INFORMACION SOBRE BIOQUIMICA

2. Digestión
Polisacáridos
BOCA Disacáridos
Amilasa Monosacáridos
salival
Polisacáridos
Disacáridos
ESTÓMAGO
Monosacáridos
Oligosacáridos
Monosacáridos INT. DELGADO
Amilasa Disacáridos Lactasa
pancreática Dextrinas límite Maltasa
Maltodrextinas Sacarasa
Isomaltasa
INT. GRUESO Flora int. Fibra

3.  La glucosa no se puede difundir directamente al
interior de las células.
 Transporte de difusión facilitada, independiente de
Na (transportadores de glucosa celulares)
 Un sistema cotransportador de Na-monosacáridos
(contra un gradiente de concentración).

4. Mecanismo de absorción
Luz intestinal Membrana citoplasma
entrocito
ATP
Na
Glucosa. TRANSPORTE ACTIVO
Fructosa. DIFUSIÓN FACILITADA

5. Transporte de glucosa a las células
GLUT

6. Difusión Facilitada
Los transportadores de
Glucosa
• La glucosa es introducida a la célula mediante las
proteínas GLUT (GLUcose Transport) que son una familia
de 14 diferentes transportadores pero solo 6 (GLUT1-6)
se conoce que están relacionadas con el transporte de
glucosa.
• Todas las proteínas GLUT tienen una estructura similar de
500 amino ácidos de longitud (55,000 Daltones)

7. Características:
• Proteínas integrales: atraviesan la membrana
• 12 alfa hélices atravéz de la membrana
• 55,000 mol. wt.

8. Como funcionan
• La glucosa se une a el
transportador fuera de la
célula.
• Al unirse, la glucosa
genera cambios en la
proteína
• La glucosa es liberada
dentro de la célula
• La proteina regresa a su
forma original

11. GLUT Location Km Comments
GLUT 1 All tissues 1mM Basal uptake
GLUT 3 All tissues 1mM Basal uptake
GLUT 2 Liver & pancreatic beta 15-20 Insulin regulation
cells mM in pancreases
Excess glucose
removal in liver
GLUT 4 Muscle & Fat cells 5 mM Increases with
endurance
Training
GLUT 5 Small intestine - A fructose
transporter

13. REGULACION HORMONAL DE LA GLUCOSA

14. PANCREAS
Uno de los órganos más complejos e
importantes involucrado en la asimilación de
nutrientes.
Vesícula Biliar
Páncreas
Coledoco
Duodeno Conducto Pancreático
Yeyuno
Esfinter de Oddi

15. PANCREAS: Órgano digestivo con función dual
Exocrina Endocrina
Acino Pancreático (>80%) Islotes de Langerhans
Ducto intercalado
Insulina
Glucagón
Lóbulos
1-1,2 lts/día
Agua, Na/K
HCO3-
Enzimas (5-10%)

16. COMPOSICION Y FUNCION DE LA SECRECION PANCREATICA
1.- Enzimas:
•Conjunto de enzimas (hidrolasas)
capaces de digerir la mayor parte
de los componentes de la dieta.
•Secretadas por células acinares.
•2.- Bicarbonato o componente acuoso:
• Neutralizar el ácido gástrico.
•Secretado por células ductales.

17. Regulación de la glucosa en Sangre
¿Como se regula?
Insulina
Actua para disminuir la glucosa en sangre, Se libera
cuando hay concentraciones altas de glucosa en sangre
Glucágon
Actua para aumentar la glucosa en sangre, Se libera
cuando hay concentraciones bajas de glucosa en sangre

18. Insulina
En el hígado, promueve la sintesis de
glucogeno.
En Musculo, promueve la sintesis de
glucogeno.
En adipocitos, promueve la sintesis de
grasa.
Despues de ingerir un alimento la
glucosa en sangre se eleva y se libera la
insulina para que las células puedan
captarla

19.  Insulina.
 La secreción de insulina por las células del
páncreas es estimulada por la glucosa y el
sistema nervioso parasimpático.
 Estimula la síntesis de glucógeno tanto en el
músculo como en el hígado, al tiempo que
suprime la gluconeogénesis del hígado.
 También promueve la entrada de glucosa en las
células musculares y adiposas.

20. Ser Leu
Cadena A 21 aa Cys Tyr
Val S Gln
Gly Ile Glu Gln S
Ile
N terminal Cys Leu
Ser
N terminal Cys Thr Glu
Glucosa INS
Phe Asn
S
Val S Tyr
Asn Gln His Leu
Cys Cys
Gly Asn
S
C terminal
Ser Glu Arg Gly
S
Gly Phe
His
Cys Phe
Leu Val
Tyr
Val Leu
Tyr Thr
Glu Leu
Ala Pro
Cadena B 30 aa Thr Lys
C terminal
RINS
PIP3 PIP2 PIP RAS
p110 GDP GTP
p85
PI-3K SRI 1/2 Raf
PDK1
MEK
PKC
Akt/PKB
MAPK
GSK3
Glut4 GS GS
Expresión de genes
Síntesis de glucógeno
PP1

21. Glucagón
En el hígado:
Estimula la conversión de glucógeno a
glucosa.
Estimula la síntesis de glucosa a partir de
moleculas que no son carbohidratos
(gluconeogenesis)

22.  Glucagón.
 Es segregada por las células a del páncreas como
respuesta a un bajo nivel de azúcar sanguíneo
durante un ayuno.
 El principal órgano diana del glucagón es el hígado.
 Estimula la degradación del glucógeno e inhibe su
síntesis.
 Mediante la activación de la cascada, mediada por
AMPc .
 Además el glucagón favorece la gluconeogénesis y
bloquea la glucólisis porque hace descender el
nivel de fructosa-2,6-bifosfato.

