Metabolismo Intermediario y Metabolismo de Carbohidratos PDF

Biofísica y Bioquímica Aplicadas a la Enfermería Bioq. Carina Rufanacht Metabolismo intermediario — METABOLISMO: Conjunto de todas las reacciones enzimáticas que se llevan a cabo en las células. — Funciones — Obtención de energía — Conversión de nutrientes en precursores celulares...

Biofísica y Bioquímica Aplicadas a la Enfermería Bioq. Carina Rufanacht Metabolismo intermediario — METABOLISMO: Conjunto de todas las reacciones enzimáticas que se llevan a cabo en las células. — Funciones — Obtención de energía — Conversión de nutrientes en precursores celulares — Producción de macromoléculas — Formación y degradación de biomoléculas para funciones de la célula Metabolismo intermediario — Reacciones de degradación — Reacciones de síntesis — Producción de energía a — Utilización de energía partir de HC, proteínas, — Síntesis de macromoléculas lípidos a partir de moléculas — Conversión de simples macromoléculas en — Consumo de ATP moléculas mas pequeñas — Aumentado durante — Producción de ATP períodos de exceso de — Consumo de oxígeno energía, crecimiento o — Aumentado por estrés y regeneración de tejidos déficit calórico CATABOLISMO ANABOLISMO Metabolismo intermediario ž VÍAS CATABÓLICAS ¡ Macromoléculas se convierten en moléculas simples ¡ Reacciones oxidativas, exotérmicas ¡ Liberación de energía: ATP ž VIAS ANABÓLICAS ¡ Síntesis de compuestos complejos a partir de moléculas pequeñas ¡ Reacciones endotérmicas ž VIAS ANFIBÓLICAS ¡ Funcionan como anabólicas o catabólicas según las necesidades Metabolismo intermediario ATP: ADENOSINA TRIFOSFATO ž Compuesto intermediario de alta energía ž Formado por: adenina + ribosa + 3 fosfatos ž ATP: donador de fosfato de alta energía ž ADP: puede recibir un fosfato para dar ATP  Ciclo de ácidos tricarboxílicos (o de Krebs, o del ácido cítrico) ž Serie de reacciones en las mitocondrias (en presencia de O2) ž Vía final común para la oxidación aeróbica de HC, proteínas y lípidos ž Enzimas: en la matriz mitocondrial ž Acetil CoA inicia el ciclo combinándose con oxalacetato CRESTAS MITOCONDRIALES CRESTAS MITOCONDRIALES Fosforilación oxidativa ž El transporte de electrones se acopla con el bombeo unidireccional de protones (de la matriz de la mitocondria al espacio intermembrana) ž Produce acumulación de H+ en espacio intermembrana ž Se provee la energía necesaria para la producción de ATP Fosforilación oxidativa III IV Fosforilación oxidativa Producción de ATP utilizando la energía liberada durante el transporte de electrones en la cadena respiratoria ž ATP sintasa ¡ Membrana mitocondrial interna Matriz Espacio intermembrana  METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS Destino de los H de C de la dieta — Oxidación: obtención de energía (Glucólisis) — Almacenamiento de energía: glucógeno (Glucogenogénesis) — Síntesis de otros compuestos Digestión y absorción de los HC — Almidón: principal HC de la dieta (hasta un 50% de las calorías ingeridas), es atacado por la amilasa (salival y pancreática), que actúa sobe las uniones α 1- 4, y por la isomaltasa que actúa sobre las uniones α 1- 6, liberando moléculas de maltosa. La maltasa es la enzima que la degrada a dos moléculas de glucosa. — Glucógeno: también requiere amilasa e isomaltasa para ser digerido. — Disacáridos: enzimas: sacarasa (libera glucosa y fructosa), lactasa (libera glucosa y galactosa) Vías principales de glucosa Glucógeno glucogenólisis glucogenogénesis Glucosa glucólisis gluconeogénesis Piruvato Ciclo de Krebs Lactato AcetilCoA CO2 + H2O Vías metabólicas de los HC — Glucogenogénesis: glucosa glucógeno — Glucogenólisis: glucógeno glucosa — Glucólisis: glucosa piruvato/lactato — Decarboxilación oxidativa: piruvato Acetil CoA — Ciclo de Krebs: Acetil CoA CO2 + H2O — Vía pentosas fosfato: oxidación