METABOLISMO DE

HIDRATOS DE CARBONO

RUTAS

METABÓLICAS

DEGRADACIÓN SÍNTESIS

Visión general del metabolismo

Catabolismo Anabolismo

I: Hidrólisis de

macromoléculas hasta

sus subunidades

II: Conversión de

subunidades en Acetil

CoA y producción de

pequeña cantidad de

ATP y NADH

III: Oxidación del Acetil

CoA , H2O y CO2.

Producción de gran

cantidad de ATP

ETAPAS DEL

CATABOLISMO

NH3 CO2 H2O

Proteínas Polisacáridos Lípidos

Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos

glicerol

Acetil CoA

I: Hidrólisis de

macromoléculas hasta

sus subunidades

II: Conversión de

subunidades en Acetil

CoA y producción de

pequeña cantidad de

ATP y NADH

III: Oxidación del Acetil

CoA , H2O y CO2.

Producción de gran

cantidad de ATP

ETAPAS DEL

CATABOLISMO

NH3 CO2 H2O

Proteínas Polisacáridos Lípidos

Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos

glicerol

Acetil CoA

I: Hidrólisis de

macromoléculas hasta

sus subunidades

II: Conversión de

subunidades en Acetil

CoA y producción de

pequeña cantidad de

ATP y NADH

III: Oxidación del Acetil

CoA , H2O y CO2.

Producción de gran

cantidad de ATP

ETAPAS DEL

CATABOLISMO

NH3 CO2 H2O

Proteínas Polisacáridos Lípidos

Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos

glicerol

Acetil CoA

I: Hidrólisis de

macromoléculas hasta

sus subunidades

II: Conversión de

subunidades en Acetil

CoA y producción de

pequeña cantidad de

ATP y NADH

III: Oxidación del Acetil

CoA , H2O y CO2.

Producción de gran

cantidad de ATP

ETAPAS DEL

CATABOLISMO

NH3 CO2 H2O

Proteínas Polisacáridos Lípidos

Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos

glicerol

Acetil CoA

Fuente energética

DIETA

Polisacáridos Almidón, glucógeno,

celulosa, hemicelulosa

Disacáridos Maltosa, fructosa,

lactosa, manosa

Monosacáridos Glucosa, fructosa

HIDRATOS DE CARBONO

Proporción importante de la

dieta (almidón - celulosa)

Procesos digestivos

Degradan

Monosacáridos

Metabolizados en

las células

HIDRATOS DE CARBONO

HIDRATOS DE CARBONO

ESTRUCTURALES Celulosa- Quitina

ENERGÉTICAS Disacáridos - Monosacáridos

GLUCOSA

COMBUSTIBLE

BIOLÓGICO

Aporta energía inmediata para la célula

Es responsable de mantener:

Actividad muscular

Temperatura corporal

Correcto funcionamiento del intestino

Presión arterial

Actividad de las neuronas Reserva

PROTEÍNAS

LÍPIDOS

CARBOHIDRATOS

Á. NUCLEICOS

VITAMINAS

MINERALES

AGUA

ALIMENTOS

CO2

O2

HECES

LECHE

CRÍA(s)

CALOR AGUA

(orina, vapor, lágrimas)

MOVIMIENTO (trabajo)

PELOS/FIBRAS

CH4

¿Qué cosas entran y cuáles salen de la caja?

CO2

NAD

NADH+H H2O

½ O2

ADP+P

ATP

TRABAJO

SÍNTESIS

ALIMENTOS

· LECHE · FETO

catabolismo oxidativo

fosforilación oxidativa

AGUA

HECES

A

B

C

AGUA

O2 CO2

CALOR

· TEJIDOS CORPORALES

E F

D

G

H

I

CH4

CH4 BIOMOLÉCULAS 1 (COHN)

BIOMOLÉCULAS 2 (COHN)

BIOMOLÉCULAS 1 (COHN)

CO2

NAD

NADH+H H2O

½ O2

ADP+P

ATP

BIOMOLÉCULAS 2 (COHN)

catabolismo oxidativo

fosforilación oxidativa

TRABAJO

SÍNTESIS

Metabolismo en células y tejidos

INGRESO DE GLUCOSA

Transporte por difusión facilitada con proteína de

membrana las GLUT

GLUT

Selectividad en distribución tisular

AFINIDAD

TRANSPORTE DE GLUCOSA POR TRANSPORTADORES

HC dieta

Monosacáridos:

glucosa, galactosa, fructosa

Muy hidrofílicos

concet. Plasmática

GLUCOSA

Membrana basal epitelio intestinal

Concentración plasmática de glucosa:

Carnívoros (perros y felinos)

Omnívoros (cerdo)

Herbívoros cam. ferm. posterior (caballo)

80-120 mg/dl

(mg/100ml)

Herbívoros cam. ferm. anterior

( rumiantes y camélidos)

55-75 mg/dl

(mg/100ml)

El aumento de concentración plasmática estimula secreción de

insulina por células del páncreas endócrino.