23.  El músculo almacena unas tres veces mas
glucógeno que el hígado debido a su mayor
masa. La entrada de glucosa en el tejido
adiposo suministra el glicerol-3-fosfato para la
síntesis de triacilgliceroles.
 El nivel de glucosa desciende varias horas
después de haber comido, produciendo una
disminución de la secreción de insulina y un
aumento de la de glucagón. La menor
utilización de glucosa por parte del músculo y
del tejido adiposo contribuye al mantenimiento
del nivel de glucosa sanguínea.

24.  Glucólisis
 Glucogénesis
 Glucogenolisis
 Gluconeogénesis
 Ruta de las pentosas fosfato
 Ciclo de Krebs.

25.  En los animales, el exceso de glucosa se
convierte por glucogénesis en su forma de
almacenamiento, el glucógeno.
 Cuando se necesita glucosa como fuente de
energía o como molécula precursora en los
procesos de biosíntesis, se degrada
glucógeno por glucogenólisis.

26.  En algunas células la glucosa se convierte
en ribosa-5-fosfato (componente de los
nucleótidos) y NADPH (un potente reductor)
por la ruta de las pentosas fosfato.
 La glucosa se oxida por glucólisis una ruta
que genera energía, que la convierte en
piruvato.
 En ausencia de oxígeno, el piruvato se
convierte en lactato.

27.  Cuando se encuentra presente el oxígeno, el
piruvato se degrada para formar acetil-CoA.
 Pueden extraerse acetil-coA por el ciclo del
ácido cítrico y el sistema de transporte
electrónico cantidades significativas de
energía en forma de ATP.

29.  Ruta de Embdem-
Meyerhoff
 Es una secuencia de
10 reacciones
enzimáticas en la
que una molécula de
glucosa se convierte
en 2 moléculas de
piruvato (3C), con la
generación
simultánea de 2 ATP.

30.  Proceso oxidativo de la glucosa, bien mediante
su degradación hasta generar piruvato o bien
mediante su fermentación para dar ácido láctico.
 Es la forma más rápida de conseguir energía
para una célula.
 Tiene lugar en el citosol o citoplasma de la
célula.

31. TIPOS DE GLUCOLISIS
• Aerobia
– Consiste en conversión de glucosa en piruvato
Anaerobia
– Animales:
• Consiste en conversión del piruvato en lactato
• Células de músculo esquelético (ejercicio
extenuante)
– Levaduras:
• Consiste en conversión del piruvato en etanol

32.  Se presenta en 2 etapas:
 Etapa I.
 Inversión de energía (reacciones 1-5).
 En esta etapa preparatoria la hexosa glucosa
es fosforilada y luego experimenta una
ruptura para producir dos moléculas de la
triosa gliceraldehído-3-fosfato. Este proceso
consume 2 ATP.

33.  Se presenta en 2 etapas:
 Etapa II.
 Recuperación de energía (reacciones 6-10).
 Las dos moléculas de giceraldehído-3-
fosfato se convierten en piruvato con la
generación simultánea de cuatro ATP y dos
de NADH. Por lo tanto, la glucólisis tiene una
ganancia neta de dos ATP y dos NADH + H+
por cada molécula de glucosa: la etapa I
consume dos ATP; la etapa II produce cuatro.

34. Conversión de glucosa a piruvato
D-Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+
2 Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2 H2O
Por molécula de glucosa: 2 moléculas de
ATP, 2 moléculas de piruvato y 2 NADH

35.  1ª Reacción: Hexocinasa: consumo del primer ATP
 Fosforilación de la glucosa a glucosa-6-fosfato.
 Transferencia de un grupo fosforilo del ATP a la glucosa
para formar glucosa-6-fosfato (G6P) en una reacción
catalizada por la hexocinasa.
 La fosforilación impide el transporte de la glucosa fuera
de la célula.
 Reacción irreversible

36.  1ª Reacción: Hexocinasa: consumo del primer ATP
 Hexocinasa: enzima ubicua, relativamente no específica,
que cataliza la fosforilación de hexosas.
 Glucocinasa (hexocinasa D) en los hepatocitos e islotes
pancreáticos.
 En las células beta, la glucocinasa funciona como sensor
de glucosa, determinando el umbral para la secreción
de insulina.
 En el hígado facilita la fosforilación de la glucosa
durante la hipoglucemia.

37.  2ª Reacción: Fosfoglucosa isomerasa.
 Isomerización de la glucosa 6-fosfato a
fructosa-6-fosfato.
 Es la conversión de G6P a fructosa-6-fosfato (F6P)
catalizada por la fosfoglucosa isomerasa (PGI).
 Isomerización de una aldosa a una cetosa.
 Reacción reversible.

38.  3ª Reacción: Fosfofructosacinasa: consumo del segundo
ATP.
 Fosforilación de la Fructosa 6-fosfato .
 Fosfofructocinasa (PFK) fosforila la F6P para
generar fructosa-1,6-bifosfato (FBP).

