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METABOLISMO INTERMEDIARIO
METABOLISMO –BIOENERGETICA AGOSTO /
2012
Dra. Neyla
Deschamps
MEDICINA -UCNE
Cuestionario sobre metabolismo
celulary bioenergética
1.Que es el metabolismo?
2.Cuales son las fases del metabolismo, des...
LA RESPIRACIÓN CELULAR”
(1)
BIOQUÍMICA
UCNE
NEYLA DESCHAMPS
Metabolismo:
 Del griego : metabole : cambio
 Es el conjunto de reacciones enzimáticas
mediante las cuales la célula int...
EL METABOLISMO SUSTENTA
LAS SIGUIENTES FUNCIONES:
1. Incorporación de nutrientes.
2. Obtención de energía química necesari...
FUNCIONES METABOLISMO
5-. obtener energía química de las moléculas
combustibles (alimentos ) o de la luz solar
absorbida.
...
Metabolismo intermediario
 Son las rutas centrales y la forma escalonada
en que ocurren la mayoría de las reacciones
del ...
Catabolismo
Anabolismo
VERTIENTES DEL
METABOLISMO:
Anabolismo*
 Comprende
reacciones que
transforman los
procesos menos
complejos en otros de
mayor complejidad, y
ocurren c...
Anabolismo :
 Comprende los
procesos mediante
los cuales se
sintetizan los
componentes
moleculares de las
células: ácidos...
Las reacciones anabólicas se
relacionan con funciones de:
Características reacciones
anabolicas
 Las reacciones anabólicas se caracterizan por:
 Son reacciones de síntesis, media...
REACCIONES DE SÍNTESIS O
ENDERGONICAS:
 Es una Reacción química en donde el
incremento de energía libre es positivo, son
...
NADPH:
 El dinucleótido de nicotinamida y adenina más
conocido como nicotinamida
 NAD+
 en su forma oxidada.
 NADH en s...
NAD:
 Participa en reacciones redox.
 Función: transferencia de electrones.
 Síntesis de NAD:
 aminoácidos: triptófano...
NAD
NAD / NADH
ATP:adenosín-5'-trifosfato o trifosfato de adenosina
el ATP fue descubierto en 1929 por Karl Lohmann.
En 1941, Fritz Alber...
ATP
 Su hidrólisis:
 ATP + H2O  ADP + P1
 ATP + H2O  AMP + P*P  2P1
 Su función:
 Principal molécula donadora de e...
Catabolismo :
 Son reacciones que transforman los
compuestos mas complejos en otro de menor
complejidad. Aquí se libera e...
El Catabolismo o Fase Destructiva
Catabolismo es, entonces, el conjunto de
reacciones metabólicas mediante las cuales las
...
Las reacciones catabólicas se
caracterizan por:
 Son reacciones degradativas, mediante ellas
compuestos complejos se tran...
El Flavín Adenín
Dinucleótido o Dinucleótido de Flavina-
Adenina:
 FAD: forma oxidada
  FADH2  forma reducida: es un coe...
FUNCION ESENCIAL DEL
METABOLISMO:
OBTENER ENERGIA
UTILIZABLE POR LA
CELULA
LOS PROCESOS CATABOLICOS Y ANABOLICOS ESTAN
ORGANIZADOS EN VIAS O CICLOS METABOLICOS CON
CARACTERISTICAS SIMILARES:
1. Cas...
En sintesis…

CATABOLISMO ANABOLISMO
Degrada Biomoléculas Fabrica Biomoleculas
Produce energía (la almacena como
ATP)
Con...
A modo de recordatorio:
 El metabolismo celular funciona sobre la base de
dos tipos de reacciones químicas: catabolismo y...
ESTADO ESTACIONARIO
DINÁMICO:
 Es el equilibrio dinámico que existe entre los
procesos anabólicos y catabólicos, con el
p...
SECUENCIAS METABÓLICAS:
 Son reacciones químicas interconectadas
entre si.
 CICLO O SECUENCIA: es un caso especial
de ví...
Ejemplo de una ruta metabólica: utilización de los monosacáridos porel
hígado.
Fuente Internet de la imagen:
http://www.ef...
Vías: Secuencias abiertas
 Ciclos metabólicos :
Vía metabólica: secuencia
abierta
 Posee un sustrato inicial y un producto final
definido.
 Ej. Glucolisis
Ciclo metabólico:
 Secuencia cerrada.
 El sustrato se
regenera al final de
la secuencia.
 Ej. El ciclo de la
urea.
Componentes de una secuencia
catabólica:
 Metabolitos iníciales.
 Metabolitos intermedios:
 De continuidad.
 De encruc...
Metabolitos intermedios:
 Los productos de las diferentes reacciones
que constituyen las secuencias metabólicas.
 Metabo...
METABOLITOS
INTERMEDIARIOS
 DE ENCRUCIJADA
 Se encuentran en un punto de
bifurcación de la secuencia.
 Sirven para cone...
Bioenergetica:
 Energía: Es la capacidad para realizar un
trabajo
la energía no se crea, ni se destruye, solo se
transfor...
Bioenergetica:
La bioenergetica es la parte de la biología muy
relacionada con la física, que se encarga del
estudio de lo...
Cambio de Entalpía:
 Es una magnitud termodinámica, expresa una
medida de la cantidad de energía absorbida o
cedida por u...
Cambio de Entropía:
 La Entropía (simbolizada como S) es
una magnitud física que permite, mediante
cálculo, determinar la...
Bioenergetica:1ra. Ley de
termodinámica.
  Principio de conservación de la energía.
 La energía total de un sistema, inc...
Segunda ley de la termodinámica:
 La entropía total o grado de desorden de un
sistema debe aumentar cuando un proceso
ocu...
Ecuación que combina ambas
leyes:
 ΔG: Energíalibrede
Gibbs
ΔG  = ΔH − TΔS
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REACCION BIOQUIMICA
ΔH=ΔE
ΔG = ΔE –...
