Questions and Answers
¿Cuál de los siguientes compuestos se convierte en acetil-coenzima A durante el metabolismo?
¿Cuál es el metabolito que es común en varias vías metabólicas antes de su oxidación final en el ciclo del ácido cítrico?
Las rutas metabólicas de cuales alimentos convergen hacia vías similares en el organismo?
¿Qué proceso convierte monosacáridos y glicerol en piruvato?
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¿Qué compuesto resulta de la degradación de carbohidratos, lípidos y proteínas que puede usarse en diferentes síntesis?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la regulación de la síntesis de proteínas es correcta?
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¿Qué factor influye en la concentración de una proteína en la célula?
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¿Qué se entiende por 'etapas limitantes' en el contexto de la regulación metabólica?
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¿Cómo se regula la síntesis de glucógeno y su degradación?
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¿Qué se entiende por 'ciclos fútiles' en el contexto de la bioquímica?
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¿Qué vía metabólica no está directamente relacionada con la glucosa-6-fosfato?
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Los aminoácidos cetogénicos son aquellos que pueden convertirse en:
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¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor un mecanismo de regulación metabólica?
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¿Cuál de estos metabolitos es un precursor esencial en la síntesis de ácidos grasos?
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La regulación de la actividad enzimática puede ser afectada por:
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¿Cuál es la función principal de la glucógeno fosforilasa en el proceso de degradación del glucógeno?
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¿Qué ocurre con la fosforilasa b cuando se activa por adición de fosfato?
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¿Cómo se activa la fosforilasa b quinasa en su forma a?
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¿Cuál es la principal diferencia en la regulación de la glucógeno fosforilasa entre músculos e hígado?
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¿Cuál es el efecto de los niveles elevados de Ca²⁺ en la fosforilasa b quinasa?
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¿Cuál es la función principal del acetil-CoA en la regulación del ciclo del ácido cítrico?
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¿Qué efecto tiene el ATP en la actividad de la piruvato quinasa?
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¿Cómo afecta la relación ATP/ADP a la piruvato carboxilasa?
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¿Cuál es el efecto de la fructosa-2,6-bisfosfato en las vías metabólicas?
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¿Cuál es la principal diferencia entre el efecto Pasteur y el efecto Warburg?
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¿Cómo afecta el glucagón a la producción de fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PEP carboxiquinasa)?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el efecto Pasteur es correcta?
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¿Cuál es el efecto de la glucosa en la fosforilasa a en los hepatocitos?
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¿Qué acción realiza la proteína fosfatasa 1 (PP1) en el proceso de glucogenogénesis?
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¿Cuál es el efecto del AMP cíclico en la regulación de la glucógeno sintasa?
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¿Cómo se activa la glucoquinasa en los hepatocitos después de una comida rica en carbohidratos?
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¿Qué papel juega la glucosa-6-fosfato en la regulación de la glucógeno sintasa?
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¿Cuál es la función principal de la fructosa-2,6-bisfosfato en el metabolismo de la glucosa?
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¿Cómo afecta el glucagón en el metabolismo de la glucosa?
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¿Qué efecto tiene la insulina en el metabolismo de la glucosa?
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¿Cuál es el papel de la piruvato carboxilasa en el organismo?
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¿Qué regulación ocurre en la actividad de la fosfofructoquinasa 1 (PFK-1)?
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¿Qué papel tiene la xilulosa-5-fosfato en el metabolismo?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre la regulación de la glucólisis en músculo y cerebro?
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¿Qué sucede si las reacciones de la fosfofructoquinasa 1 y la fructosa-1,6-bisfosfato fosfatasa no son controladas?
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Study Notes
Integración Metabólica
- Los metabolismos de carbohidratos, lípidos y aminoácidos están interconectados, no funcionan de forma aislada.
- Los productos finales de estas vías pueden generar compuestos distintos, evidenciando la convergencia metabólica.
- Por ejemplo, los monosacáridos y el glicerol se convierten en piruvato que, a su vez, se transforma en acetil-CoA.
- El acetil-CoA es un metabolito central, utilizado en el ciclo del ácido cítrico y en la síntesis de ácidos grasos, colesterol y cuerpos cetónicos.
- Los equivalentes de reducción de distintos sustratos alimentan la cadena respiratoria, finalizando como agua y atrapando energía en ATP.
Interconversión de Compuestos
- Los carbohidratos pueden convertirse en triacilgliceroles; la glucosa se transforma en acetil-CoA.
- El glicerol se origina de la dihidroxiacetonafosfato, un intermediario de la glucólisis.
- Aminoácidos pueden ser clasificados en glucogénicos y cetogénicos; ambos pueden ser convertidos en glucosa o cuerpos cetónicos.