39.  3ª Reacción: Fosfofructosacinasa: consumo del segundo
ATP.
 Fosforilación de la Fructosa 6-fosfato.
 La PFK desempeña un papel central en el control de la
glucólisis porque cataliza una de las reacciones
determinantes de la velocidad de la vía.
 PFK se inhibe alostéricamente con concentraciones elevadas
de ATP y citrato, que actúan como señal rica en energía
indicando una abundancia de alta energía.
 EL AMP activador alostérico, indican que las reservas de
energía de la célula están agotadas.

40.  4ª Reacción: Escisión de la fructosa-1,6-bifosfato.
Aldolasa
 La aldolasa cataiza la ruptura de FBP para formar dos
triosas, gliceraldehído-3-fosfato (GAP) y
dihidroxiacetona fosfato (DHAP).
 Ruptura aldólica: aldehído y cetona

41.  5ª Reacción:Triosa fosfato isomerasa.
 Isomerización de la dihidroxiacetona fosfato.
 Solo uno de los productos de la reacción 4 continua:
G-3-P.
 Isómeros cetosa aldosa.
 Conversión de la DHAP en G-3-P.

42.  5ª Reacción:Triosa
fosfato isomerasa.
 Tras esta reacción, la
molécula original de
glucosa se ha convertido
en dos moléculas de G-
3-P.

43. RESUMEN PRIMERA FASE
Glucosa
Fosforilación
1 Hexoquinasa
Glucosa-6-fosfato (G6P)
Isomerización
2
Fosfoglucoisomerasa
Fructosa-6-fosfato (F6P)
3 Fosforilación
Fosfofructoquinasa
Ruptura
4 Fructosa-1,6-bifosfato (FBP)
Aldolasa
Dihidroxiacetona fosfato
5 (DHAP)
Isomerización
Gliceraldehído-3-fosfato Gliceraldehído-3-fosfato
(G3P) Triosa fosfato isomerasa
(G3P)

45.  6ª Reacción: Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa:
formación del primer intermediario de alta energía.
 Oxidación del gliceraldehído 3-fosfato.
•Oxidación y
fosforilación del GAP
por el NAD+ y el Pi,
catalizada por la enzima
GAPDH.
•Síntesis 1,3-
bifosfoglicerato (1,3-
BPG).

46.  7ª Reacción:
Fosfoglicerato cinasa:
producción del primer
ATP.
 Transferencia del grupo
fosforilo.
 Se produce ATP junto
con 3-fosfoglicerato
(3PG).
 El grupo fosfato se
utiliza para formar ATP
a partir de ADP.

47.  8ª Reacción: Fosfoglicerato mutasa
 Desplazamiento del grupo fosfato del carbono 3 al
carbono 2.
 3PG se convierte en 2-Fosfoglicerato (2PG) por
medio de la enzima PGM

48.  9ª Reacción: Enolasa: formación del segundo
intermediario de “alta energía”.
 Deshidratación del 2-fosfoglicerato.
 2PG se deshidrata a fosfoenol piruvato (PEP) en
una reacción catalizada por la enolasa.
 Tautomerización: interconversión de las formas
ceto y enol.

49.  10ª Reacción: Piruvato
cinasa: producción del
segundo ATP.
 Síntesis de piruvato.
 La piruvato cinasa (PK)
acopla la energía libre de
la hidrólisis del PEP a la
síntesis del ATP para
formar piruvato.
 Transferencia de un grupo
fosforilo desde el PEP al
ADP.
 Reacción irreversible.

50. Gliceraldehído-3-fosfato (G3P)
Oxidación y fosforilación
6 Gliceraldehído-3-fosfato
desidrogenasa
1,3-bifosfoglicerato (BPG)
Fosforilación a nivel
7 sustrato
Fosfoglicerato quinasa
3-fosfoglicerato (3PG)
Isomerización
8 Fosforiglicerato
mutasa
2-fosfoglicerato (2PG)
Deshidratación
9
Enolasa
Fosfoenolpiruvato (PEP)
Fosforilación a nivel
10 sustrato
Piruvato quinasa
Piruvato

52. Glucosa
Glucosa-6-fosfato (G6P)
Fructosa-6-fosfato (F6P) PRIMERA
FASE
Fructosa 1,6-bifosfato (FBP)
Dihidroxiacetona fosfato (DHAP)
Gliceraldehído-3-fosfato (G3P) Gliceraldehído-3-fosfato (G3P)
1,3-bifosfoglicerato (BFG)
1,3-bifosfoglicerato (BFG)
SEGUNDA
3-fosfoglicerato (3PG) FASE
3-fosfoglicerato (3PG)
2-fosfoglicerato (2PG) 2-fosfoglicerato (2PG)
Fosfoenolpiruvato (PEP) Fosfoenolpiruvato (PEP)
Piruvato Piruvato

54. BALANCE DE LA GLUCÓLISIS:
La oxidación de una molécula de glucosa produce:
Dos moléculas de piruvato
Dos moléculas de NADH
Cuatro moléculas de ATP; pero como se utilizaron dos
moléculas de ATP en la primera etapa, en total se obtienen 2
ATP.
1 glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi  2 piruvato+ 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2H2O

56.  Controlada por la regulación alostérica de tres
enzimas:
 hexocinasa, PFK-1 y piruvato cinasa.
 Las reacciones catalizadas por estas enzimas son
irreversibles y pueden activarse o desactivarse por
efectores alostéricos (moléculas cuyas concentraciones
celulares son indicadores sensibles del estado metabólico de
una célula).

