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Rutas del metabolismo carbohidratos
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Rutas del metabolismo carbohidratos Rutas del metabolismo carbohidratos Presentation Transcript

  • Metabolismo de CarbohidratosRutas del Metabolismo de Carbohidratos Dra. Evelin Rojas Villarroel
  • METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS ANABÓLICAS CATABÓLICAS (Biosint{eticas) (Degradativas)Glucogénesis GlicólisisGluconeogénesis Glucogenólisis ANFIBÓLICAS Ruta pentosas -fosfato
  • METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS ¿QUE RUTA ESTA OCURRIENDO? CONDICIÓN ALIMENTICIA DEL ANIMAL INGESTA AYUNO POST-PRANDIAL RESTRICCIÓN DE ALIMENTOS (Post absorción) (Inanición) ↑ [Glucosa] sanguínea ↓ [Glucosa] sanguínea Liberación insulina Liberación glucagon Células β pancreas Células α pancreas⊕Transporte glucosa a la célula: ⊕ Glucogenólisis ⊕ Glicólisis ⊕ Gluconeogénesis ⊕ Glucogénesis ⊕ Pentosa -P
  • Glicólisis (Embden-Meyerhof)“Secuencia de reacciones que convierte una (1) molécula de glucosa en dos (2) moléculas de piruvato con la produccción de energía”
  • GlicólisisConsta de diez (10) reaccionesIntermediarios: 6 carbonos (glucosa y fructosa) 3 carbonos ( Dihidroxiacetona, gliceraldehído. Piruvato)Todos los intermediarios: FOSFORILADOS Fosfato unido (éster o anhidrido)
  • La Ruta de la Glicólisis. Etapa de consumo de energía
  • La Ruta de la Glicólisis. Etapa de producción de energía La Ruta de la Glicólisis Toda esta etapa ocurre doble y se producen 2 moléculas de piruvato
  • Glicólisis: Reacción globalGlucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 piruvato+2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
  • Energética (ATP) de la glicólisis Reacciones que consumen ATP: Glucosa a glucosa-6-P Fructosa-6-P a fructosa 1,6-bisP Reacciones que producen ATP: Glycerato-1,3-bisP a 3-P-glycerato PEP a piruvato
  • Regulación de la glicólisisTres enzimas alostéricas son las reguladoras principales: Hexokinasa. PFK-1, y piruvato kinasa. Enzima Activador Inhibidor Hexokinasa Glucosa Glu-6-P ATP PFK-1 F-2,6-bP Citrato AMP ATP Piruvato F-2,6-bP Acetyl-CoA kinasa AMP ATP
  • Energética (ATP) de la glicólisis Glucosa → 2 piruvato NADH FADH2 ATPFosforilación de glucosa -1Fosforilación de F6P -1Oxidación G3P a BPG +2Defosforilación BPG +2Defosforilación de PEP +2 Total +2 0 +2
  • Energética (ATP) de la oxidación de1 mol de glucosa hasta CO2 + H2OGlucosa → 2 Piruvato:2 ATP 8 ATP2 NADH+ H+ → 6 ATP transporte e- y F.O2 Piruvato → 2Acetil CoA 6 ATP2 NADH+ H+ → 6 ATP transporte e- y F.O2 Acetil CoA → Ciclo de Krebs2 GTP → 2 ATP6 NADH+ H+ → 18 ATP transporte e- y F.O 24 ATP2 FADH2 → 4 ATP transporte e- y F.O 38 ATP El rendimiento puede resultar 38 o 36 ATP
  • ¿Por qué?Equivalentes reductores (NADH++H y FADH2 que se producen en la glicólisis (citosol) ↓ Son transportados a la mitocondria: Al transporte de e- y F.O (mmi) ↓ Mecanismos de lanzadera: Malato Glicerol 3-P
  • Lanzadera del malatoAl utilizar la lanzadera del malato los NADH+ H+ ingresan a través del complejo I
  • Lanzadera del glicerol-PAl utilizar la lanzadera del glicerol 3-P los NADH+ H+ ingresan a través del complejo II
  • Energética (ATP) de la oxidación de1 mol de glucosa hasta CO2 + H2O Si utiliza: Lanzadera del Malato: 38 ATP Lanzadera del Glicerol 3-P : 36 ATPCuenta todos los ATP que se producen a nivel de sustrato y por fosforilaciónOxidativa y luego resta los ATP que se consumen al inicio de la ruta.