- La glucosa-6-fosfato, piruvato y acetil-CoA son metabolitos clave que conectan varias vías metabólicas.
Regulación Metabólica
- La actividad de las enzimas metabólicas se regula para mantener niveles constantes de metabolitos intermedios.
- La concentración del sustrato y la unión de metabolitos regulatorios modifican la actividad enzimática.
- Existen dos mecanismos de regulación: modificación de actividad de enzimas preexistentes y control del número de moléculas de enzima.
Modificación de la Actividad Enzimática
- La velocidad de reacción está relacionada con la concentración del sustrato.
- Metabolitos alostéricos pueden aumentar o disminuir la afinidad de la enzima por el sustrato.
- La modificación covalente, como la fosforilación, puede alterar la actividad enzimática rápidamente.
Síntesis y Degradación de Proteínas
- La concentración de enzimas depende del balance entre su síntesis y degradación.
- La síntesis se regula principalmente a nivel de transcripción de ADN a ARN mensajero.
Ejemplos de Regulación Metabólica
- En la degradación y síntesis de glucógeno, caminos distintos evitan ciclos inútiles (ciclos fútiles).
- En condiciones altas de glucosa y ATP, se activa la síntesis de glucógeno, mientras que la degradación se estimula cuando la glucemia disminuye.
- La glucógeno fosforilasa es la enzima clave en la degradación del glucógeno, con formas activa (a) e inactiva (b).
Activación de la Glucógeno Fosforilasa
- La activación de la glucógeno fosforilasa es un proceso en cascada iniciado por hormonas como adrenalina y glucagón.
- El AMP cíclico, producido como consecuencia, actúa como segundo mensajero que amplifica la respuesta metabólica.
- La glucógeno fosforilasa hepática se inhibe por altos niveles de glucosa, actuando como sensor de glucosa.
Importancia de la Regulación
- La regulación asegura que el metabolismo se ajuste a las necesidades energéticas del organismo, evitando el despilfarro energético.
- Diferencias en la regulación entre músculo y hígado reflejan sus roles en el metabolismo energético.### Regulación de la Glucógeno Sintasa
- Existen dos formas de glucógeno sintasa: activa (a, desfosforilada) e inactiva (b, fosforilada).
- La proteína fosfatasa 1 (PP1) convierte la forma b en a y desactiva la glucógeno fosforilasa.
- La PP1 es activa cuando está desfosforilada.
Hormonas y Activación de Enzimas
- Hormonas como adrenalina y glucagón activan adenilato ciclasa, formando AMP cíclico a partir de ATP.
- El AMP cíclico activa la proteína quinasa A, que fosforila y desactiva la glucógeno sintasa.
- La proteína quinasa A también activa un inhibidor endógeno de la PP1 (I-1).
Efectores Alostéricos y Regulación Metabólica
- La glucosa-6-fosfato actúa como efector alostérico positivo de la glucógeno sintasa.
- El glucógeno ejerce acción inhibitoria directa sobre la forma activa de la enzima.
Función de la Glucoquinasa
- La glucoquinasa cataliza la conversión de glucosa en glucosa-6-fosfato, activo en condiciones de alta glucosa.
- Se presenta baja actividad en condiciones de suministro de glucosa limitado debido a su alta Km.
Regulación de la Glucólisis y Gluconeogénesis
- Tres etapas de la vía de Embden-Meyerhof son irreversibles y están controladas por diferentes enzimas en glucólisis y gluconeogénesis.
- La fosfofructoquinasa 1 es el principal regulador de la glucólisis y es activada por AMP y Pi, mientras que el ATP actúa como inhibidor.
Control de Fructosa-2,6-bisfosfato
- La fructosa-2,6-bisfosfato se forma a partir de fructosa-6-fosfato por acción de la fosfofructoquinasa 2.
- Actúa como un fuerte activador de la fosfofructoquinasa 1 e inhibidor de la fructosa-1,6-bisfosfato fosfatasa.
- La glucagón reduce los niveles de fructosa-2,6-bisfosfato, promoviendo gluconeogénesis y suprimiendo glucólisis.
Efecto Pasteur y Efecto Warburg
- Efecto Pasteur: presencia de oxígeno inhibe la utilización de glucosa en procesos anaerobios, promoviendo eficiencia energética.
- Efecto Warburg: células cancerosas utilizan más glucosa y producen menos ATP por oxidación, favoreciendo la glucólisis en lugar de la oxidación completa.
Descarboxilación Oxidativa de Piruvato
- La conversión de piruvato a acetil-CoA es irreversible; regulada por piruvato deshidrogenasa.
- La PDH es inhibida por acetil-CoA, NADH y ATP, y activada por piruvato y CoA-SH.