57.  Hexocinasa se inhibe por el exceso de glucosa-6-
fosfato.
 Una concentración elevada de AMP (producción baja
de energía) activa PFK-1 y a la piruvato cinasa.
 Una concentración elevada de ATP (indicador que
están satisfechas las necesidades metabólicas de la célula)
inhibe ambas enzimas

58. Enzima Activador Inhibidor
Hexocinasa Glucosa-6-
fosfato, ATP
PFK-1 Fructosa-2,6- Citrato, ATP
bifosfato, AMP
Piruvato cinasa Fructosa-1,6- Acetil-CoA, ATP
bifosfato, AMP

59.  Fosfofructocinasa: principal enzima de
control del flujo de la glucólisis en el
músculo.
 El ATP es tanto un sustrato como un inhibidor
alostérico.
 [ATP] alta, la fosfofructocinasa se inhibe.
 [ATP] baja, flujo a traves de glucólisis alto.

61. Metabolismo de las hexosas
diferentes de la glucosa.
Otros sustratos para la Glucolisis
Fructosa, manosa y galactosa
 La Fructosa y manosa entran a el ciclo
de glucolisis por una ruta convencional.
 La Galactosa es incorporada por una
serie de reacciones especiales

63.  Fructosa
 Fuente principal de combustible en las dietas que
contienen grandes cantidades de fruta o sacarosa.
 Dos vías: hígado y en el músculo.
 En músculo: la hexocinasa, también fosforila la
fructosa, lo que produce F6P.
 El ingreso de la fructosa en la glucólisis involucra
solo un paso de una reacción.

64.  Fructosa
 En hígado: convierte la fructosa en intermediarios
glucolíticos a través de una vía que involucra a
siete enzimas:
1. Fructocinasa: fosforilación de la fructosa en el C1 por ATP
para formar Fructosa-1-Fosfato.
2. Aldolasa tipo B: fructosa-1-fosfato = dihidroacetona +
gliceraldehído.
3. Fosforilación directa del gliceraldehído por ATP por medio de
la acción de la gliceraldehído cinasa y forma GAP.
4. El gliceraldehído se convierte en DHAP, alcohol
deshidrogenasa.
5. Fosforilación a glicerol-3-fosfato, glicerol cinasa.
6. Reoxidación de DHAP, glicerolfosfato deshidrogenasa.
7. DAHP se convierte a GAP por la triosa fosfato isomerasa.

66.  La fructosa tiene un sabor más dulce que la
sacarosa y un menor costo de producción.
 Su catabolismo en el hígado elude el paso de la
glucólisis catalizado por la PFK y, por lo tanto, evita
el punto principal de control metabólico.
 Esto podría interrumpir el metabolismo de los
combustibles, de modo que el flujo glucolítico se
dirija hacía la síntesis de lípidos en ausencia de la
necesidad de producción de ATP.

67.  Se obtiene a partir de la hidrólisis de la lactosa
(glucosa y galactosa).
 La hexocinasa no la reconoce.
 Reacción de epimerización para que ingrese a la vía
glucolítica.
 1. Fosforilación de galactosa, galactocinasa.
 2. Galactosa-1-P-uridililtransferasa, transfiere el grupo
uridilo de UDP-glucosa a la galactosa-1-P, para producir
Glucosa-1-P y UDP-galactosa.
 3. La UDP-galactosa-4epimerasa convierte la UDP-galactosa
en UDP-glucosa.
 4. La G1P se convierte en G6P por la fosfoglucomutasa.

69.  Enfermedad genética caracterizada por la incapacidad
de convertir galactosa en glucosa.
 Galactocinasa: un defecto genético en la síntesis de esta
enzima parece que acumula galactosa, que sigue una de
las rutas alternativas como es la conversión en
galactitol, azúcar alcohol que se almacena
fundamentalmente en el cristalino del ojo.
 Puede originar el hinchamiento y la pérdida de
transparencia del cristalino por escasez de NADPH, que
debería usarse para el mantenimiento de dicha
transparencia, produciendo cataratas.

70.  Galactosa-1-fosfato uridiltransferasa: como resultado
de su carencia se acumula galactosa-1-P, generándose
problemas hepáticos principalmente.
 Puede surgir ictericia y fallo hepático, pero también
puede producirse daño renal y retraso mental, ya que la
galactosa es necesaria para la formación de
cerebrósidos y gangliósidos de gran importancia en las
membranas de las células cerebrales.

71.  Galactosa epimerasa: produce dos formas de
galactosemia:
 Benigna: solo afecta a eritrocitos y leucocitos,
manteniendo tanto el hígado como los fibroblastos una
actividad normal.
 Grave: es más generalizada y afecta sobre todo al
hígado.

72.  Producto de la digestión de los polisacáridos
y las glucoproteínas.
 Epímero de la glucosa en el C2.
 Ingresa a la vía glucolítica luego de su
conversión en F6P.
 1. Hexocinasa la convierte en manosa-6-fosfato.
 2. La fosfomanosa isomerasa convierte esta aldosa
en F6P.