 ΔG (-)  Re acció n
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Existen 2 tipos de celulas según la
fuente de energia que utilizan:
 Células fototróficas 
toman directamente
Luz Solar....
Compuestos macro y microergicos : Compuestos que almacenan energía.:
son compuestos quimicos orgánicos que poseen enlaces ...
Compuestos que almacenan
Energia:
compuestos macro y
microergicos
Compuestos macroergicos:
fosfoenolpiruvato (pep)
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ATP - ADENOSÍN
TRIFOSFATO
 Principal molécula donadora de energia en los sistemas
biológicos
 Es un nucleótido trifosfat...
 SU SU HIDRÓLISIS :
Ciclo del ATP.
Acoplamiento Energético Celular.
Oxidación.
Reducción.
Sistema o Par REDOX.
Potencial REDOX Eo.
Oxidación.
Reducción.
Sistema o Par REDOX.
Potencial REDOX ...
Reacciones oxido- reducción
 Las reacciones de oxido-reducción son aquellas en que
se transfieren electrones de un donado...
 En las reacciones de oxido-reducción, el cambio
de energía libre es proporcional a la tendencia de
los reactivos a donar...
Potencial REDOX
 El potencial redox estándar (EO) es una
medida de la tendencia de un par redox (por
ej.: NAD y NADH o FA...
 Por tanto, los electrones fluyen desde
transportadores de electrones con
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tienen valor...
Definición e importancia.
Respiración celular
CUESTIONARIO
 Que es la cadena respiratoria o CTE?
 En que compartimento celular ocurre?
 Cual es su alimentador y su p...
Respiración celular
 Concepto fisiológico o macroscópico : la respiración
celular es la captación de o2 de un organismo
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IMPORTANCIA respiracion
celular
 - Crecimiento
 - Transporte activo de sustancias energéticas
 - Movimiento
 - Regener...
Sustratos de la respiración
celular :
 Los substratos: habitualmente usados en el
proceso
  glucosa
 hidratos de carbon...
 La respiración celular, como componente
del metabolismo, es un proceso catabólico, en
el cual la energía contenida en
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 Formula de la respiración celular :
 C6H12 O6 + 6 O2--)6 H2O+6 CO2+38 ATP
Tipos de Respiración Celular
 Existen dos tipos de respiración, en función del aceptor final
de electrones; ambas tienen ...
ETAPAS DE LA RC
 :1RA ETAPA RC 2DA ETAPA RC 3RA ETAPA RC
MOLECULAS
ORGANICAS :
GLUCOSA,AC.GR
ASOS,AAS SE
OXIDAN PARA
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PROCESOS QUE CONSTITUYEN
LA RC
 CK
 CR
 F.O.
CADENA RESPIRATORIA
Cadena respiratoria :
 Serie de reacciones redox donde
hay transporte de e- hasta el O2.
 LOCALIZACIÓN
CELULAR 
 MEMBR...
Cadena respiratoria
 es un conjunto de proteinas
transportadoras de electrones
situadas en la mmi,capaces de
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Cadena respiratoria
mitocondrial
 COMPONENTES
CADENA RESPIRATORIA

NADHDHASA  FMN
 SUCCINATO DHASA  FAD
 CITOCROMOS  b, c1, c, a-a3
 UBIQUINONA o C...
 COMPLEJOS
RESPIRATORIOS :
 I- NADH DHASA
 II- SUCCINATO DHASA
 III- COMPLEJO Cit b-c
 IV- CITOCROMO OXIDASA
 V- ATP...
COMPLEJOS
RESPIRATORIOS
FOSFORILACION
OXIDATIVA :
 FOSFORILACION OXIDATIVA:
 proceso metabólico que utiliza energía liberada por
la oxidación de...
FOSFORILACION
OXIDATIVA :
 TEORIA QUIMIOSMOTICA DE  Peter D.
Mitchell a en 1961
 M M I debe estar intacta.
 M M I es impermeable a los
protones.
...
BOMBAS DE
PROTONES
 I – III – IV  BOMBEAN PROTONES
H+
 SON PROTEÍNAS INTEGRALES
DE LA MEMBRANA MITOCONDRIAL
INTERNA.
 ...
RENDIMIENTO
ENERGETICO :
 ALIMENTADORES DE LA CADENA
RESPIRATORIA:
 1 NADH + H+
 2.5 - 3 ATP
 1 FADH2  1.5 - 2 ATP
 INHIBIDORES Y
DESACOPLADORES
 DESACOPLANTES:
 Sustancias que impiden la F.O.,
pero aumentan la velocidad de la
C.R.
 Liberan Energía como Calor.
AGENTES DESACOPLANTES:
l 2,4-dinitrofenol , desacopla la cadena de
transporte de electrones de la fosforilación
oxidativa....
QUE HACEN LOS AGENTES
DESACOPLANTES DE LA F.O __
 AGENTES DESACOPLANTES DE LA F.O.
 Compuestos lipofilicos que impiden l...
AGENTES DESACOPLANTES
 TERMOGENINA
 2,4 DINITROFENOL
 SALICILATOS (ASPIRINA)
 TIROXINA
 VALINOMICINA
 DICUMAROL
HORMONAS TIROIDEAS
 Triyodotironina (T3)
 Tiroxina (T4)
 Sintetizadas en cels. Foliculares a partir de
la tiroglobulina...
EFECTOS A NIVEL DE LOS
PROCESOS DE LA
RESPIRACION CELULAR
 Impide la síntesis de ATP por fosforilación
oxidativa.
 Aumen...
MANIFESTACIONES
CLINICAS
 Pérdida inexplicable de peso.
 Hiperactividad e irritabilidad.
 Piel caliente, sudoración e i...
SALICILATOS
 Aspirina y sus derivados.
 Se absorben en estómago y duodeno (Ph
ácido)
 Inhibición irreversible de la cic...
INTOXICACION POR
SALICILATOS
A dosis tóxicas (150 mg/kg), los salicilatos
desacoplan la fosforilación oxidativa:
 Impiden...
