Presentacin de PowerPoint

Principales vas metablicas de la glucosaTEMARIODigestin de carbohidratosAbsorcin de glucosa y sus transportadoresGlucolisis, su regulacin y su rendimiento energticoCiclo de coriPiruvato como punto de ensambladuraGluconeognesisCiclo glucosa alaninaGlucogenolisisGlucognesisRegulacin del metabolismo del glucgenoEnfermedades relacionadas con el almacenamiento de glucgeno

Digestin de carbohidratosDieta Polisacridos Disacridos Almidn, glucgenoSacarosa, lactosaMonosacridos Facilitar la digestinDigestin de carbohidratosEste proceso de digestin ocurre en el aparato gastrointestinal- amilasaBoca - amilasaPncreas Hidroliza los enlaces - 1,4 y produceMaltosaIsomaltosaDextrinasOligosacridos Invertasa MaltasaIsomaltasaLactasa Intestino La deficiencia de la lactasa lleva a la intolerancia a la lactosaAbsorcin de glucosaLa glucosa tiene transportadores especficos, los cuales son protenas transmembranales

Co-Transporte de la glucosa

Del lumen hacia la clulaDe la clula a la sangreSGluTGluT2

Absorcin intestinal de la glucosaAplicacin clnica Es el principal transportador en el musculo esqueltico y el tejido adiposoEsta bajo control de la insulinaLa insulina induce el movimiento de GluT4 hacia la superficie de la clula y aumentar as la captacin de glucosa. En Diabetes Mellitus tipo 2, GluT4 se reduce, llevando a la clula a una resistencia de insulina.Transportador de glucosa 4 (GluT4)

Importancia clnica de la glucosaEs la fuente de energa preferida de la mayor parte de los tejidos del cuerpo. Las neuronas derivan la energa principalmente de la glucosa.

Cuando se descompone el metabolismo de la glucosa, ocurren situaciones y condiciones peligrosas para la vida.GlucolisisTodos los pasos ocurren en el citoplasma.Importancia de la glucolisisEs la nica va metablica que esta ocurriendo en todas las partes del cuerpo

Es la nica fuente de energa en eritrocitos

En ejercicio vigoroso, cuando el tejido muscular carece de bastante oxigeno, la glucolisis forma la fuente de energa principal para los msculos.

Proporciona los esqueletos del carbono para la sntesis de aminocidos no esenciales.

La mayor parte de las reacciones son reversibles de la va glucoliticaReacciones qumicas

Paso 1.La glucosa es fosforilada a glucosa-6-fosfatoPaso 1.La enzima hexocinasa, parte el ATP en ADP, y el Pi es agregado en la molcula de glucosa.

Paso 2.La glucosa-6-fosfato es isomerizada a fructosa-6-fosfatoPaso 2. Esta reaccin esta dada por la fosfohexosa isomerasa y es reversible. Esta isomerizacin de la aldosa a cetosa implica la abertura del anillo de glucopiranosa a una estructura linear que cambie a la estructura del anillo de furanosa.

Glucosa-6-fosfatoFructosa-6-fosfatoPaso 3.La fructosa-6-fosfato es fosforilada a fructosa-1,6-bifosfatoPaso 3.La enzima que acta es la fosfofructocinasa (PFK), que al igual que en el paso 1, parte el ATP en ADP, y el Pi se agrega a la molcula de Fructosa-6-fosfato.

Paso 4.La molcula de fructosa-1,6-bifosfato se rompe y da como producto dos unidades de tres carbonos.Paso 4. La molcula de fructosa-1,6-bifosfato se rompe y da como producto dos unidades de tres carbonos:Gliceraldehido-3-fosfatoDihidroxiacetona fosfato (DHAP)

Paso 4-A.La dihidroxiacetona fosfato se isomeriza a gliceraldehido-3-fosfatoPaso 4-A.La dihidroxiacetona fosfato se isomeriza a gliceraldehido-3-fosfato por la accin de la enzima fosfotriosa isomerasa.

Paso 5.El gliceraldehido-3-fosfato es deshidrogenado y simultneamente fosforilado a 1,3-bifosfogliceratoPaso 5.El gliceraldehido-3-fosfato es deshidrogenado y simultneamente fosforilado a 1,3-bifosfoglicerato con la ayuda de NADH+Enzima: Gliceraldehido-3- fosfato deshidrogenasa

Paso 6.La energa de 1,3 BPG se atrapa para sintetizar una molcula del ATP con la ayuda de BPG cinasa.Paso 6.La energa de 1,3 BPG se atrapa para sintetizar una molcula del ATP con la ayuda de BPG cinasa.

