01. metabolismo carbohidratos

METABOLISMO DE METABOLISMO DE CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOS

SOFÍA RECALDE M.SOFÍA RECALDE M.

FACULTAD DE MEDICINAFACULTAD DE MEDICINA

BIOQUÍMICA IIBIOQUÍMICA II

INSUFICIENTE INSUFICIENTE OO22

SUFICIENTE SUFICIENTE OO22

CICLO DE CORICICLO DE CORI

GLUCOSA - GLUCÓGENOGLUCOSA - GLUCÓGENO

HÍGADOHÍGADO

COCO2 2 Y HY H220 0 LACTATOLACTATO

PIRUVATOPIRUVATO

DEGRADACIÓN DE GLUCOSA - GLUCÓGENODEGRADACIÓN DE GLUCOSA - GLUCÓGENO

• Absorción intestinal: Absorción intestinal: Sistema de co-transporte Na+ / glucosa (SGlT1)Sistema de co-transporte Na+ / glucosa (SGlT1)

• Ingreso celular : Ingreso celular : Difusión facilitada (mayor concentración en sangre y Difusión facilitada (mayor concentración en sangre y líquido intersticial) por transportadores. líquido intersticial) por transportadores.

INGRESO DE GLUCOSA EN CÉLULAINGRESO DE GLUCOSA EN CÉLULA

GRADO DE AFINIDAD CON GRADO DE AFINIDAD CON GLUCOSA Y CINÉTICAGLUCOSA Y CINÉTICA

GLUT 4 GLUT3 GLUT1 GLUT2GLUT 4 GLUT3 GLUT1 GLUT2

FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSAFOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA

Esterificación con ortofosfato Esterificación con ortofosfato Glucosa-6- Glucosa-6-fosfatofosfato

hexoquinasahexoquinasa

I, II, III isozimasI, II, III isozimas

Fosforilan otras hexosas Fosforilan otras hexosas

KKmm 0.01 y 0.1 mM (niveles menores a concentración celular) 0.01 y 0.1 mM (niveles menores a concentración celular)

Máxima velocidad (no se afectan por cambios en glucemia)Máxima velocidad (no se afectan por cambios en glucemia)

Inhibidas alostéricamente por G-6-PInhibidas alostéricamente por G-6-P

Garantizan utilización glucosaGarantizan utilización glucosa

FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSAFOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA

Isozima IV (glucoquinasa)Isozima IV (glucoquinasa)

Presente en hígado y células B de islote de LangerhansPresente en hígado y células B de islote de Langerhans

Altamente específicaAltamente específica

KKmm 10 mM (por encima de concentraciones normales en tejido) 10 mM (por encima de concentraciones normales en tejido)

No es inhibida por G-6-PNo es inhibida por G-6-P

Capta glucosa solo a niveles sanguíneosCapta glucosa solo a niveles sanguíneos

Inducida por insulinaInducida por insulina

FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSAFOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA

SIMILITUDES SIMILITUDES

Requerimiento de ATP y MgRequerimiento de ATP y Mg2+ 2+

Síntesis de G-6-PSíntesis de G-6-P

ReaccionesReacciones

Hidrólisis de ATPHidrólisis de ATP

IrreversibleIrreversible

Razones de la conversión:Razones de la conversión:

• G-6-P más reactivoG-6-P más reactivo

• Membranas celulares son impermeablesMembranas celulares son impermeables

• Mantiene baja concentración intracelular de glucosaMantiene baja concentración intracelular de glucosa

FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSAFOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA

ENCRUCIJADA METABÓLICAENCRUCIJADA METABÓLICA

REACCIÓN DE ORDEN CEROREACCIÓN DE ORDEN CERO

1.1. Fosforilación de glucosaFosforilación de glucosa

2.2. Formación de glucosa 1 fosfatoFormación de glucosa 1 fosfatoREVERSIBLEREVERSIBLE

3.3. Activación de glucosaActivación de glucosaIIRREVERSIBLERREVERSIBLE

4.4. Adición de glucosas a estructura Adición de glucosas a estructura poliméricapolimérica

IRREVERSIBLEIRREVERSIBLE

5. Formación de ramificaciones5. Formación de ramificaciones

GLUCOGENOGÉNESIS GLUCOGENOGÉNESIS

(SINTESIS DE GLUCÓGENO A PARTIR DE GLUCOSA)(SINTESIS DE GLUCÓGENO A PARTIR DE GLUCOSA)

HexoquinasaHexoquinasa

Uridinadifosfato-glucosa pirofosforilasaUridinadifosfato-glucosa pirofosforilasa

Glucógeno sintetasa (glucosil transferasa)Glucógeno sintetasa (glucosil transferasa)

Amilo alfa 1-4 a 1-6 glucotransferasa Amilo alfa 1-4 a 1-6 glucotransferasa (enzima ramificante)(enzima ramificante)

ENZIMASENZIMAS

Fosfoglucomutasa Fosfoglucomutasa

Cofactores: MgCofactores: Mg2+ 2+ y glucosa 1,6 bifosfatoy glucosa 1,6 bifosfato

2 formas interconvertibles de glucosa sintetasa:2 formas interconvertibles de glucosa sintetasa:

• b (inactiva fosforilada) dependiente de concentración de G-6-Pb (inactiva fosforilada) dependiente de concentración de G-6-P

• a (activa desfosforilada) independiente de concentración de G-6-Pa (activa desfosforilada) independiente de concentración de G-6-P

bb a a bb

FosforilaciónFosforilación FosfatasaFosfatasa

GLUCOGENOGÉNESIS GLUCOGENOGÉNESIS

GLUCÓGENO SINTETASAGLUCÓGENO SINTETASA

GLUCOGENOGÉNESIS GLUCOGENOGÉNESIS

GLUCOGENINAGLUCOGENINA

Proteína iniciadora en la formación de glucógeno en ausencia total de este.Proteína iniciadora en la formación de glucógeno en ausencia total de este.