alternativa de glucosa — Glugoneogénesis: Fuentes no glucídicas glucosa  Glucólisis — Primera etapa del metabolismo de glucosa — En citoplasma celular — Una molécula de glucosa (6C) da dos de piruvato (3C) — 10 reacciones enzimáticas — Producción de energía como ATP — En anaerobiosis (sin O2): reducción de piruvato a lactato (músculo) (menor producción de energía)  Glucólisis REACCIÓN 1 Fosforilación de glucosa (agrega P a la glucosa) Enzima: hexoquinasa (en todos los tejidos) Isoenzima hepática: glucoquinasa (inducida por insulina) Reacción irreversible Finalidad: atrapar glucosa dentro de la célula RECCIÓN 11 Formación de lactato por reducción de piruvato En anaerobiosis (produce sólo 2 ATP) Enzima: lactato deshidrogenasa Reacción reversible Lactato Todos los tejidos generan lactato en ausencia de oxígeno Principalmente en eritrocitos y músculo durante el ejercicio intenso Si el ejercicio continúa el lactato se acumula: cansancio muscular y dolor Se acumula en la célula y disminuye el pH Destinos del Piruvato — Reducción reversible a lactato — Anaerobiosis (producción de 2 ATP) — Decarboxilación oxidativa a Acetil CoA — Aerobiosis Ciclo Krebs — Carboxilación a oxalacetato Ciclo Krebs — Transaminación reversible a alanina (aminoácido)  Producción energética del metabolismo de una molécula de glucosa — Glucólisis — 2 ATP Pasan a la mitocondria por — 2 NADH sistemas lanzaderas — Total de glucólisis: 6 u 8 ATP 4 ó 6 ATP en fosforilación oxidativa — Decarboxilación de piruvato — Cada molécula de glucosa produce dos de piruvato — 2 NADH: genera 6 ATP en fosforilación oxidativa — Ciclo de Krebs — Cada molécula de glucosa genera 2 residuos acetato (2 acetil CoA) — 12 ATP (por ciclo) x 2= 24 ATP — Ganancia total por oxidación de una molécula de glucosa 36 o 38 ATP GLUCONEOGÉNESIS — Síntesis de glucosa a partir de fuentes no glucídicas (Ej: algunos aminoácidos, glicerol, etc) — Mantenimiento de los niveles de glucosa luego de absorber y oxidar toda la glucosa de la dieta — Principalmente en hígado y riñón — No es la vía inversa de glucólisis: ya que hay pasos irreversibles, por lo tanto se usan otras enzimas — Se consumen 6 ATP (por ser anabólica)  Glucógeno — Polímero ramificado de glucosa — Principal forma de almacenaje de HC Glucógeno muscular Glucógeno hepático Energía muscular de Libera glucosa a la sangre utilización rápida Para mantener los niveles de No provee glucosa a la glucemia sangre Alto contenido después de Disminuye luego de ejercicio comer intenso Glucogenogénesis — Síntesis de glucógeno a partir de glucosa — Principalmente en hígado y músculo — Proceso que requiere energía — Activada cuando hay excesos de glucosa  Glucogenólisis — Es la degradación enzimática del glucógeno — Se produce ruptura de uniones α 1-4 — Se liberan unidades de glucosa  Vía de las pentosas fosfato — Vía alternativa de oxidación de glucosa — Funciones: — Generar NADPH para biosíntesis de Ac.Grasos y esteroides (derivados del colesterol) — Producir ribosa (pentosa fosfato) para síntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos — Se desarrolla en citoplasma — No se genera ATP  REGULACIÓN HORMONAL DEL METABOLISMO DE LA GLUCOSA — INSULINA: hipoglucemiante (su fin es bajar los niveles de glucosa sanguínea (glucemia). Favorece la entrada de la glucosa a las células, y la formación de glucógeno Estimula: - Glucólisis (degradación de glucosa) - Glucogenogénesis (síntesis de glucógeno) Inhibe: - Glucogenólisis (degradación de glucógeno) - Gluconeogénesis (formación de nuevas unidades de glucosa) REGULACIÓN HORMONAL DEL METABOLISMO DE LA GLUCOSA — GLUCAGON Y ADRENALINA: hiperglucemiantes Estimulan: - Glucogenólisis - Gluconeogénesis Inhiben: - Glucólisis - Glucogenogénesis *En el metabolsimo del glucógeno: INSULINA Y GLUCAGON actúan principalmente en hígado, y ADRENALINA en músculo