- Influenciada por el estado energético de la célula; elevada relación ATP/ADP inhibe la actividad del complejo.
Regulación de Piruvato Quinasa y Fosfoenolpiruvato
- La piruvato quinasa es inhibida por ATP y regula el flujo de metabolitos en glucólisis.
- La piruvato carboxilasa y la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa desempeñan roles clave en gluconeogénesis y son reguladas por diferentes metabolitos.
Efectos de Ácidos Grasos en Metabolismo
- Los ácidos grasos libres inhiben las quinasas clave de glucólisis, así como la actividad de la cadena de pentosa fosfato.
- La regulación de síntesis enzimática se realiza de manera concertada en respuesta a las condiciones metabólicas de la célula.### Regulación del ciclo del ácido cítrico
- Productos de oxidación de ácidos grasos como acetil-CoA, NADH y ATP inhiben a la piruvato deshidrogenasa (PDH).
- Estimula el ahorro de glucosa y aminoácidos, reservando glucosa para tejidos nerviosos dependientes de ella.
- El estado energético de la célula se refleja en la relación adenilatos (ATP, ADP, AMP) y la relación NADH/NAD+.
- La isocitrato deshidrogenasa, α-cetoglutarato deshidrogenasa y citrato sintasa son los principales puntos de control del ciclo.
- Isocitrato deshidrogenasa dependentemente de NAD se activa por ADP e inhibe por NADH.
- Citrato actúa como inhibidor de la citrato sintasa al aumentar su relación NADH/NAD+.
Metabolismo de ácidos grasos y lipólisis
- El tejido adiposo almacena grasas, que son movilizadas durante la lipólisis para proporcionar energía.
- La lipasa es activada por hormonas como catecolaminas, glucagón y ACTH, al aumentar AMP cíclico.
- La insulina suprime la lipólisis e incrementa la lipogénesis, favoreciendo la síntesis de TAG al aumentar transportadores GLUT4 para glucosa.
- En ayuno prolongado, se estimula la oxidación de ácidos grasos en el hígado hacia cuerpos cetónicos.
- Ácidos grasos son liberados de TAG por lipoproteína lipasa, que tiene diferentes afinidades en músculo y tejido adiposo.
β-oxidación y síntesis de ácidos grasos
- La carnitina-acil-transferasa I es la principal enzima regulatoria de β-oxidación, inhibida por malonil-CoA.
- Condiciones de alta glucosa activan síntesis de ácidos grasos y paralelamente inhiben su oxidación.
- Acetil-CoA carboxilasa es un sitio clave de regulación en la síntesis de ácidos grasos, afectada por fosforilación y desfosforilación.
- En estado alimentado, se activa la síntesis de ácidos grasos e inhibe su oxidación, favoreciendo el almacenamiento como TAG.
Regulación de la biosíntesis de colesterol
- La HMG-CoA reductasa es la enzima clave en la síntesis de colesterol, regulada por modificación covalente y control de transcripción.
- Insulina favorece la desfosforilación de HMG-CoA reductasa, aumentando su actividad.
- Elevados niveles de colesterol reducen la actividad de la enzima y su transcripción.
- SREBP controla la producción de la HMG-CoA reductasa en función de los niveles de colesterol intracelular.
Regulación del metabolismo de compuestos nitrogenados
- El ciclo de la urea depende de la ingesta de proteínas, con mayor actividad en dietas ricas en proteínas o en estados de inanición.
- La carbamilfosfato sintetasa I es activada alostéricamente por N-acetilglutamato.
- Ejemplos de inhibición de enzimas por productos finales son comunes en el metabolismo de aminoácidos.
Interacciones metabólicas
- El ciclo glucosa-ácidos grasos muestra cómo la oxidación de ácidos grasos inhibe la utilización de glucosa en el músculo.
- En el ciclo glucosa-alanina, la alanina transporta grupo amina y piruvato del músculo al hígado, donde se convierte en glucosa.
- La regulación de oxidaciones celulares implica la dependencia de ADP para la oxidación y la generación de ATP en la cadena respiratoria.
Papel regulador de los adenilatos
- La cantidad de energía en la célula se relaciona con los enlaces fosfato de alta energía en los adenilatos.
- El total de adenilatos (AMP, ADP, ATP) se mantiene constante, con proporciones variables según la demanda energética.
- El ADP estimula la respiración celular, facilitando la regeneración de ATP tras un trabajo celular.
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Description
Este cuestionario explora cómo los diferentes metabolismos de carbohidratos, lípidos, aminoácidos y otros compuestos están interconectados en el organismo. Es esencial comprender estas interrelaciones para una mejor comprensión del metabolismo en su conjunto. Descubre las dinámicas que unen estos procesos metabólicos.