Paso 7.El 3-fosfoglicerato es isomerado a 2-fosfoglicerato Paso 7.El 3-fosfoglicerato es isomerado a 2-fosfoglicerato cambiando de lugar el grupo fosfato de la posicion del tercer al segundo atomo de carbono.Enzima: Fosfogluco-mutasa

Paso 8.El 2-fosfoglicerato es convertido al fosfoenol piruvato Paso 8.El 2-fosfoglicerato es convertido al fosfoenol piruvato por la enzima enolasa, y requiere Mg++Enzima: Enolasa

Paso 9.El fosfoenol piruvato (PEP) es desfosforilado al piruvatoPaso 9.El fosfoenol piruvato (PEP) es desfoforilatado al piruvato por la piruvato cinasa.Un mol de ATP se genera durante esta reaccin.

Paso 10.El piruvato es reducido al lactato

Paso 10.El piruvato es reducido al lactato por la lactato deshidrogenasa

Condiciones anaerobias (deficiencia de oxigeno)Condiciones aerbicas(Presencia de oxigeno)Rendimiento energtico de la glucolisis

25Regulacin de la glucolisisLas enzimas dominantes de la glucolisis son:

1. Glucocinasa o Hexocinasa (Paso 1)2. Fosfofructocinasa (Paso 3) 3. Piruvato Cinasa (Paso 9)

Factores de regulacin de la glucolisisGlucocinasa/hexocinasaLa glucocinasa puede actuar solamente cuando hay un exceso de glucosa. As, cuando la fuente de glucosa es limitada, la glucosa se pone a disposicin del cerebro y de los msculos.Fosfofructocinasa Es la enzima mas importante que regula la va de la glucolisis. El citrato y ATP son los inhibidores alostericos mas importantes.Fructosa-1,6-bifosfato Aumenta la actividad de la fosfofructocinasa. Se forma a partir de fructosa-6-fosfato por la accin de una enzima.Factores de regulacin de la glucolisisPiruvato cinasa Cataliza un paso irreversible y es una enzima reguladora de la glucolisis. Cuando la energa es abundante en la clula, la glucolisis se inhibe.Insulina Favorece la glucolisis activando las tres enzimas glucoliticas dominantesGlucagn y glucocorticoides Inhiben la glucolisis y favorecen la gluconeognesisProceso en el cual la glucosa se convierte al lactato en el musculo; y en el hgado este lactato de convierte a la glucosaCiclo de cori

Importancia del ciclo de coriel lactato producido en el musculo es reutilizado eficientemente por el cuerpo. Pero esto es un proceso que requiere energa.Durante el ejercicio, la produccin de lactato es alta y esta es utilizada por el hgado para producir glucosa. Esto lleva al consumo creciente del oxigeno. Esta es la explicacin de la falta de oxigeno despus de realizar ejercicio vigoroso.Ciclo de Rapaport LeuberingEn los eritrocitos, el paso 6 de la glucolisis es desviado.

Es el proceso por el cual las molculas de glucosa son producidas de precursores no-carbohidratos.GluconeognesisLactatoAminocidos glucognicosGlicerol de la grasaPropionil CoAOcurre principalmente en el hgado.Es parcialmente mitocondrial y citoplasmtica Glucosa Enzimas clave gluconeognesisLos pasos irreversibles en glucolisis son evitados por cuatro enzimas, que se sealan como las enzimas clave de la gluconeognesis.

Piruvato carboxilasaFosfoenolpiruvato carbocinasaFructosa-1,6-bifosfatoGlucosa-6-fosfatasa

La gluconeognesis implica varias enzimas de la glucolisis, pero no es el sentido inverso de la va glucolitica.

1. Piruvato carboxilasa

El piruvato del citoplasma entra en las mitocondrias. Entonces, la carboxilacion del piruvato al oxaloacetato es catalizada por una enzima mitocondrial.Es necesario la presencia de las coenzimas biotina y ATP

Lanzadera del malato-aspartatoLa carboxilacion del piruvato ocurre en las mitocondrias. As pues, el oxaloacetato se produce en las mitocondrias. Este necesita ser transportado de las mitocondrias al citosol para continuar con las reacciones de la gluconeognesis que estn ocurriendo en el citosol.

El oxaloacetato primero se convierte al malato que atraviesa la membrana y llega al citoplasma. El malato entonces se reconvierte en oxaloacetato.En el citoplasma la PEPCK convierte el oxaloacetato a fosfoenol piruvato, liberando una molcula de CO2 2. Fosfoenolpiruvato carbocinasa

GTP o ITP dona el grupo fosfato.