INHIBIDORES
 Sustancias que inhiben el flujo de e-
a través de la cadena respiratoria.
 Sustancias que inhiben la ATP
Si...
INHIBIDORES
INHIBIDORES DEL
TRANSPORTE DE ELECTRONES
 Bloquean el flujo de electrones en puntos específicos.
 COMPLEJOI:
 Rotenona
...
BARBITURICOS
 Grupo de fármacos utilizados como
sedantes e hipnóticos, induccion
anestesica y anticonvulsivantes
selectiv...
BARBITURICOS
 AMOBARBITAL (AMITAL)
 APROBARBITAL
 MEFOBARBITAL
 METOHEXITAL
 PENTOBARBITAL
 SECOBARBITAL (SECONAL)
...
BARBITURICOS :
 EFECTOS A NIVEL DE L:A CADENA
RESPIRATORIA:
 Bloquea el flujo de electrones desde el
NADH+H+ hasta la co...
MEPERIDINA (Demerol)
 Analgésico opioide
 Tratamiento del dolor de moderado a
intenso, de tipo visceral, postoperatorio,...
 EFECTOS A NIVEL DE LA CADENA
RESPIRATORIA
Bloquea el flujo de electrones desde la coQ
hasta el citocromo C (complejo III...
Intoxicacion por Monoxido de
Carbono (CO)
 Gas incoloro e inodoro producido por la
combustion incompleta de hidrocarburos...
EFECTOS EN LA CADENA
RESPIRATORIA :
 Absorción: Vías respiratorias, piel, vía
gastrointestinal.
 Dosis letal: 50 mg (15 ...
OTROS FACTORES QUE
AFECTAN LA RESP. CELULAR
 HIPOXIA
 RADICALES LIBRES
 DEFICIT DE NIACINA (Pelagra)
 TIAMINA (Beri-Be...
PELAGRA:
 El NAD+
 (nicotinamina adenina dinucleótido) y
el NADP+
(nicotinamina adenina dinucleótido)
son coenzimas de al...
TIPO DETIPO DE
INTERFERENCIAINTERFERENCIA
COMPUESTOCOMPUESTO MODO DEMODO DE
ACCIÓNACCIÓN
INHIBICIÓN DE LAINHIBICIÓN DE LA
...
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Metabolismo intermediario

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Metabolismo intermediario

  1. 1. METABOLISMO INTERMEDIARIO METABOLISMO –BIOENERGETICA AGOSTO / 2012 Dra. Neyla Deschamps MEDICINA -UCNE
  2. 2. Cuestionario sobre metabolismo celulary bioenergética 1.Que es el metabolismo? 2.Cuales son las fases del metabolismo, descríbalas? 3. Establezca relación y diferencias entre anabolismo y catabolismo 4. Que es una secuencia metabólica y cuales son sus componentes? 5. Que son vías y ciclos metabólicos, Ej.. 6. Que es un metabolito de encrucijada? Ej.. 7. Cuando un proceso es anfibolico? Ej. 8.Que son reacciones anapleroticas? 9. Que es la bioenergética? 10. Que es el cambio de energía libre y como se representa? 11. Como se clasifican las células según la fuente de energía que utilizan? 12.Que son compuestos macroergicos y microergicos, cite Ej. De cada uno 13. Cual es la importancia biológica del ATP represente su estructura. 14.Esquematice el ciclo del ATP 15.Por que es importante el oxigeno en el metabolismo celular? 16.Que es oxidación y que es reducción, Ej.? 17. Que es el potencial redox? 18.Porque son importantes los sistemas de oxido reducción?
  3. 3. LA RESPIRACIÓN CELULAR” (1) BIOQUÍMICA UCNE NEYLA DESCHAMPS
  4. 4. Metabolismo:  Del griego : metabole : cambio  Es el conjunto de reacciones enzimáticas mediante las cuales la célula intercambia materia y energía con el medio que la rodea para de esta forma subsistir, crecer, funcionar y multiplicarse.
  5. 5. EL METABOLISMO SUSTENTA LAS SIGUIENTES FUNCIONES: 1. Incorporación de nutrientes. 2. Obtención de energía química necesaria para la vida, a partir de la degradación de sustancias que se obtienen del medio o de las suyas propias. 3. Síntesis y degradación de las distintas biomoleculas requeridas en las funciones estructurales y especiales. 4. Eliminación de sustancias de desechos .
  6. 6. FUNCIONES METABOLISMO 5-. obtener energía química de las moléculas combustibles (alimentos ) o de la luz solar absorbida. 6-. Convertir los nutrientes exógenos en precursores de los componentes macromoleculares de la célula. 7-. Formar y degradar la biomoleculas necesarias para las funciones especializadas de las células.
  7. 7. Metabolismo intermediario  Son las rutas centrales y la forma escalonada en que ocurren la mayoría de las reacciones del metabolismo a través de productos intermediarios llamados metabolitos.
  8. 8. Catabolismo Anabolismo VERTIENTES DEL METABOLISMO:
  9. 9. Anabolismo*  Comprende reacciones que transforman los procesos menos complejos en otros de mayor complejidad, y ocurren con consumo energético.  Es la fase constructiva o biosintetica del metabolismo . * Consume Energía Macromoléculas Precursores de Macromoléculas
  10. 10. Anabolismo :  Comprende los procesos mediante los cuales se sintetizan los componentes moleculares de las células: ácidos nucleicos, proteínas, polisacáridos y lípidos a través de  Necesitan o consumen energía química aportada por el atp
  11. 11. Las reacciones anabólicas se relacionan con funciones de:
  12. 12. Características reacciones anabolicas  Las reacciones anabólicas se caracterizan por:  Son reacciones de síntesis, mediante ellas a partir de compuestos sencillos se sintetizan otros más complejos.  Son reacciones de reducción, mediante las cuales compuestos más oxidados se reducen, para ello se necesitan los electrones que ceden las coenzimas reducidas (NADH, FADH2 ) las cuales se oxidan.  Son reacciones endergónicas que requieren un aporte de energía que procede de la hidrólisis del ATP.  Son procesos divergentes debido a que, a partir de unos pocos compuestos se puede obtener una gran variedad de productos.