  • GlucogénesisRuta metabólica donde se sintetiza glucógeno apartir de glucosa. Ocurre en el citoplasma detejido hepático y muscular cuando hay ingesta dedietas ricas en carbohidratos.
  • Glucogénesis Ingesta de alimentos (CHO’S) Aumento [Glucosa sanguínea]Glucogénesis (hepática y muscular) Citoplasma Gránulos grandes de glucógeno(1 molécula de glucógeno ramificada)
  • Glucogénesis. Reacciones•UDP-glucosa + Cebador de glucógeno (n- residuos): Glucogenina (Tyr)•Síntesis de glucosa 1-P: Glucosa 6-P⇔ Glucosa 1-P (fosfoglucomutasa)•Síntesis de UDP-glucosa: Glucosa 1-P +UTP ⇔UDP-glucosa + PPi+ H2O + 2Pi UDP-glucosa pirofosforilasa•Síntesis de glucógeno: Glucógeno sintetasa (extremos NR) Amilo α (1,4 →1,6 ) glucosil transferasa
  • Glucogénesis. Reacciones
  • GlucogenólisisRuta metabólica donde se degrada el glucógenohasta moléculas de glucosa. Ocurre en elcitoplasma de tejido hepático y muscular enperíodos cortos de restricción de alimentos.
  • Glucogenólisis. ReaccionesEliminación de glucosas desde los extremos reductoresGlucógeno fosforilasa Requiere Pi Rompe enlaces α 1-4 Ramificaciones externas Glucosa 1-P + dextrina límite (productos)Amilo α 1-6 glicosidasa Hidrólisis de enlaces glicosídicos α 1-6 Glucosa libre Glicólisis Torrente sanguíneo
  • Glucogenólisis. ReaccionesLa glucógeno fosforilasa hidroliza enlaces α-1,4 (de la parte lineal, extremos no reductores ) y los incorpora en extremos reductores , quedando los puntos de ramificación.
  • Glucogenólisis. La amilo α-1,6 glucosidasa hidroliza losenlaces α-1,6 en los puntos de ramificación, e incorpora el segmento hidrolizado en la parte lineal
  • Glucogenólisis.Se observa la acción de laglucógeno fosforilasa sobrela molécula de glucógeno.
  • Regulación metabolismo del glucógeno Insulina Glucagon Adrenalina Períodos de restricción de alimentos ↓ [Glucosa sanguínea] Liberación de glucagon⊕ Glucogenólisis ∅ Glucogénesis
  • Regulación metabolismo del glucógeno InsulinaGlucagon Adrenalina o Epinefrina
  • Gluconeogénesis Síntesis de glucosa a partir de precursores no glucosídicos. No es la reversión de la glicólisis: Tres reacciones irreversibles son diferentes. El piruvato proveniente de diversas fuentes es convertido en glucosa
  • GLUCONEOGÉNESIS• Formación de nuevas moléculas de glucosa.• Precursores no son carbohidratos• Ocurre principalmente en Hígado.• Precursores: lactato, piruvato, glicerol y α-cetoácidos(a.a)• Está activada durante ayuno prolongado, ejerciciovigoroso. Excepto en rumiantes.• Consume energía (hidrólisis 6 enlaces ~P)
  • Gluconeogénesis. Reacciones
  • Gluconeogenesis.Sustratos•Glycerol ingresa a la gluconeogénesis en el hígado víaglycerol-3-P DHAP.•Piruvato en el músculo: alanina es reconvertida en hígadoen piruvato (Ciclo de la alanina)•Propionato (en rumiantes) Acetato, acetil CoA, piruvato•Lactato del musculo esquelético Piruvato en el hígado(Ciclo de Cori) Glucosa
  • Ciclo de Cori
  • Ciclo de la alanina
  • GLUCONEOGÉNESIS. REGULACIÓN∀↑Lactato; ↑Glicerol; ↑aminoácidos.•Dieta rica en grasas.•Inanición•Ayuno prolongado•Enzimas Clave:Piruvato carboxilasa (Acetil CoA ⊕)PEP carboxiquinasaFructosa 1-6 bifosfatasa (ATP ⊕; AMP y F2-6BP∅)Glucosa 6-fosfatasa.↓Indice insulina/ glucagon.
