno se degrada en la glucogenlisis produciendo glucosa. La glucosa se degrada en:y Gluclisis, produciendo piruvato y energa. y Ruta de las pentosas fosfato, produciendo poder

reductor y pentosas.

DEGRADACIN DE CARBOHIDRATOS

OXIDACIN DE LA GLUCOSA

Procesos enzimticos: y Gluclisis y Transformacin del piruvato en AcetilCoa y Ciclo de Krebs y Fosforilacin oxidativa


GLUCLISIS (AEROBIA) VIA DE EMBDEN - MEYERHOFF - PARNASLa gluclisis se realiza en el citosol y comprende la conversin de glucosa en piruvato, cuya reaccin global es: Glucosa + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+ 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 + + 2 H2O Etapas: Etapas: y Formacin de fructosa 1,6 bisfosfato y Formacin de triosas fosfato y Formacin de piruvato


GLUCLISIS: Reaccin 1

Fosforilacin en el C6 de la Glucosa para dar GlucosaGlucosa-6-fosfato:

-D-Glucosa

-D-Glucosa-6P



Isomerizacin de la Glucosa-6-P para dar FructosaGlucosaFructosa6-P:

-D-Glucosa-6P

D-Fructosa-6P



Fosforilacin de la Fructosa-6-P en el C1, para dar Fructosafructosa-1,6fructosa-1,6-bisfosfato (FBP):

F6P

F-1,6F-1,6-P



Fragmentacin de la Fructosa-1,6-Bifosfato que dar 2 triosas fosfato:

D-Fructosa-1,6-BP

DHAP

G3P



Isomerizacin de la dihidroxiacetona-fosfato (DHAP) que se transforma en otra molcula de gliceraldehido-3-P:

DHAP

G3P



Oxidacin y Fosforilacin del D-Gliceraldehido-3-P (G3P) para dar 1,3-Bifosfoglicerato:



Cesin de 1 grupo fosfato del 1,3-Bifosfoglicerato al ADP:


Isomerizacin del 3-fosfoglicerato para dar 2fosfoglicerato:



Deshidratacin del 2-Fosfoglicerato:


Cesin de 1 grupo fosfato del Fosfoenolpiruvato al ADP:

GLUCLISIS


Destinos del piruvato


GLUCLISIS (ANAEROBIA)

FERMENTACIN LCTICA

En algunos tejidos tambin se produce lactato en condiciones aerbicas (retina, cerebro, eritrocitos).


Convergencia de distintos azcares en la gliclisis


Transformacin del piruvato en Acetil-CoA

El acetil-CoA se forma por descarboxilacin oxidativa del piruvato, por la accin del complejo enzimtico piruvato deshidrogenasa.


El ciclo de los cidos tricarboxlicos o de Krebs El ciclo fue propuesto por Hans Krebs en 1937. Es la va de oxidacin de la mayor parte de carbohidratos, cidos grasos y aminocidos y genera numerosos metabolitos intermediarios de otras rutas metablicas. Una visin general del ciclo del cido ctrico nos muestra una secuencia de reacciones que: y Oxidan el grupo acetilo del acetil-CoA a dos molculas de dixido de carbono.

Esquema del Ciclo de Krebs


GLUCLISIS (AEROBIA) VIA DE EMBDEN - MEYERHOFF - PARNAS

La Gluclisis la podemos dividir en tres etapas:

I. ETAPA DE PREPARACION O DE ACTIVACION: D-Glucosa + 2 ATP D-Fructosa 1,6 Bi P + 2 ADP II. ETAPA DE PARTICION (Ruptura de la hexosa bifosfato) bifosfato) D-Fructosa 1, 6 Bi P 2 D-Gliceraldehido 3 P DIII. ETAPA DE OXIDO-REDUCCION Y FOSFORILACION OXIDO2 D-Gliceraldehido- 3 P + 4 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ D-Gliceraldehido2 Piruvato + 4 ATP + 2 NADH + 2 H+ SUMA: D-Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+


BALANCE ENERGETICO EN LA GLICOLISIS

REACCIN Glucosa Fructosa 6-P 62 (1,3 BiP Glicerato) 2 (Fosfoenol Piruvato) (Fosfoenol Glucosa 6 P Fructosa 1,6 BiP 2 (3 P Glicerato) 2 (Piruvato)