  13. 13. REACCIONES DE SÍNTESIS O ENDERGONICAS:  Es una Reacción química en donde el incremento de energía libre es positivo, son reacciones que tienen como consecuencia reducciones y requieren (NADPH)
  14. 14. NADPH:  El dinucleótido de nicotinamida y adenina más conocido como nicotinamida  NAD+  en su forma oxidada.  NADH en su forma reducida.  es una coenzima encontrada en células vivas y compuesta por un dinucleótido: formado por dos nucleótidos unidos a través sus grupos fosfatos, siendo uno de ellos una base de adenina y el otro de nicotinamida.  Su función principal es el intercambio de electrones e hidrogeniones en la producción de energía de todas las células.
  15. 15. NAD:  Participa en reacciones redox.  Función: transferencia de electrones.  Síntesis de NAD:  aminoácidos: triptófano, o acido aspartico.  Alimentos : a partir de vitamina niacina.  Se transporta al interior de las mitocondrias por una proteína especifica de transporte.
  16. 16. NAD
  17. 17. NAD / NADH
  18. 18. ATP:adenosín-5'-trifosfato o trifosfato de adenosina el ATP fue descubierto en 1929 por Karl Lohmann. En 1941, Fritz Albert Lipmann propuso el ATP como principal molécula de transferencia de energía en la célula. es el precursor de una serie de coenzimas esenciales como el NAD+ o la coenzima A Es un nucleotido trifosfatado ,dona parte de su energía química para los procesos endergonicos : síntesis de intermediarios metabólicos y macromoléculas a partir de precursores mas pequeños ,transporte de sustancias a traves de membranas contra gradientes de concentración y trabajo mecánico. Cada enlace de Atp hidrolizado libera : 7.3 a 8 kcal/mol es decir 30.5 kj/mol.
  19. 19. ATP  Su hidrólisis:  ATP + H2O  ADP + P1  ATP + H2O  AMP + P*P  2P1  Su función:  Principal molécula donadora de energía en los sistemas biológicos.  Participa en procesos endergonicos:  Anabolismo.  Transporte activo.  Trabajo muscular.  Transmisión impulsos nerviosos.
  20. 20. Catabolismo :  Son reacciones que transforman los compuestos mas complejos en otro de menor complejidad. Aquí se libera energía y son reacciones degradativas, exergonicas y parte de la energía que se libera se conserva en forma de ATP y la otra parte se pierde en forma de calor liberado al medio.  En los procesos catabólicos los compuestos se degradan y se oxidan y se forman cofactores reducidos que son NADH Y FADH.
  21. 21. El Catabolismo o Fase Destructiva Catabolismo es, entonces, el conjunto de reacciones metabólicas mediante las cuales las moléculas orgánicas más o menos complejas (glúcidos, lípidos), que proceden del medio externo o de reservas internas, se rompen o degradan total o parcialmente transformándose en otras moléculas más sencillas (CO2, H2O, ácido láctico, amoniaco) y liberándose energía en mayor o menor cantidad que se almacena en forma de ATP (adenosín trifosfato). Esta energía será utilizada por la célula para realizar sus actividades vitales (transporte activo, contracción muscular, síntesis de moléculas) .
  22. 22. Las reacciones catabólicas se caracterizan por:  Son reacciones degradativas, mediante ellas compuestos complejos se transforman en otros más sencillos.  Son reacciones oxidativas, mediante las cuales se oxidan los compuestos orgánicos más o menos reducidos, liberándose electrones que son captados por coenzimas oxidadas que se reducen.  Son reacciones exergónicas en las que se libera energía que se almacena en forma de ATP.  Son procesos convergentes mediante los cuales a partir de compuestos muy diferentes se obtienen siempre los mismos compuestos (CO2, ácido pirúvico, etanol, etcétera).
  23. 23. El Flavín Adenín Dinucleótido o Dinucleótido de Flavina- Adenina:  FAD: forma oxidada   FADH2  forma reducida: es un coenzima que interviene en las reacciones metabólicas de oxidación-reducción.  COMPUESTA POR: RIBOFLAVINA O VITAMINA B2
  24. 24. FUNCION ESENCIAL DEL METABOLISMO: OBTENER ENERGIA UTILIZABLE POR LA CELULA
  25. 25. LOS PROCESOS CATABOLICOS Y ANABOLICOS ESTAN ORGANIZADOS EN VIAS O CICLOS METABOLICOS CON CARACTERISTICAS SIMILARES: 1. Casi siempre ocurren como consecuencias de reacciones que se suceden unas a otras, comienza con una sustancia inicial y se va graduando a un producto final. 2. Se encuentra un sustrato inicial y un producto final y en el medio una serie de compuestos intermedios. 3. Cada vía tiene una determinada función que es la de obtener energía química o la reposición de determinada molécula. 4. Las reacciones están catalizadas por moléculas. 5. La vía esta regulada casi siempre en las reacciones iníciales. 6. Al menos una de las reacciones es irreversibles. 7. Además de los productos iníciales y finales participan otra serie de compuestos que son los cofactores. 8. Las vías pueden ser tanto catabólicas como anabólicas.