El efecto neto de estas dos reacciones es la conversin del piruvato al fosfoenol piruvato. Esto evita el paso 9 irreversible de la glucolisis.La fructosa-1,6-bifosfato es regulada bajo la accin de la fructosa-1,6-bifosfatasa para formar fructosa-6-fosfato.3. Fructosa-1,6-bifosfatasaFuctosa-1,6-bifosfatoFructosa-1,6-bifosfatasaFuctosa-6-fosfatoPi+Glucosa-6-fosfatoIsomerasa hexosa fosfatoLa glucosa-6-fosfato es hidrolizada para liberar la glucosa.4.Glucosa-6-fosfatasaGlucosa-6-fosfatoGlucosaH2O+Pi+Glucosa-6-fosfatasaActiva en:Hgado Rin Mucosa intestinal (menor)Ausente en musculo.

Importancia de la gluconeognesisSolamente el hgado puede abastecer de glucosa a la sangre, a travs de la gluconeognesis. El hgado desempea el papel principal de mantener el nivel de la glucosa en sangre.

Durante el hambre la gluconeognesis mantiene el nivel de glucosa en sangre. el glucgeno almacenado se agota en el plazo de las primeras 12-18 horas de ayuno.

Requerimiento energtico.Las reacciones catalizadas por la piruvato carboxilasa, PEPCK y la fosfoglicerato cinasa requieren un ATP cada una, por lo tanto, 3 ATP son utilizados para producir la mitad de una molcula de glucosa, o 6 ATP para generar una molcula completa.Requerimiento energtico

GlucosaGlucolisisLactatoUtiliza 6 ATPGluconeognesisGenera 2 ATP1.Lactato El lactato formado en el musculo se transporta al hgado, donde la lactato deshidrogenasa lo convierte a piruvato.Sustratos para la gluconeognesis

2.Aminoacidos glucognicosCuando la glucosa no esta fcilmente disponible (Diabetes o ayuno), los aminocidos glucognicos son transaminados a los correspondientes esqueletos de carbono. Estos despus se incorporan al ciclo del TCA y forman el oxaloacetato o el piruvato.

La alanina liberada del musculo es el principal sustrato para la gluconeognesis

La alanina de transporta al hgado, en forma transaminada forma piruvato y se convierte a la glucosa. Esta glucosa se puede incorporar otra vez al camino glucolitico para formar el piruvatoCiclo de la glucosa-alanina 3.GlicerolEl glicerol provinente de las grasas es fosforilada en el citoplasma del hgado. Despus es oxidado para formar dihroxiacetona fosfato por una deshidrogenasa dependiente del NAD+.

4.Propionol CoAPropionil CoA se forma de las cadenas impares de cidos grasos y del esqueleto de carbono de algunos aminocidos. Se convierte en succinil CoA

La gluconeognesis y la glucolisis se regulan recprocamente de modo que una va es relativamente inactiva cuando la otra es activa. Los pasos reguladores son los siguientes:

Piruvato carboxilasaFructosa-1,6-bifosfatasaATPRegulacin hormonalRegulacin de la gluconeognesis1.Piruvato carboxilasaEs una enzima alosterica*. Acetil CoA es un activador de la piruvato carboxilasa para favorecer la generacin de oxaloacetato cuando el nivel de Acetil CoA es suficientemente alto.*Enzimasque cambian suconjunto conformacional tras la unin de unefector.

2. Fructosa-1,6-bifosfatasaEl citrato es un activador mientras que la fructosa-2,6-bifosfato y el AMP son inhibidores. Todos tienen un efecto exactamente opuesto sobre la fosfofructocinasa.

3. ATPLa gluconeognesis es estimulada por la presencia de ATP.4.Regulacion hormonal de la gluconeognesisLas hormonas glucagn y glucocorticoides incrementan la gluconeognesisLos glucocorticoides inducen la sntesis de las aminotransferasas hepaticas, de tal modo que proporcionan el sustrato para la gluconeognesisEl alto cociente de la glucagon-insulina tambin favorece la induccin de la sntesis de enzimas gluconeogenicas (PEPCK, fructosa-1,6-bifosfatasa y glucosa-6-fosfatasa).Al mismo tiempo, la sntesis de las enzimas glucoliticas HK, PFK, y PK son reprimidas.La insulina inhibe el proceso.

