Biología: Digestión y Metabolismo de Carbohidratos

Metabolismo de carbohidratos

• El metabolismo de los carbohidratos se centra en los azúcares de la dieta.
• Los azúcares digeribles, como el almidón (50% de las calorías consumidas), disacáridos (sacarosa y lactosa) y glucógeno, producen energía.
• Los azúcares no digeribles, como celulosa, inulina y agar, no tienen valor nutricional.
  • La fibra alimentaria estimula el peristaltismo intestinal y otorga saciedad.
• La digestión de carbohidratos complejos inicia en la boca con la amilasa salival, que rompe enlaces α(1-4).
• La amilasa pancreática continúa la digestión en el intestino delgado, rompiendo enlaces α(1-4).
• La isomaltasa hidroliza enlaces α(1-6) presentes en las dextrinas límite.
• La maltosa es hidrolizada por la maltasa.
• La glucosa absorbida se transporta a través de los transportadores SGLTs (activos secundarios) y GLUT-2 y GLUT-5 (difusión facilitada).
• La glucólisis es la ruta degradativa más rápida de la glucosa.
• La glucólisis ocurre en el citoplasma de todas las células, es una secuencia de 10 reacciones, 3 de ellas irreversibles, que se divide en dos fases:
• Fase preparativa (reacciones 1-5)
• Fase de rendimiento energético (reacciones 6-10)
• Los tejidos que utilizan la glucólisis son el músculo con poco oxígeno, los glóbulos rojos (que carecen de mitocondrias) y el cerebro (principal combustible).
• El balance global de la glucólisis es de 2 piruvatos, 2 ATP, 2 NADH, y 2 H₂O por cada glucosa, según la procedencia de la glucosa (almidón o glucógeno).
• La glucólisis se regula por compuestos ricos en energía (ATP, citrato), compuestos bajos en energía (ADP, AMP) y la hormona insulina.
• El destino del piruvato depende de las condiciones:
• Condiciones aerobias: El piruvato entra al ciclo del ácido cítrico (o ciclo de Krebs).
• Condiciones anaerobias: El piruvato se convierte en lactato (fermentación láctica) o etanol (fermentación alcohólica). - La fermentación láctica es irreversible, el lactato entra al hígado para su conversión en glucosa (Ciclo de Cori). - La fermentación alcohólica es también irreversible, produciendo etanol y CO₂
• La glucogenogénesis es la producción de glucosa a partir de precursores no glucídicos, para mantener los niveles de glucosa en el organismo después de un ayuno prolongado (más de 12 horas).
• La gluconeogénesis tiene lugar en el citoplasma de las células hepáticas y en la mitocondria, produciendo glucosa a partir de lactato, glicerol y aminoácidos.
• El ciclo de Cori describe el intercambio de lactato entre los músculos y el hígado.
• La estructura del glucógeno está compuesta de cadenas ramificadas de glucosa.
• La glucogenólisis, desdoblamiento del glucógeno en glucosa, se lleva a cabo en el hígado y en el músculo.

Descarboxilación oxidativa

• Es la reacción previa al ciclo de Krebs que convierte piruvato en acetil-CoA, liberando CO2.
• Requiere NAD+, TPP, lipoato, FAD.
• Se regula por los niveles de NADH, acetil-CoA y fosfato
• Se da en la mitocondria.

Regulación del metabolismo del glucógeno.

• La síntesis y degradación del glucógeno se regulan de forma antagónica.
• La regulación hormonal implica la acción, por ejemplo, del glucagón y adrenalina, que estimulan activamente la degradación y la insulina, que estimula la síntesis de glucógeno.
• La regulación alostérica implica moléculas pequeñas que modifican la actividad de las enzimas.
• La glucosa-6-fosfatasa, glucógeno fosforilasa y glucógeno sintasa son enzimas claves en estas regulaciones.