75.  El piruvato es aún una molécula con
abundante energía, que puede producir una
cantidad sustancial de ATP.
 Bajo condiciones aeróbicas, el piruvato
forma una molécula transicional intermedia
mediante descarboxilación: Acetil-CoA.
 Esta molécula se oxida completamente por
medio del ciclo del ácido cítrico a CO2 y
NADH.

76.  Bajo condiciones anaeróbicas, el piruvato debe
convertirse en producto final reducido, lo que
reoxida el NADH.
 Esto se produce de dos maneras:
 A) En el músculo, bajo condiciones aeróbicas, el
piruvato se reduce a lactato para regenerar NAD+ :
fermentación homoláctica.
 B) En las levaduras es piruvato se descarboxila para
producir CO2 y acetaldehido que luego es reducido
por NADH para generar NAD+ y etanol:
fermentación alcohólica.

78. Piruvato
H+
CO2
Acetaldehído
H+ + NAD
H NAD + H+
H
NAD+ NAD+
Lactato Etanol
 Fermentación del ácido • Fermentación alcohólica:
láctico: – Levaduras
◦ Células animales
◦ Bacterias del ácido láctico

79.  En el músculo, durante una actividad intensa cuando la
demanda de ATP es alta y el suministro de oxígeno es escaso.
 El ATP se sintetiza en gran parte por medio de la glucólisis
anaeróbica que produce ATP rápidamente.
 La enzima lactato deshidrogenasa (LDH) cataliza la oxidación
de NADH por piruvato para producir NAD+ y lactato.
 Reacción 11 de la glucólisis.

80.  En las levaduras, bajo condiciones anaeróbicas el NAD+ para
la glucólisis se regenera mediante la conversión del piruvato
en etanol y CO2.
 LA descarboxilación del piruvato para formar acetaldehído y
CO2 catalizada por la piruvato descarboxilasa.
 La reducción del acetaldehído a etanol por NADH catalizada
por la alcohol deshidrogenasa, que en consecuencia regenara
NAD+ para utilizarlo en la reacción de la GAPDH de la
glucólisis.

81.  Fermentación del acido láctico:
Piruvato + NADH + H+ Lactato + NAD+
 Fermentation alcohólica:
Piruvato CO2 + acetaldehído + NADH + H+
Etanol + NAD+

83. Oxidación del Piruvato
Es el lazo entre la glucólisis y la respiración
celular.
Es un complejo de reacciones catalizado por un sistema
de enzimas localizado en la membrana mitocondrial
interna.

84.  Descarboxilación oxidativa del piruvato.
 Ruta importante en tejidos con una elevada
capacidad oxidativa, como el músculo cardiaco.
 Se convierte el piruvato en Acetil-CoA, un
combustible principal del ciclo de los ATC y la
unidad estructural para la síntesis de ácidos
grasos.

85.  Descarboxilación oxidativa del piruvato.
 Complejo Piruvato deshidrogenasa.
 Piruvato descarboxilasas
 Dihidrolipoil transacetilasa
 Dihidrolipoil deshidrogenasa.
 Este complejo se regula con la relación
NADH+H+/NAD+ y acetil CoA/CoA-SH.
 Si la relación es elevada, la célula se inhibe.
 Si es baja, la enzima se activa.

86. Piruvato
El Piruvato cede un
grupo aldehído al
DESCARBOXILACIÓN TPP. Se produce CO2
DEL PIRUVATO
Acetaldehído
activado
El grupo aldehído se
oxida a un grupo
acetilo por acción de
Lip
Acetil activado
El grupo acetil se
transfiere a la CoA
para formar Acetil-
CoA E3 transfiere 2
H+ al FAD
(FADH2) que a
su vez se oxida
por el NAD+
Acetil activado para generar
NADH
Acetil-CoA

87.  Carboxilación del piruvato a oxalacetato.
 Piruvato carboxilasa.
 Repone los productos intermedios del ciclo del
ácido cítrico y proporciona sustrato para
gluconeogénesis.

88. Estrechamente coordinada con glucogenolisis,
gluconeogénesis, la ruta de la pentosa fosfato, vía de la
descarboxilación oxidativa del piruvato y el ciclo de Krebs

90.  Ruta catabólica de la glucosa.
 La glucosa se oxida y se obtiene energía pero no
en forma de ATP.
 Tiene lugar en el citosol de la célula.
 Obtener NADPH + H+, que es un agente reductor
necesario para infinidad de reacciones anabólicas
(fase oxidativa).
 Obtener diversos monosacáridos de longitud entre
3 y 7 átomos de carbono (fase no oxidativa),
ribosa-5-fosfato, necesaria para la síntesis de
nucleótidos.

91.  Consta de dos reacciones oxidativas irreversibles,
seguidas de una serie de interconversiones de
azúcares-fosfato reversibles.
 No se produce ni se consume ATP.
 Tejidos involucrados en la biosíntesis de lípidos:
hígado, glándula mamaria, tejido adiposos y
corteza suprarrenal.
 30% de la oxidación de glucosa en el hígado es por
esta vía.
 Proporciona NADPH y ribosa-5-fosfato.