Insulina promueve la expresión del transportador GLUT 4

Músculo, tejido adiposo y células páncreas (secretoras de glucagón)

Insulina no captan glucosa

Cerebro, hígado, túbulos renales, eritrocitos, leucocitos y epitelio

gastrointestinal (insulina independientes)

INGRESO DE GLUCOSA

GLUT 1 Células del feto. Adultos: glóbulo rojo, fibroblastos y

células endoteliales de capilares sanguíneos

GLUT 2 Membrana bosa lateral epitelio intestinal, túbulos renales,

hepatocitos, células del páncreas

GLUT 3

Ppal. Transportador de glucosa en cerebro y nervios

periféricos

GLUT 4

Tejido adiposo, músculo y células alfa del páncreas

GLUT 5 Transportador de fructosa enterocitos (musc. esq., riñón,

adiposo, cerebro) . No estimula secreción de insulina

GLUT 4 GLUT 3 GLUT 1 GLUT 2

+++ Afinidad

KM: 3mM

Regulada x Insulina

++ Afinidad

Asegura G

+ Afinidad KM: 40 mM

Hígado (galactosa y

fructosa)

+ Afinidad

Capta Vit C

Visión general del metabolismo

¿QUÉ ES LA GLUCÓLISIS?

Células Eucariotas como Procariotas

La glucólisis (o glicólisis) es una vía catabólica Lisis de la glucosa

Oxidan diferentes moléculas de glúcidos

y obtiene energía

Vía inicial del catabolismo de HC GLUCOLISIS

Tres funciones principales

Molec. de alta energía

ATP y NADH

Procesos de

respiración aeróbica

y anaeróbica

PIRUVATO

Ciclo de Krebs

Respiración

aeróbica

GENERAR

Intermediarios de

6C y 3C

Participaran

procesos celulares

GLUCOSA PIRUVATO

PIRUVATO

Glucosa 2 Piruvatos

2 Lactatos

4 CO2 +

4 H2O

2 Etanol + 2 CO2

Reacciones sucesivas

Anaerob. Musculo. MO O2

2 Acetil CoA

Animales, plantas y

microrg. aerobios

O2

O2

Fermentación alcohólica

(levaduras)

¿DÓNDE OCURRE LA GLUCÓLISIS?