  26. 26. En sintesis…  CATABOLISMO ANABOLISMO Degrada Biomoléculas Fabrica Biomoleculas Produce energía (la almacena como ATP) Consume energía (usa ATP) Implica  procesos de oxidación Implica procesos de reducción Sus rutas son convergentes Sus rutas son divergentes Ejemplos: glucólisis, ciclo de Krebs, fermentaciones, cadena respiratoria Ejemplos: fotosíntesis, síntesis de proteínas
  27. 27. A modo de recordatorio:  El metabolismo celular funciona sobre la base de dos tipos de reacciones químicas: catabolismo y anabolismo.  Catabolismo es desintegración (rutas convergentes), mientras que anabolismo significa reorganización (rutas divergentes).  El Catabolismo implica liberación de energía (reacciones exergónicas), mientras que el anabolismo implica captura de energía (reacciones endergónicas).  En el catabolismo ocurre una desorganización de los materiales, en tanto que en el anabolismo ocurre una reorganización más compleja de los
  28. 28. ESTADO ESTACIONARIO DINÁMICO:  Es el equilibrio dinámico que existe entre los procesos anabólicos y catabólicos, con el propósito de mantener constante la composición del medio interno (homeostasis).  Todos los componentes orgánicos celulares se encuentran en constante estado de degradación y resintesis y se expresa por la vida media biológica de cada uno de ellos ,tiempo durante el cual sus moléculas son degradadas y sustituidas por otras nuevas.
  29. 29. SECUENCIAS METABÓLICAS:  Son reacciones químicas interconectadas entre si.  CICLO O SECUENCIA: es un caso especial de vía metabólica, es una secuencia cerrada de reacciones, donde uno de los productos de cada reacción es siempre el sustrato de la reacción siguiente.
  30. 30. Ejemplo de una ruta metabólica: utilización de los monosacáridos porel hígado. Fuente Internet de la imagen: http://www.efdeportes.com/efd94/he Rutas catabólicas ,anabólicas y anfibolicas
  31. 31. Vías: Secuencias abiertas  Ciclos metabólicos :
  32. 32. Vía metabólica: secuencia abierta  Posee un sustrato inicial y un producto final definido.  Ej. Glucolisis
  33. 33. Ciclo metabólico:  Secuencia cerrada.  El sustrato se regenera al final de la secuencia.  Ej. El ciclo de la urea.
  34. 34. Componentes de una secuencia catabólica:  Metabolitos iníciales.  Metabolitos intermedios:  De continuidad.  De encrucijada.  Metabolitos finales.  Enzimas.  Cofactores:  Coenzimas (NAD, FAD, Biotina)  Iones metálicos.
  35. 35. Metabolitos intermedios:  Los productos de las diferentes reacciones que constituyen las secuencias metabólicas.  Metabolitos intermedios de continuidad: Sirven para continuar la secuencia.  Metabolitos intermediarios de encrucijada: Se encuentran en un punto de bifurcación de la secuencia. Sirven para conectar varios metabolitos Ej. Acetil – CoA.
  36. 36. METABOLITOS INTERMEDIARIOS  DE ENCRUCIJADA  Se encuentran en un punto de bifurcación de la secuencia.  Sirven para conectar varios metabolismos.  EJ: ACETIL-CoA
  37. 37. Bioenergetica:  Energía: Es la capacidad para realizar un trabajo la energía no se crea, ni se destruye, solo se transforma.
  38. 38. Bioenergetica: La bioenergetica es la parte de la biología muy relacionada con la física, que se encarga del estudio de los procesos de absorción, transformación y entrega de energía en los sistemas biológicos.  Estudio de los cambios energéticos que acompañan a las reacciones bioquímicas.  Permite deducir porque las reacciones son energéticamente favorables y porque no.
  39. 39. Cambio de Entalpía:  Es una magnitud termodinámica, expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno.
  40. 40. Cambio de Entropía:  La Entropía (simbolizada como S) es una magnitud física que permite, mediante cálculo, determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo.  Es una medida del cambio en el desorden o de la probabilidad en una reacción.
  41. 41. Bioenergetica:1ra. Ley de termodinámica.   Principio de conservación de la energía.  La energía total de un sistema, incluido su entorno, permanece constante.  Ley de la conservación de la energía.
  42. 42. Segunda ley de la termodinámica:  La entropía total o grado de desorden de un sistema debe aumentar cuando un proceso ocurre espontáneamente.
  43. 43. Ecuación que combina ambas leyes:  ΔG: Energíalibrede Gibbs ΔG  = ΔH − TΔS COMOEN UNA REACCION BIOQUIMICA ΔH=ΔE ΔG = ΔE – T x ΔS T=TEMPERATURAABSOLUTA GRADOSKELVIN.  ΔG = cam bio e n la e ne rg ía libre de una re acció n  Ene rg ía útil Ene rg ía dispo nible para re alizar e ltrabajo .  ΔG = pre dice las po sibilidade s a Favo r y la dire cció n de una re acció n.
  44. 44.  ΔG (-)  Re acció n e spo ntane a, e xe rg o nica, co n pe rdida de e ne rg ía.  ΔG (+ )  Re acció n no e spo ntane a, e nde rg o nica, co n g anancia de e ne rg ía.  ΔG (0 )  Re acció n e n e q uilibrio .
  45. 45. Existen 2 tipos de celulas según la fuente de energia que utilizan:  Células fototróficas  toman directamente Luz Solar. Ej.: Plantas.  Células Quimiotróficas toman energia quimica proveniente de la hidrólisis del atp . Ej.: Animales
  46. 46. Compuestos macro y microergicos : Compuestos que almacenan energía.: son compuestos quimicos orgánicos que poseen enlaces ricos en energía ,ya sea poca o gran cantidad tomando como referencia los 8 kcal/mol que libera el atp •Macroergicos: •Igual o mas que el ATP. •ATP 8 Kcal/mol •Macroergicos: •Igual o mas que el ATP. •ATP 8 Kcal/mol •Microergicos: - 8 kcal/mol •Menos que el ATP. •Microergicos: - 8 kcal/mol •Menos que el ATP.