92.  Reacción global:
 3G6P + 6NADP+ + 3H2O
 6 NADPH + 6H+ + 3CO2 + 2F6P + GAP

94.  Tres etapas.
 Etapa 1. Reacciones de Oxidación para la
producción de NADPH.
 Reacciones 1-3, que producen NADPH y ribulosa-
5-Fosfato.
 3G6P + 6NADP+ + 3H2O
 6NADPH + 6H+ + 3CO2 + 3Ru5P.
 Sólo las primeras tres reacciones de la vía de la
pentosa fosfato están involucradas con la
producción de NADPH

95.  Etapa 1. Reacciones de
Oxidación para la producción
de NADPH.
 1. La glucosa-6-fosfato
deshidrogenasa (G&PD)
cataliza la transferencia neta
de un ión hidruro a n NADP+
a partir del C1 de la G6P para
formar 6-fosfoglucono- -
lactona.

96.  Etapa 1. Reacciones de
Oxidación para la producción
de NADPH.
 2. La 6-fosfogluconolactonasa
aumenta la velocidad de
hidrólisis de la 6-
fosfoglucano- -lactona a 6-
fosfoglucanato.

97.  Etapa 1. Reacciones de
Oxidación para la producción de
NADPH.
 3. La 6-fosfogluconato
deshidrogenasa cataliza la
descarboxilación oxidativa del
6-fosfogluconato a Ru5P y CO2.
 La formación de Ru5P completa
la etapa oxidativa de la vía de
las pentosas fosfato.
 Generan dos moléculas de
NADPH por cada molécula de
G6P que ingresa a la vía.

98.  Etapa 2. Isomerización y epimerización de la
ribulosa-5-fosfato.
 La Ru5P se convierte a R5P por acción de la
ribulosa-5-fosfato isomerasa.
 O La Ru5P se convierte a Xu5P por la ribulosa-5-
fosfato epimerasa.
 3Ru5P R5P + 2Xu5P

99.  Etapa 3. Reacciones de ruptura y formación de
enlace Carbono-carbono.
 Se convierten dos moléculas de Xu5P y una
molécula de R5P a dos moléculas de F6P y una de
GAP.
 Enzimas: transaldolasa y la transcetolasa

101. a) Fase Oxidativa
a) Fase no Oxidativa

103.  Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa.
 Esta enzima se inhibe fuertemente por el
NADPH+H+.
 Se activa por el GSSG (glutatión oxidado).
 También se activa por la presencia de su
propio sustrato: glucosa-6-fosfato.

104.  Carencia de G6PD deteriora la capacidad de la
célula para formar el NADPH que es esencial para
mantener la reserva de glutatión reducido.
 Las células más afectadas son los eritrocitos
porque no tienen otras fuentes de NADPH.
 Esta carencia es una enfermedad genética que se
caracteriza por anemia hemolítica.

105.  Anemias hemolíticas.
 Las alteraciones de la Glucosa-6-fosfato
deshidrogenasa, en general, provocan una pérdida
o descenso del NADPH+H+.
 Este descenso es especialmente grave en los
eritrocitos al ser células enucleadas, lo cual limita
el número de rutas metabólicas disponibles.
 La falta de NADPH+H+, que es un potente
antioxidante, acaba originando daño oxidativo
sobre todo a los lípidos de la membrana de los
eritrocitos.
 Este daño provoca que está se vuelva frágil y
quebradiza favoreciendo la ruptura de los glóbulos
rojos, lo que origina un cuadro de anemia
hemolítica.

107.  Es la ruta que utilizan las células de los organismos
no autótrofos para sintetizar moléculas de la
glucosa.
 Como el cerebro, los eritrocitos, la médula renal, el
cristalino y la córnea del ojo, los testículos y el
músculo en ejercicio, necesitan un suministro
continuo de glucosa como combustible metabólico.
 El glucógeno hepático puede satisfacer estas
necesidades durante sólo 10 a 18 hrs en ausencia
de carbohidratos alimentarios.

108.  Cuando las fuentes
dietéticas de glucosa no
están disponibles y el
hígado agotó su provisión
de glucógeno, la glucosa se
sintetiza a partir de
precursores no hidratos de
carbono.
 Precursores no hidratos de
carbono como el lactato,
piruvato, glicerol y
cetoácidos.
 Intermediarios del ciclo del
ácido cítrico y los
esqueletos de C de los aa.
 Convertirse en oxalacetato.

109.  Durante un ayuno nocturno aprox. El 90% de la
gluconeogénesis se produce en el hígado y 10% en
los riñones.
 Durante un ayuno prolongado, los riñones (corteza
renal) pasan a ser importantes órganos productores
de glucosa.
 Ocurre en el citosol de la célula.
 La formación de oxalacetato a partir de piruvato, se
da en la mitocondria.

110.  Sintetiza glucosa a partir de piruvato.
 Proceso metabólico que requiere una
importante inversión de energía en forma de
moléculas de ATP y de NADH + H+.
 Aminoácidos, lactato, glicerol o
intermediarios del ciclo de Krebs como
fuentes de carbono para esta vía metabólica.

111.  Esta ruta comparte una
serie de reacciones con
la glucólisis,
concretamente los
pasos reversibles.
 Presenta tres pasos
opuestos a los pasos
irreversibles de la
glucólisis.

112. 1. Síntesis de fosfoenol piruvato.
 La conversión de piruvato en fosfoenol piruvato
requiere dos reacciones.
 Piruvato carboxilasa: cataliza la conversión de
piruvato en oxalacetato.
 Fosfoenolpiruvato carbocinasa: cataliza la
conversión del oxalacetato en fosfoenol piruvato.