Molécula aceptora de glucosa con resto de tirosinaMolécula aceptora de glucosa con resto de tirosina

Donante de glucosa : UDPGDonante de glucosa : UDPG

Continua actuación de glucosa sintasa y enzima ramificanteContinua actuación de glucosa sintasa y enzima ramificante

GLUCOGENÓLISIS GLUCOGENÓLISIS

1. Fosforólisis de Glucógeno1. Fosforólisis de Glucógeno

1era enzima: fosforilasa (alostérica y modificación covalente)1era enzima: fosforilasa (alostérica y modificación covalente)

inserción de fosfato en C1inserción de fosfato en C1

2da enzima: oligo alfa (1,4) glucantransferasa2da enzima: oligo alfa (1,4) glucantransferasa

2. Hidrólisis de Uniones Glucosídicas alfa 1-62. Hidrólisis de Uniones Glucosídicas alfa 1-6

enzima: alfa (1-6) glucosidasa o enzima desramificante fosforilasaenzima: alfa (1-6) glucosidasa o enzima desramificante fosforilasa

GLUCOGENÓLISIS GLUCOGENÓLISIS

3. Foemación de glucosa-6-fosfato3. Foemación de glucosa-6-fosfato

Enzima: fosfoglucomutasaEnzima: fosfoglucomutasa

4. Formación de Glucosa Libre4. Formación de Glucosa Libre

Enzima: Glucosa-6-fosfatasa (presente en hígado, riñón e intestino)Enzima: Glucosa-6-fosfatasa (presente en hígado, riñón e intestino)

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

2 fases:2 fases:

1era fase: 1era fase: Hexosa Hexosa 2 triosas - fosfato2 triosas - fosfato

se invierte energíase invierte energía

compuestos más reactivoscompuestos más reactivos

2da fase: 2da fase: G-3-P G-3-P intermediarios de alta energíaintermediarios de alta energía

Enzimas presentes en el citosolEnzimas presentes en el citosol

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

CARACTERÍSTICAS GENERALESCARACTERÍSTICAS GENERALES

• Utilización de glucosa no se afecta por valor de glucemiaUtilización de glucosa no se afecta por valor de glucemia

• Reacción irreversibleReacción irreversible

• A partir de glucógeno : 2 etapas (fosforilasa y fosfoglucomutasa)A partir de glucógeno : 2 etapas (fosforilasa y fosfoglucomutasa)

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

• Proceso de isomerizaciónProceso de isomerización

• Reacción reversibleReacción reversible

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

Fosfofructoquinasa: Fosfofructoquinasa:

• Enzima alostéricaEnzima alostérica

• Activada por AMP, ADP, fructosa-2,6-bifosfatoActivada por AMP, ADP, fructosa-2,6-bifosfato

• Inhibida por ATP y citratoInhibida por ATP y citrato

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

Equilibrio desplazado a la derecha por sustracción de G-3-PEquilibrio desplazado a la derecha por sustracción de G-3-P

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

Energía liberada se utiliza para introducir PiEnergía liberada se utiliza para introducir Pi

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

Reacción reversibleReacción reversible

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

Transferencia intramolecular del fosforilo Transferencia intramolecular del fosforilo

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

• DeshidrataciónDeshidratación

• Producto rico en energíaProducto rico en energía

• Reacción reversible. Reacción reversible.

• Enlace fosfato con alta energíaEnlace fosfato con alta energía

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

• Transferencia de fosfato al ADPTransferencia de fosfato al ADP

• KK++ activador de la enzima activador de la enzima

• Transformación espontánea en piruvatoTransformación espontánea en piruvato

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

• En ausencia o deficiencia de OEn ausencia o deficiencia de O22 no es posible oxidación del NADH a NAD no es posible oxidación del NADH a NAD

• NAD limita la glucólisisNAD limita la glucólisis

• Conversión de piruvato a lactato Conversión de piruvato a lactato

asegura reoxidación del NADH.asegura reoxidación del NADH.

GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS

Total de 2 moles de ATPTotal de 2 moles de ATP: :

• Hidrólisis de 1 mol de ATP a ADP = Hidrólisis de 1 mol de ATP a ADP = 30.5 kJ30.5 kJ• Rendimiento de la glucólisis = Rendimiento de la glucólisis = 61 kJ/mol61 kJ/mol• Energía de la glucosa = Energía de la glucosa = 2870 kJ/mol2870 kJ/mol

Moléculas de Lactato contiene el Moléculas de Lactato contiene el 90% de energía90% de energía de la glucosa de la glucosa

GlucolísisGlucolísis produce energía a partir de glucosa sin oxidación produce energía a partir de glucosa sin oxidación

BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCÓLISIS BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCÓLISIS

Lactato Lactato Glucosa Glucosa

Músculo esqueléticoMúsculo esquelético Tejido adiposoTejido adiposo Glóbulos rojosGlóbulos rojos

Anaerobiosis Anaerobiosis dihidroxiacetonafosfatodihidroxiacetonafosfato Síntésis de ATP y Síntésis de ATP y 1,3-bifosfoglicerato1,3-bifosfoglicerato

PAPEL FUNCIONAL PAPEL FUNCIONAL

DE LA GLUCÓLISIS DE LA GLUCÓLISIS