  47. 47. Compuestos que almacenan Energia:
  48. 48. compuestos macro y microergicos Compuestos macroergicos: fosfoenolpiruvato (pep) 1,3 di fosfoglicerato succinil coa fructosa 1,6 di p Compuestos microergicos : Glucosa 6-p Fructosa -6-p Glucosa 1-p 3-p-gliceraldehido P-dihidroxiacetona
  49. 49. ATP - ADENOSÍN TRIFOSFATO  Principal molécula donadora de energia en los sistemas biológicos  Es un nucleótido trifosfatado.  Sus componentes:  Adenina – Ribosa – P*P*P*  SU HIDRÓLISIS : ATP+H20—AP +PI  ATP +H20 --AMP +P*P—2Pi  Participa en procesos endergonicos:  Anabolismo  Transporte activo  Trabajo muscular  Transmision impulsos nerviosos  PARTICIPA EN paPROCESOS ENDERGÓNICOS
  50. 50.  SU SU HIDRÓLISIS :
  51. 51. Ciclo del ATP. Acoplamiento Energético Celular.
  52. 52. Oxidación. Reducción. Sistema o Par REDOX. Potencial REDOX Eo. Oxidación. Reducción. Sistema o Par REDOX. Potencial REDOX Eo.
  53. 53. Reacciones oxido- reducción  Las reacciones de oxido-reducción son aquellas en que se transfieren electrones de un donador a un aceptor (por REDOX).  La sustancia que pierde electrones, el donador, es decir, la sustancia que se oxida, se llama agente reductor.  La sustancia que gana electrones, el aceptor, es el que se reduce, se llama agente oxidante.
  54. 54.  En las reacciones de oxido-reducción, el cambio de energía libre es proporcional a la tendencia de los reactivos a donar o aceptar electrones, así además de expresar el cambio de energía libre en términos de ΔG es posible.  De manera análoga, expresarlo numéricamente como un potencial de oxidación-reducción o potencial redox (EO).  Sin embargo para sistemas biológicos, el potencial redox se expresa normalmente en pH 7, pH al que el potencial del electrodo de hidrogeno es menos 0.42 v.
  55. 55. Potencial REDOX  El potencial redox estándar (EO) es una medida de la tendencia de un par redox (por ej.: NAD y NADH o FAD y FADH2) para perder electrones.  Cuando mas negativo es el valor EO, mayor es la tendencia a perder electrones, es decir afinidad electrónica baja.  Mientras mas positiva sea EO, mas probable que el par redox acepte electrones, es decir, mayor afinidad eléctrica.
  56. 56.  Por tanto, los electrones fluyen desde transportadores de electrones con valores EO mas negativos a los que tienen valores mas positivos, hasta que han pasado al O2 que tiene el valor EO mas elevado.
  57. 57. Definición e importancia. Respiración celular
  58. 58. CUESTIONARIO  Que es la cadena respiratoria o CTE?  En que compartimento celular ocurre?  Cual es su alimentador y su producto final?  Enumera sus componentes  Cual es el ultimo aceptor de los electrones en la CTE?  Describe la composición de los complejos respiratorios  Cuales de los complejos contienen centros hierro azufre?  Cual de los complejos tiene cobre en su estructura?  Cuales de los componentes de la cadena son trasportadores móviles de electrones y cuales complejos conectan?  Cuales de los complejos son bombas de protones?  Que es fosforilación oxidativa?  Cual es su alimentador y su producto final?  Describe el fundamento de la teoría Quimiosmotica  Describe la estructura de la ATP sintasa  Elabora un cuadro con los principales inhibidores y desacoplantes del proceso respiratorio.  Cuantos ATP produce la oxidación de NADH en la CTE?  Cuantos ATP produce la oxidación de FADH2?
  59. 59. Respiración celular  Concepto fisiológico o macroscópico : la respiración celular es la captación de o2 de un organismo multicelular desde su ambiente y la liberación de c02 .  Biólogos y bioquímicos : utilizan este termino microscópicamente : son los procesos moleculares envueltos en el consumo de o2 y la formación de c02 por las células  La respiración celular es el  conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, poroxidación, hasta su conversión en sustancias inorgánicas, proceso que rinde energía (en forma de ATP) aprovechable por la célula
  60. 60. IMPORTANCIA respiracion celular  - Crecimiento  - Transporte activo de sustancias energéticas  - Movimiento  - Regeneración de células  - Síntesis de proteínas  - División de células
  61. 61. Sustratos de la respiración celular :  Los substratos: habitualmente usados en el proceso   glucosa  hidratos de carbono,   ácidos grasos,  aminoácidos,   cuerpos cetónicos   otros compuestos orgánicos.
  62. 62.  La respiración celular, como componente del metabolismo, es un proceso catabólico, en el cual la energía contenida en los substratos usados como combustible es liberada de manera controlada. Durante la misma, buena parte de la energía libre desprendida en estas reacciones exotérmicas es incorporada a la molécula de ATP (o de nucleótidos trifosfato equivalentes), que puede ser a continuación utilizada en los procesos endotérmicos, como son los de mantenimiento y desarrollo celular [anabolismo]
  63. 63.  Formula de la respiración celular :  C6H12 O6 + 6 O2--)6 H2O+6 CO2+38 ATP
  64. 64. Tipos de Respiración Celular  Existen dos tipos de respiración, en función del aceptor final de electrones; ambas tienen en común la existencia de una cadena transportadora de electrones.  Respiración aeróbica. : aceptor final de electrones o2 molecular..  Los organismos que llevan a cabo este tipo de respiración reciben el nombre de organismos aeróbicos.  Respiración anaeróbica. El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno.  Es un tipo de metabolismo poco común exclusivo de ciertos microorganismos. No debe confundirse con la fermentación  ,Proceso también anaeróbico pero en el que no interviene nada parecido a una cadena transportadora de electrones.