113.  A. De Piruvato a
fosfoenolpiruvato.
 Primero conversión de
piruvato a oxalacetato.
 Se requieren dos enzimas:
 Piruvato carboxilasa: cataliza la
formación de oxalacetato dirigida
por ATP a partir de piruvato y
HCO3.
 PEP carboxicinasa (PEPCK):
convierte el oxalacetato en PEP, usa
GTP como donador de un grupo
fosforilo.

114.  Requiere el transporte de
metabolitos entre las mitocondrias
y el citosol.
 La generación de oxalacetato a
partir de piruvato o intermediarios
del ciclo del ácido cítrico se
produce sólo en la mitocondria.
 Mientras que las enzimas que
convierten PEP en glucosa están en
el citosol.
 El oxalacetato debe dejar la
mitocondria para la conversión en
PEP.

115. •El fosfoenol piruvato se
convertirá en fructosa 1,6
bifosfato siguiendo, en
sentido contrario, las
reacciones reversibles de la
glucólisis.

116. 2. Conversión de la fructosa-1,6-bifosfato en
fructosa-6-fosfato.
 Reacción hidrolítica por la cual se elimina el
grupo fosfato en posición 1 de la fructosa por
acción de la enzima fructosa-1,-6-bifosfatasa.
 No se regenera ATP.

117. 3. Formación de glucosa a partir de glucosa-6-
fosfato
 Reacción hidrolítica por la cual se elimina el grupo fosfato
en posición 6 de la glucosa por acción de la enzima
glucosa-6-fosfatasa.
 No se regenera ATP.
 La glucosa generada en esta ruta se libera la sangre para
ser aprovechada por otros tejidos, ayudando de esta
manera a mantener unos niveles estables de glucosa en
sangre.

118.  El costo energético neto de la conversión de
dos moléculas de piruvato en una glucosa por
gluconeogénesis es seis equivalentes ATP.
 Dos por cada paso catalizado por piruvato
carboxilasa, PEPCK y fosfoglicerato cinasa.

121.  Se regula por cambios en la síntesis
enzimática y efectores alostéricos.
 Son los mismos que regulan la enzima
opuesta la glucólisis, aunque el efecto
regulador es el contrario.
 Glucosa-6-fosfatasa es inhibida por la
glucosa-6-fosfato.

122.  Fructosa-2,6-bifosfatasa se inhibe por la
fructosa-2-6-bifosfato y AMP, y está
potenciada por el citrato.
 El ADP es un inhibidor de la fosfoenolpiruvato
carboxicinasa y de la piruvato carboxilasa.

124.  Glicerol: se libera durante la hidrólisis de los
triacilgliceroles en el tejido adiposo y pasa al
hígado por la sangre.
 La glicerol cinasa lo fosforila a glicerol fosfato, que
es oxidado por la glicerol fosfato deshidrogenasa a
dihidroxiacetona fosfato, un intermediario de la
glucólisis.

126.  Lactato: músculo esquelético en ejercicio y las
células que carecen de mitocondrias liberan lactato
a la sangre.
 Este lactato es captado por el hígado y reconvertido
en glucosa, que es liberada de nuevo a la
circulación.
 En el hígado el ácido láctico se transforma en
piruvato: Ciclo de Cori.

127. Ciclo Glucosa-Alanina
y Ciclo de Cori

128.  Aminoácidos: Los aminoácidos procedentes de la
hidrólisis de las proteínas tisulares son la fuente
más importante de la glucosa durante un ayuno.
 Los -cetoácidos, como el oxalacetato y el -
cetoglutarato, proceden del metabolismo de los
aminoácidos glucógenos.
 Estos -cetoácidos pueden entrar en el ciclo del
ácido cítrico y formar oxalacetato, un precursor del
fosfoenolpiruvato.

129.  Alanina: gracias a la actividad de las enzimas
aminotransferasas, se convierte fácilmente en
piruvato y este su vez en alanina.
 Ciclo de la glucosa-alanina, permite transportar
piruvato desde los tejidos al hígado para que este
sintetice glucosa, a la vez que permite transportar
nitrógeno de forma segura por la sangre, para
posteriormente eliminarlos en forma de urea.

131. Glucogénesis y Glucogenólisis

132.  La fuente de energía preferida del cerebro es la glucosa
y fuente de energía necesaria para los eritrocitos
maduros.
 Glucosa se obtiene de tres fuentes principales: dieta,
degradación de glucógeno y la gluconeogénesis.
 Glucógeno: Sirve de reservas de glucosa para usos
metabólicos posteriores.
 La movilización de la glucosa desde los depósitos,
proporciona un suministro constante de glucosa (5mM
en sangre).
 Cuando esta es abundante, se acelera la síntesis de
glucógeno.

133.  Aunque todas las células pueden tener glucógeno, éste
principalmente se forma en dos tejidos: el músculo y el
hígado.
 Músculo: va a utilizar las reservas de glucógeno para
cubrir sus propias necesidades.
 Hígado: almacena el glucógeno con la finalidad de
mantener los niveles de glucosa en sangre.

134.  La G6P tiene varios destinos posibles:
 Se puede usar para sintetizar glucógeno.
 Se puede catabolizar mediante glucólisis para
generar ATP y átomos de carbono que luego se
oxidan por el ciclo del ácido cítrico.
 Se puede desviar a través de la vía de las pentosas
fosfato para generar NADHP y ribosa 5-fosfato.