Cambio del ATP -1 -1 +2 +2 Neto + 2


Destino del piruvato

CICLO DE KREBS

Metabolismo de los carbohidratos

CaractersticasRuta de degradacin alterna de carbohidratos. Las enzimas de la va se localizan en el citosol. Esta va se realiza en tejidos con actividad biosinttica alta. Presenta dos fases:

NADPH(H+). Utilizado en reacciones de biosntesis como donador de e- y H+. y No oxidativa Ribosa. Utilizada para formar nucletidos y transformada en desoxirribosa desoxinucletidos.y Oxidativa

Las enzimas caractersticas son Transcetolasas y transaldolasas. La va completa est regulada por los requerimientos de Ribosa y NADPH(H+).

RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

VIA OXIDATIVA


VIA OXIDATIVA


Transcetolasa y Transaldolasa

Metabolismo de los carbohidratos

Introduccin

La oxidacin completa de la glucosa se escribe como indica la siguiente ecuacin: Glucosa + 6O2 6CO2 + 6H2O Separndola en dos semirreacciones: C6H12O6 + 6H2O p 6CO2 + 24H+ + 24 e 6O + 24H+ + 24e p 12 H O 2 2

CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES

Transporte electrnico y fosforilacin oxidativa

Los 12 pares de electrones involucrados en la oxidacin de la glucosa no pasan directamente al oxgeno, sino que se transfieren a los coenzimas NAD+ y FAD, formndose un total de 10 NADH y 2 FADH2 . Por cada molcula de piruvato:y 3 NADH, 1 FADH2, 1 GTP (o ATP)

Por dos:y 6 NADH, 2 FADH2, 2 GTP (o ATP)


Transporte electrnico y fosforilacin oxidativa Los electrones pasan entonces a la cadena de transporte electrnico donde participan (por la re oxidacin mitocondrial del NADH y FADH2) en un proceso de oxidacin-reduccin secuencial de determinados centros rdox antes de reducir el oxgeno a agua. En este proceso, los protones son expulsados de la mitocondria, y la energa libre almacenada en el gradiente de pH resultante impulsa la sntesis de ATP, a partir de ADP y Pi, a travs de la fosforilacin oxidativa.


Transporte electrnico y fosforilacin oxidativa

La mayora de los electrones provienen de la accin de dehidrogenasas que recogen los electrones de los distintos procesos catablicos y los canalizan hacia los aceptores universales de electrones (NAD+, NADP+, FMN o FAD). La ubiquinona o coenzima Q, los citocromos (protenas que tienen como grupos prostticos con hierro) y las protenas con agrupaciones sulfofrricas.


Transportadores de electrones

El complejo I, tambin llamado NADH: ubiquinona oxidorreductasa transporta los. electrones del NADH a la ubiquinona El complejo II, es la succinato dehidrogenasa, nica enzima del ciclo de Krebs unida a membrana, que pasa los electrones del FADH2 a la ubiquinona. El complejo III, tambin llamado citocromo bc1 o complejo ubiquinona:citocromo c oxidorreductasa, acopla la transferencia de electrones desde la ubiquinona al citocromo c.


Transportadores de electrones

El complejo IV, tambin llamado citocromo oxidasa, es la ltima etapa de la cadena de transporte electrnico de la respiracin y conduce los electrones desde el citocromo c hasta el ltimo aceptor de los electrones, el oxgeno que se reduce a agua.


Fosforilacin oxidativa La sntesis de ATP a partir de ADP y Pi en las mitocondrias est catalizada por la ATP sintasa (complejo V), y est impulsada mediante el proceso de transporte electrnico anterior . Para ello, la energa liberada durante el transporte debe conservarse en una forma que pueda ser usada por la ATP-sintasa. Esto se conoce como acoplamiento de energa o transduccin de energa. La teora ms aceptada es la de Mitchell, que propone que los transportadores de electrones adems de transportar electrones bombean protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana en contra de gradiente.


Fosforilacin oxidativa

El potencial electroqumico de este gradiente es aprovechado por la ATP sintasa para sintetizar ATP. La ATP sintasa transporta los protones a la matriz mitocondrial a favor de gradiente y acopla este proceso exergnico a al sntesis de ATP.

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