  65. 65. ETAPAS DE LA RC  :1RA ETAPA RC 2DA ETAPA RC 3RA ETAPA RC MOLECULAS ORGANICAS : GLUCOSA,AC.GR ASOS,AAS SE OXIDAN PARA PRODUCIR FRAGMENTOS DE 2 CARBONOS EN LA FORMA DE ACETILO DE LA ACETIL -COA ESTOS GRUPOS ACETILOS SON INCORPORADOS AL CK ,Y SON OXIDADOS HASTA CO2 Y LA ENERGIA LIBERADA POR ESTA OXIDACION ES CONSERVADA EN LOS TRANSPORTADO RES DE ELECTRONES REDUCIDOS NADH Y FADH2. EL NADH Y FADH2 REDUCIDOS SON OXIDADOS DANDO (H+ ) Y e- ,los e- son transferidos hacia una cadena de moleculas que transportan e- hasta o2,se reduce y forma h2oo en la CR ,ESTA TRANSFERENCIA DE e- parte de la energia liberada es conservada en forma de atp en la F.O
  66. 66. PROCESOS QUE CONSTITUYEN LA RC  CK  CR  F.O.
  67. 67. CADENA RESPIRATORIA
  68. 68. Cadena respiratoria :  Serie de reacciones redox donde hay transporte de e- hasta el O2.  LOCALIZACIÓN CELULAR   MEMBRANA MITOCONDRIAL INTERNA  ALIMENTADOR H2  (NADH+H/FADH2)  PRODUCTOFINAL   H2O
  69. 69. Cadena respiratoria  es un conjunto de proteinas transportadoras de electrones situadas en la mmi,capaces de generar 8un gradiente electroquimico de protones para la sintesis de atp ,ordenados en forma creciente de potencial redox de mas reductor a mebos reductor ,a ellas llegan las moleculas reducidas de otras rutas metabolicas.
  70. 70. Cadena respiratoria mitocondrial
  71. 71.  COMPONENTES CADENA RESPIRATORIA  NADHDHASA  FMN  SUCCINATO DHASA  FAD  CITOCROMOS  b, c1, c, a-a3  UBIQUINONA o Co Q  CENTROS Fe-S  O2
  72. 72.  COMPLEJOS RESPIRATORIOS :  I- NADH DHASA  II- SUCCINATO DHASA  III- COMPLEJO Cit b-c  IV- CITOCROMO OXIDASA  V- ATP SINTASA
  73. 73. COMPLEJOS RESPIRATORIOS
  74. 74. FOSFORILACION OXIDATIVA :  FOSFORILACION OXIDATIVA:  proceso metabólico que utiliza energía liberada por la oxidación denutrientes para producir adenosín trifosfato (ATP)   Se inicio 1906 con el informe de Arthur Harden sobre el papel vital del fosfato en la fermentación celular.  Síntesis de ATP acoplada a la cadena respiratoria.  LOCALIZACIÓN CELULAR  MEMBRANA MITOCONDRIAL INTERNA  ALIMENTADOR  ENERGÍA OXIDATIVA (CR)  PRODUCTO FINAL  ATP
  75. 75. FOSFORILACION OXIDATIVA :
  76. 76.  TEORIA QUIMIOSMOTICA DE  Peter D. Mitchell a en 1961  M M I debe estar intacta.  M M I es impermeable a los protones.  Gradiente electroquímico o fuerza protomotriz.  Complejos de la cadena respiratoria son bombas de protones.  ATP Sintasa  forma ATP
  77. 77. BOMBAS DE PROTONES  I – III – IV  BOMBEAN PROTONES H+  SON PROTEÍNAS INTEGRALES DE LA MEMBRANA MITOCONDRIAL INTERNA.  II  ES UNA PROTEÍNA PERIFÉRICA  NO BOMBEA PROTONES.
  78. 78. RENDIMIENTO ENERGETICO :  ALIMENTADORES DE LA CADENA RESPIRATORIA:  1 NADH + H+  2.5 - 3 ATP  1 FADH2  1.5 - 2 ATP
  79. 79.  INHIBIDORES Y DESACOPLADORES
  80. 80.  DESACOPLANTES:  Sustancias que impiden la F.O., pero aumentan la velocidad de la C.R.  Liberan Energía como Calor.
  81. 81. AGENTES DESACOPLANTES: l 2,4-dinitrofenol , desacopla la cadena de transporte de electrones de la fosforilación oxidativa. Inicialmente fue presentado como una droga quemadora de grasa pero luego fue prohibida debido a que causaba la muerte al 10% de los consumidores.Inhibe la produccion de ATP al no generar el gradiente de P.H
  82. 82. QUE HACEN LOS AGENTES DESACOPLANTES DE LA F.O __  AGENTES DESACOPLANTES DE LA F.O.  Compuestos lipofilicos que impiden la sintesis de ATP por F.O.  Rompen la permeabilidad de la MMI.  Impiden la generación del gradiente electroquímico de Protones.  Aumentan la liberación de energía oxidativa (calor)  Aceleran el transporte de electrones y el consumo de oxígeno.  Aceleran la velocidad del ciclo de Krebs (mayor CO2)
  83. 83. AGENTES DESACOPLANTES  TERMOGENINA  2,4 DINITROFENOL  SALICILATOS (ASPIRINA)  TIROXINA  VALINOMICINA  DICUMAROL
  84. 84. HORMONAS TIROIDEAS  Triyodotironina (T3)  Tiroxina (T4)  Sintetizadas en cels. Foliculares a partir de la tiroglobulina y yoduro (I- )  Aumenta la velocidad metabólica, el consumo de 02 y la liberación de calor.  Son requeridas para la síntesis y secrecion de GH.
  85. 85. EFECTOS A NIVEL DE LOS PROCESOS DE LA RESPIRACION CELULAR  Impide la síntesis de ATP por fosforilación oxidativa.  Aumenta la velocidad del ciclo de Krebs.  Aumenta el transporte de electrones y el consumo de 02.  Aumenta la liberación de energía oxidativa en forma de calor.
