Blanco: integración Metabólica
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Questions and Answers

¿Cuál de los siguientes compuestos se convierte en acetil-coenzima A durante el metabolismo?

  • Aminoácidos (correct)
  • Porfirinas
  • Ácidos nucleicos
  • Ácidos grasos (correct)
  • ¿Cuál es el metabolito que es común en varias vías metabólicas antes de su oxidación final en el ciclo del ácido cítrico?

  • Glucosa
  • Glicerol
  • Piruvato
  • Acetil-CoA (correct)
  • Las rutas metabólicas de cuales alimentos convergen hacia vías similares en el organismo?

  • Solo lípidos
  • Aminoácidos y lípidos
  • Carbohidratos, lípidos y proteínas (correct)
  • Solo carbohidratos
  • ¿Qué proceso convierte monosacáridos y glicerol en piruvato?

    <p>Glucólisis</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué compuesto resulta de la degradación de carbohidratos, lípidos y proteínas que puede usarse en diferentes síntesis?

    <p>Acetato activo</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la regulación de la síntesis de proteínas es correcta?

    <p>La regulación se puede ejercer tanto a nivel de la transcripción como de la traducción.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué factor influye en la concentración de una proteína en la célula?

    <p>La estabilidad y tiempo de vida de las moléculas proteicas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se entiende por 'etapas limitantes' en el contexto de la regulación metabólica?

    <p>Etapas que son relevantes para el control del flujo de metabolitos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se regula la síntesis de glucógeno y su degradación?

    <p>La síntesis es estimulada por altos niveles de glucosa y ATP, mientras que la degradación sucede cuando hay escasez de glucosa.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se entiende por 'ciclos fútiles' en el contexto de la bioquímica?

    <p>Ciclos que pueden resultar en un desperdicio de energía si no están regulados.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué vía metabólica no está directamente relacionada con la glucosa-6-fosfato?

    <p>Descarboxilación a acetil-CoA</p> Signup and view all the answers

    Los aminoácidos cetogénicos son aquellos que pueden convertirse en:

    <p>Cuerpos cetónicos</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor un mecanismo de regulación metabólica?

    <p>Modificación covalente de enzimas</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de estos metabolitos es un precursor esencial en la síntesis de ácidos grasos?

    <p>Acetil-CoA</p> Signup and view all the answers

    La regulación de la actividad enzimática puede ser afectada por:

    <p>Unión de moduladores alostéricos</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de la glucógeno fosforilasa en el proceso de degradación del glucógeno?

    <p>Catalizar la conversión de glucógeno a glucosa-1-fosfato</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con la fosforilasa b cuando se activa por adición de fosfato?

    <p>Se transforma en fosforilasa a</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se activa la fosforilasa b quinasa en su forma a?

    <p>Por la acción de AMP cíclico</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la principal diferencia en la regulación de la glucógeno fosforilasa entre músculos e hígado?

    <p>La actividad de la fosforilasa a es invariable en el hígado</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el efecto de los niveles elevados de Ca²⁺ en la fosforilasa b quinasa?

    <p>Promueve su activación y, por ende, la degradación de glucógeno</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal del acetil-CoA en la regulación del ciclo del ácido cítrico?

    <p>Promover la acumulación de oxaloacetato.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tiene el ATP en la actividad de la piruvato quinasa?

    <p>Inhibe su actividad.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo afecta la relación ATP/ADP a la piruvato carboxilasa?

    <p>Una alta relación ATP/ADP estimula su actividad.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el efecto de la fructosa-2,6-bisfosfato en las vías metabólicas?

    <p>Inhibe la gluconeogénesis y activa la glucólisis.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la principal diferencia entre el efecto Pasteur y el efecto Warburg?

    <p>El efecto Warburg implica un consumo alto de glucosa en presencia de oxígeno.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo afecta el glucagón a la producción de fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PEP carboxiquinasa)?

    <p>Aumenta su producción.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el efecto Pasteur es correcta?

    <p>La presencia de oxígeno inhibe la utilización de glucosa.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el efecto de la glucosa en la fosforilasa a en los hepatocitos?

    <p>Inhibe la actividad de la fosforilasa a.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué acción realiza la proteína fosfatasa 1 (PP1) en el proceso de glucogenogénesis?

    <p>Desfosforila la glucógeno sintasa, activándola.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el efecto del AMP cíclico en la regulación de la glucógeno sintasa?

    <p>Fosforila y desactiva la glucógeno sintasa.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se activa la glucoquinasa en los hepatocitos después de una comida rica en carbohidratos?

    <p>Separándose de una proteína regulatoria en el núcleo y siendo transferida al citoplasma.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué papel juega la glucosa-6-fosfato en la regulación de la glucógeno sintasa?

    <p>Actúa como efector alostérico positivo, promoviendo la inactivación de la glucógeno sintasa.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de la fructosa-2,6-bisfosfato en el metabolismo de la glucosa?

    <p>Establecer control direccional entre glucólisis y gluconeogénesis</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo afecta el glucagón en el metabolismo de la glucosa?

    <p>Disminuye la fructosa-2,6-bisfosfato y activa la gluconeogénesis</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tiene la insulina en el metabolismo de la glucosa?

    <p>Fomenta la utilización de glucosa y reduce su producción</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el papel de la piruvato carboxilasa en el organismo?

    <p>Participar en la gluconeogénesis junto con la piruvato carboxiquinasa</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué regulación ocurre en la actividad de la fosfofructoquinasa 1 (PFK-1)?

    <p>Es activada por AMP y disminuida por ATP</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué papel tiene la xilulosa-5-fosfato en el metabolismo?

    <p>Activa la fosfoproteína fosfatasa 2</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre la regulación de la glucólisis en músculo y cerebro?

    <p>Se basa en efectores alostéricos que modifican el Km de PFK-1</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede si las reacciones de la fosfofructoquinasa 1 y la fructosa-1,6-bisfosfato fosfatasa no son controladas?

    <p>Se producirá un ciclo de substrato que no generará energía</p> Signup and view all the answers

    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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    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.

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