135.  Se divide en dos procesos:
 Glucogénesis: síntesis de glucógeno
(anabólica).
 Glucogenólisis: degradación del glucógeno
(catabólico).

137.  Después de la ingestión, sobre todo si la
dieta es rica en carbohidratos.
 Se sintetiza a partir de moléculas de -D-
glucosa.
 Citosol.
 Requiere energía suministrada por el ATP
(para la fosforilación de la glucosa) y el
trifosfato de uridina (UTP).

138.  Glucógeno:
 Es un homopolisacárido de D-glucosa enlazada (1,4) con
ramificaciones (1,6) cada 8-14 residuos.
 Se encuentran como gránulos intracelulares (músculo y
hepatocitos), también contienen las enzimas que catalizan la
síntesis y degradación de glucógeno.

139.  A partir de G6P.
 Fosfoglucomutasa
 UDP-glucosa
pirofosforilasa
 Glucógeno sintasa
 La enzima
ramificadora del
glucógeno

140.  1. Fosfoglucomutasa.
 La Glucosa-6-fosfato se convierte en Glucosa-1-
fosfato.
 Reacción reversible.

141.  2. UDP-Glucosa Fosforilasa (pirofosforilasa).
 Síntesis de UDP-glucosa.
 G1P se combina con el uridintriofosfato (UTP).
 El producto de esta reacción es uridindifosfato
glucosa (UDP-glucosa o UDPG).

142.  2. Glucógeno sintasa.
 Síntesis de un cebador para iniciar la síntesis de
glucógeno
 La glucógeno sintasa es la responsable del establecimiento de
los enlaces (1,4) en el glucógeno.
 Esta enzima no puede iniciar la síntesis en cadena usando
glucosa libre como aceptor de la molécula de la UDP-glucosa.
 Solo puede alargar cadenas de glucosa ya existentes.
 Un fragmento de glucógeno puede servir como cebador (no
totalmente agotado).
 En ausencia de fragmento de glucógeno, una proteina
llamada glucogenina puede actuar como aceptor de residuos
de glucosa UDP-glucosa.

144.  2. Glucógeno sintasa.
 Elongación de las cadenas de glucógeno.
 La unidad glucosílico de la UDPG se transfiere al grupo C4-
OH en uno de los extremos no reductores del glucógeno para
formar un enlace glucosídico (1,4).

145.  3. Enzima ramificadora del glucógeno.
 Amilo- (1,4)- 1,6)-transglucosidasa.
 Transfiere una cadena de 6 a 8 residuos glucosilo en el
extremo no reductor de la cadena de glucógeno
 Cada segmento transferido puede llegar de una cadena de al
menos de 11 residuos y el nuevo punto de ramificación debe
estar alejado al menos 4 residuos.

147.  Glucogenólisis.
 Ruta degradativa que moviliza el glucógeno almacenado
en el hígado y el músculo esquelético.
 Cuando se degrada el glucógeno, el producto principal
es la glucosa 1-fosfato.
 Se obtienen al romper los enlaces glucosídicos (1—4).
 Estructura altamente ramificada que permite la
movilización rápida mediante la liberación simultánea
de las unidades de glucosa en los extremos de cada
ramificación.

148.  1. Glucógeno fosforilasa.
 Acortamiento de las cadenas para generar glucosa-1-fosfato
(G1P).
 Escinde secuencialmente los enlaces glucosídicos (1-4)
establecidos entre los residuos glucosilo de los extremos no
reductores de las cadenas de glucógeno mediante fosforólisis
y hasta que quedan 4 unidades glucosilo en cada cadena
antes de un punto de ramificación.

149.  2. Enzima desramificadora del
glucógeno ( (1,6)
transglucosilasa).
 La elimina las ramificaciones
del glucógeno, con lo que
hace que los residuos glucosa
adicionales sean accesibles a
la acción de la fosforilasa.

150.  2. Enzima desramificadora del
glucógeno .
 Esta enzima tiene dos
actividades:
 Glucosil transferasa.
 Glucosidasa: elimina el enlace
(1,6).

151.  3. Conversión de la G1P en G6P por medio de la
fosfoglucomutasa.

152. •En el hígado, la G6P es translocada hacia el interior del RE por la G6P
translocasa.
•Allí es convertida en glucosa por la glucosa-6-fosfatasa.
•La glucosa resultante es transportada a continuación desde el RE hacia el
citosol por la GLUT-2.
•Hepatocitos liberan glucosa d a la sangre.

153.  Degradación lisosómica del glucógeno.
 La enzima lisosómica (1-4) glucosidasa (maltasa
ácida) degrada continuamente una pequeña
cantidad del glucógeno (1% a 3%).
 La carencia de esta enzima provoca la acumulación
de glucógeno en la vacuolas lisosómicas y da como
resultado una grave glucogenosis de tipo II.

155.  La síntesis y degradación del glucógeno están
reguladas por tres hormonas:
 Insulina
 Glucagón
 Adrenalina.
 Actúan a través de receptores celulares.

156.  La glucógeno sintasa y la glucógeno fosforilasa
están reguladas alostéricamente.
 En el estado pospandrial, la glucógeno sintasa es
activada por la G6P, pero la glucógeno fosforilasa
es inhibida por la G6P y por el ATP.
 En el hígado, la glucosa también actúa como
inhibidor alósterico de la glucógeno fosforilasa.