  86. 86. MANIFESTACIONES CLINICAS  Pérdida inexplicable de peso.  Hiperactividad e irritabilidad.  Piel caliente, sudoración e intolerancia al calor.  Fatiga y debilidad.  Diarrea  Palpitaciones y taquicardia.  Temblor.  Oligomenorrea  Bocio
  87. 87. SALICILATOS  Aspirina y sus derivados.  Se absorben en estómago y duodeno (Ph ácido)  Inhibición irreversible de la ciclooxigenasa-1 (COX-1)  Analgésicos  Antiinflamatorios  Antiagregantes plaquetarios  Antipiréticos  Uricosúricos (altas dosis)
  88. 88. INTOXICACION POR SALICILATOS A dosis tóxicas (150 mg/kg), los salicilatos desacoplan la fosforilación oxidativa:  Impiden la sintesis de ATP por fosforilación oxidativa.  Aceleran el ciclo de Krebs y la liberación de CO2 -- Acidosis respiratoria-- Acidosis metabólica.  Aumentan el transporte de electrones y la liberación de calor.  Intoxicación aguda: 150-200 mg/kg.
  89. 89. INHIBIDORES  Sustancias que inhiben el flujo de e- a través de la cadena respiratoria.  Sustancias que inhiben la ATP Sintasa.
  90. 90. INHIBIDORES
  91. 91. INHIBIDORES DEL TRANSPORTE DE ELECTRONES  Bloquean el flujo de electrones en puntos específicos.  COMPLEJOI:  Rotenona  Amital  Piercidina  COMPLEJOII: Malonato  COMPLEJOIII:  Antimicina A  Demerol  COMPLEJOIV:  Sulfuro de Hidrogeno  Cianuro/ Monóxido de carbono
  92. 92. BARBITURICOS  Grupo de fármacos utilizados como sedantes e hipnóticos, induccion anestesica y anticonvulsivantes selectivos.  Actúan a nivel del receptor del GABA potenciando su acción.  Han sido reemplazados como sedantes e hipnoticos por las benzodiazepinas
  93. 93. BARBITURICOS  AMOBARBITAL (AMITAL)  APROBARBITAL  MEFOBARBITAL  METOHEXITAL  PENTOBARBITAL  SECOBARBITAL (SECONAL)  FENOBARBITAL  TIOPENTAL (PENTOTAL)
  94. 94. BARBITURICOS :  EFECTOS A NIVEL DE L:A CADENA RESPIRATORIA:  Bloquea el flujo de electrones desde el NADH+H+ hasta la coQ.  Disminuye la síntesis de ATP por Fosforilacion oxidativa. (2 ATP)  Disminuye la relación NAD/NADH+H+, por lo que disminuye la velocidad del C.K.
  95. 95. MEPERIDINA (Demerol)  Analgésico opioide  Tratamiento del dolor de moderado a intenso, de tipo visceral, postoperatorio, cáncer, IAM, etc.  Actúa a nivel de receptores µ (mu) pre o postsinápticos.  Puede producir depresion respiratoria, miosis, constipacion, nauseas, dependencia fisica y psiquica.
  96. 96.  EFECTOS A NIVEL DE LA CADENA RESPIRATORIA Bloquea el flujo de electrones desde la coQ hasta el citocromo C (complejo III)  Disminuye la sintesis de ATP por fosforilación oxidativa y la velocidad del ciclo de Krebs.
  97. 97. Intoxicacion por Monoxido de Carbono (CO)  Gas incoloro e inodoro producido por la combustion incompleta de hidrocarburos.  Incendios, escape en automoviles, calefacciones, soluciones para remover pinturas, etc.  Se une a la Hb con una afinidad 250 veces mayor que el 02.  Inhibe la citocromo C oxidasa (complejo IV) uniendose al Fe++.
  98. 98. EFECTOS EN LA CADENA RESPIRATORIA :  Absorción: Vías respiratorias, piel, vía gastrointestinal.  Dosis letal: 50 mg (15 min)  Se une al Fe+++ de la Citocromo C oxidasa (complejo IV)  Impide el consumo de O2 y afecta la sintesis de ATP por fosforilación oxidativa.  Disminuye la actividad del ciclo de Krebs
  99. 99. OTROS FACTORES QUE AFECTAN LA RESP. CELULAR  HIPOXIA  RADICALES LIBRES  DEFICIT DE NIACINA (Pelagra)  TIAMINA (Beri-Beri)  RIBOFLAVINA.  DEFICIT DE HIERRO (anemia ferropénica)  COBRE  MAGNESIO.
  100. 100. PELAGRA:  El NAD+  (nicotinamina adenina dinucleótido) y el NADP+ (nicotinamina adenina dinucleótido) son coenzimas de algunas enzimas:intervienen en el transporte de electrones en la cadena respiratoria, mediante su transformación reversible en NADH y NADPH  
  101. 101. TIPO DETIPO DE INTERFERENCIAINTERFERENCIA COMPUESTOCOMPUESTO MODO DEMODO DE ACCIÓNACCIÓN INHIBICIÓN DE LAINHIBICIÓN DE LA TRANSFERENCIATRANSFERENCIA DE ELECTRONESDE ELECTRONES CIANURO (CN-)CIANURO (CN-) MONÓXIDO DEMONÓXIDO DE CARBONO (CO)CARBONO (CO) INHIBEN LAINHIBEN LA CITOCROMOCITOCROMO OXIDASA (complejoOXIDASA (complejo 4)4) ANTIMICINAANTIMICINA FENOBARBITALFENOBARBITAL DEMEROLDEMEROL ROTENONAROTENONA AMITALAMITAL PIERICIDINA APIERICIDINA A INHIBEN ENTRE ELINHIBEN ENTRE EL CIT b Y EL CIT cCIT b Y EL CIT c11 (COMPLEJO 3)(COMPLEJO 3) INHIBEN ENTRE LAINHIBEN ENTRE LA NADH DHASA Y LANADH DHASA Y LA UQ.UQ. (COMPLEJO 1)(COMPLEJO 1) INHIBICIÓN DE LA ATPINHIBICIÓN DE LA ATP SINTASASINTASA OLIGOMICINAOLIGOMICINA VENTURICIDINAVENTURICIDINA INHIBEN EL FINHIBEN EL F11 Y CFY CF11

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