Citosol

GLUCOLISIS Reacciones enzimáticas

Dos fases

Fase de inversión

energía : 5 pasos

iniciales

Fase de generación

energía : 5 pasos

finales

GLUCOLISIS

Inversión

REACCIONES DE LA GLUCÓLISIS

1- Fosforilación de la glucosa con gasto de ATP

Primera inversión de ATP

+ ATP O

O H

O H

O H

O H

1

2 3

4

5

C H 2 O H 6

- D- Glucosa

O

O

H

O H

O H

O H

2 C H O P

- D- Glucosa- 6- fosfato

Mg+2

Hexoquinasa

+ ADP + H+

Alostérica

G 6P

Glucoquinasa

Km

GLUCOSA 6P

Glucógeno

Glucolítica

Vía de las pentosas

NADPH

Mayoría de los

tejidos

80%

RIBOSA 5P

Síntesis

Glucosa

2- Isomerización de la glucosa-6-fosfato

O

O H

O H

O H

1

2 3

4

5

C H 2 O 6 P

OH

- D- Glucosa-6-fosfato

Fosfoglucoisomerasa

D- Fructosa- 6- fosfato

O

CH2O

OH

HO

CH2 P 1

2

3 4

5

6

OH

OH

3- Segunda inversión de ATP

Mg+2

Fosfofructoquinasa

ATP + + ADP

OH

O OCH2

HO

CH2O P 1

2

3 4

5

6

OH

P

D- Fructosa- 1,6-bifosfato

O OCH2

OH

HO

CH2OH P

1

2

3 4

5

6

OH

D- Fructosa- 6- fosfato

+ H+

IRREVERSIBLE

+

AMP

Fructosa 2,6 Bi P

ADP

ATP

Citrato

4- Fragmentación en dos triosas fosfatos

OH

O OCH2

HO

CH2O P 1

2

3 4

5

6

OH

P

D- Fructosa- 1,6-bifosfato

+

C H 2

O

C H 2 O H

C O

P

Dihidroxiacetona

fosfato

C H 2 O

C O H H

C H

O

P

D-Gliceraldehído

3-fosfato

Fructosa 1,6 bifosfato aldolasa

Dihidroxiacetona

fosfato

Gliceraldehido

3 fosfato

4- Fragmentación en dos triosas fosfatos

5- Isomerización de la dihidroxiacetona fosfato

Triosa fosfato isomerasa

CH2OH

C

CH2O

O

P

Dihidroxiacetona

fosfato

C H

C

CH2O

OH

P

O

H

D-Gliceraldehído -

3-fosfato

ATP

ATP

ENERGÍA CONSUMIDA

GLUCOLISIS

Ganancia

SEGUNDA FASE

6- Generación del primer compuesto de alta energía

FASE DE GENERACIÓN DE ENERGÍA

Gliceraldehído-3-fosfato

C H

C

CH2O

OH

P

O

H + NAD+ + NADH

1,3 Bifosfoglicerato

C O

C

CH2O

OH

P

O

H

P

Gliceraldehído 3 fosfato

deshidrogenasa

+ Pi

7- Primera fosforilación a nivel de sustrato

Mg+2

+ ADP + ATP

C OO-

C

CH2O

OH

P

H

3-Fosfoglicerato

C O

C

CH2O

OH

P

O

H

P

1,3- Bifosfoglicerato

Fosfoglicerato quinasa

8-Preparación para la síntesis del compuesto de alta energía

3-Fosfoglicerato

C OO-

C

CH2 O

OH

P

H Mg+2

C OO-

C

CH2 OH

O P H

2-Fosfoglicerato

Fosfoglicerato mutasa

9- Síntesis del segundo compuesto de alta energía

C OO-

C

CH2 OH

O P H

2-Fosfoglicerato

Mg+2

+ H2O

C OO-

C

CH2

O P

Fosfoenolpiruvato

Enolasa

10-Segunda fosforilación a nivel de sustrato

C OO-

C

CH2

O P

Fosfoenolpiruvato

+ H+

Mg+2

K+

+ ATP

C OO-

C

CH3

O

Piruvato

+ ADP

Piruvato quinasa

REGULACIÓN

ENERGÍA PRODUCIDA

DESTINOS DEL PIRUVATO

Las condiciones del medio en que se encuentre

determinarán la vía metabólica a seguir

AEROBICA

Piruvato

deshidrogenasa

Ciclo de

KREBS

ANAEROBICA

Lactato

deshidrogenasa

Lactato

Etanol + CO2

Piruvato

descarboxilasa

NADH NAD

Piruvato Lactato

Regeneración del

NAD

ATP: 7,3 Kcal / mol 1 Kcal= 4,184 Kj/mol

BALANCE TOTAL: 2 ATP + 2 NADH

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi 2 Lactato + 2 ATP + 2 H2O

Glucosa + 2ADP + 2Pi +2H+ 2 Etanol +2CO2 + 2ATP + 2H2O

Glucosa + 2ADP + 2Pi +2NADH+ 2 Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H++ 2H2O

ANAEROBIA

AEROBIA

ENTRADA DE OTROS AZUCARES

Bioquimica Mathews.

La membrana interna mitocondrial es impermeable a NADH

Sistema de transporte o lanzaderas

Malato- Aspartato - Glicerolfosfato

+ Activo

Hígado, riñón y

corazón

Músculo

esquelético y

cerebro

ATP: 7,3 Kcal / mol 1 Kcal= 4,184 Kj/mol

BALANCE TOTAL: 2 ATP + 2 NADH

BALANCE TOTAL: 14,6 Kcal/mol + 2 NADH

BALANCE TOTAL: 61,08 Kj/mol + 2 NADH

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi 2 Lactato + 2 ATP + 2 H2O

Glucosa + 2ADP + 2Pi +2H+ 2 Etanol +2CO2 + 2ATP + 2H2O

Glucosa + 2ADP + 2Pi +2NADH+ 2 Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H++ 2H2O

ANAEROBIA

AEROBIA