  • Metabolismo de carbohidratos en Rumiantes Celulosa, Hemicelulosa, Almidón, Pectinas Degradadas por bacterias ruminales (microflora) (Celulasas, hemicelulasas, amilasas, pectinasas) Vía glicólisis Glucosa → Piruvato Vía pentosas-P Xilulosa (hemicelulosa)→GlucosaAcidos grasos volatiles (butírico, propiónico, acético) absorbidos a través de la pared ruminal
  • Acidos Grasos VolátilesAcetato se produce vía piruvato por dos reacciones generales: • Descarboxilación oxidativa: productos: acetato, CO2, H. 2) Reacción que suministra acetato y formiato.Proporciona un alto porcentaje de energía al rumiantePropionatoDescarboxilación del succinato (principal precursor del propionato) Reducción del lactato, vía acrilato.transportado al hígado → principal fuente de glucosa para el rumiante víagluconeogénesis.Butirato vía producción de Acetil CoA a partir del piruvato y del acetato extracelularmetabolizado por el epitelio ruminalpequeña cantidad que pasa a sangre periférica es metabolizada en el hígado,dando principalmente Acetil CoAMetano:principalmente por reducción de CO2 mediante hidrógeno gaseoso.
  • Metabolismo de Carbohidratos en Rumiantes
  • Metabolismo de Carbohidratos en Rumiantes
  • Ruta de las Pentosas-Fosfato•Derivación de las hexosas monofosfato•Oxidación de la glucosa•No se genera ATP•Principales productos: NADPH + H+y Ribosa 5-P•Ocurre en el citoplasma: 2 fases: Oxidativa No oxidativa•Se activa en tejidos que sintetizan grandescantidades de lípidos (adiposo, glandulamamaria, corteza suprarrenal e hígado)
  • Fase oxidativa•Glucosa 6-P a Ribulosa 5-P•Producción de NADPH + H+•Consta de 3 reacciones
  • Fase no oxidativa•Isomerización y condensaciónde azúcares diferentes•Intermediarios importantes: Ribosa 5-P Fructosa 6-P Gliceraldehído 3-P
  • Relación de Glicólisis y Ruta de las Pentosas-Fosfato
  • Regulación ruta pentosa-p Glucosa 6-P deshidrogenasa ⊕∅ ⊕ Glucosa 6-P ⊕NADPH + H+ Glutation Alimentación elevado contenido CHO’S
  • Metabolismo de otros carbohidratos importantes FRUCTOSA ( frutas, miel, sacarosa) Hígado: Fructosa Fructosa 1-P Glicólisis ATP ADP DHA G 3-P Tejido adiposo y músculo: Fructosa Fructosa 6-P ATP ADP
  • GALACTOSA Galactoquinasa Galactosa 1-P Uridil transferasaGalactosa → → → → Galactosa 1-P → → → → → → UDP-galactosa ↓ ATP ADP ↓ Epimerasa ↓ ↓ Glucosa 1-P UDP-glucosa Glucosa 6-P Síntesis de glucógeno Glicólisis
  • MANOSA HexoquinasaManosa Manosa 6-P ATP ADP Fosfomanosa isomerasa Fructosa 6-P Glicólisis
  • Metabolismo de lactosa, galactosa y manosa
  • Principales rutas del metabolismo de los carbohidratos Fig 8.1 3rd ed