Funciones del glucgenoEl glucgeno es la forma de almacenaje de carbohidratos en el cuerpo humano. Los sitios principales de almacenaje son hgado y musculoLa funcin principal del glucgeno del hgado es proporcionar la glucosa durante el ayuno. Hgado: 10g/100g de tejido Musculo: 1-2g/100g de tejido

2. Cuando disminuye el nivel de la glucosa en la sangre, el glucgeno del hgado se degrada y ayuda a mantener el nivel de la glucosa de la sangre. Despus de consumir alimentos, la glucosa en la sangre se eleva, lo que causa la deposicin del glucgeno en hgado.

3. Cerca de 5 horas despus de tomar el alimento, la glucosa de la sangre tiende a disminuir. Pero el glucgeno es degradado a glucosa para cubrir las necesidades energticas. Despus de 18 horas de ayuno prolongado, la mayor parte del glucgeno del hgado se agota, cuando se hidrolizan las grasas del deposito y la necesidad energtica es resuelta por la oxidacin del acido graso.4. la funcin del glucgeno en el musculo es actuar como combustible de reserva para la contraccin muscular.

Degradacin del glucgenoGlucogenolisis 1.Fosforilasa del glucgenoLa glucgeno fosforilasa desprende glucosas del glucgeno (Fosforolisis)

Contiene fosfato del piroxidal (PLP) como grupo prosterico

1.Fosforilasa del glucgenoDesprende unidades de unidades de glucosa una por una..La enzima hidroliza secuencialmente los enlaces glucosidicos alfa-1,4 hasta tener un residuo de glucosa.

No puede romper el enlace alfa-1,6

2.Desramificacion por enzimas bifuncionalesEntonces un bloque de tres residuos de glucosa (trisacrido) se transfiere de una rama a otra.

El punto de ramificacin esta libre ahora.Entonces la alfa-1,6-glucosidasa puede hidrolizar la unidad glucosil restante unida mediante enlace alfa-1,6

2.Desramificacion por enzimas bifuncionalesEste residuo de glucosa es liberado como glucosa libre.

Con la eliminacin de la ramificacin, la enzima glucgeno fosforilasa puede proceder con su accin.

3. Fosfoglucomutasa La glucosa-1-fosfato es convertida a glucosa-6-fosfato por la fosfoglucomutasa

4. glucosa-6-fosfatasa en hgadoEn el hgado, la glucosa-6-fosfatasa heptica hidroliza la glucosa-6-fosfato a glucosa. La glucosa es liberada al torrente sanguneo.Glucosa-6-fosfatoGlucosa-6-fosfatasaGlucosaSangre5. El musculo carece de glucosa-6-fosfatasaEl musculo no puede liberar glucosa al torrente sanguneo porque no contiene glucosa-6-fosfatasa. En el musculo la glucosa-6-fosfato experimenta glucolisis para producir ATP para la contraccin muscular.Los pasos son los siguientes:

Activacin de la glucosaGlucgeno sintasaEnzima de ramificanteGlucognesisSntesis del glucgeno1. Activacin de la glucosaLa UPD-glucosa es formada de la glucosa-1-fosfato y de UTP (triosfato de la uridina) por la accin de la enzima pirofosforilasa de UPD-glucosa.Glucosa-1-fosfatoPirofosforilasa UDP-GlucosaUDP-GlucosaUTPPi++2.Glucogeno sintasaLa mitad de la glucosa de la UDP-glucosa se transfiere a una molcula primer del glucgeno (glucogenina). El primer es esencial para aceptar la unidad glucosilPrimer glucgenoGlucgeno sintasaGlucgeno UDP- glucosaUDP++En el paso siguiente, las unidades de glucosa activadas son agregadas secuencialmente por la enzima glucgeno sintasa.

La unidad de glucosa se agrega al extremo externo no reductor del primer de glucgeno para formar un enlace glucosidico alfa-1,4 y se libera el UDP.

3. Enzima de ramificante

La glucgeno sintasa puede agregar unidades de glucosa solamente mediante enlaces alfa-1,4.Para crear enlaces alfa-1,6 es necesaria una enzima ramificante.

Cuando la cadena de alarga a 11-12 residuos de glucosa, la enzima ramificadora transferir un bloque de 6-8 residuos a otro sitio.

Enzima ramificante: amilo-[1,4] > [1,6]- transglucosidasaGeneracin del AMP cclicoLas fosforilasas del hgado y del musculo son activadas por una cascada mediada por el AMP activada por una seal hormonalCuando la hormona se une al receptor especifico en la membrana plasmtica, la enzima adenil ciclasa es activada, la enzima convierte el ATP a AMP a AMP cclico. Cuando el nivel de AMP cclico se incrementa, este puede activar la protena cinasaLas vas de sntesis y degradacin se regulan recprocamente para prevenir ciclos vanos.La forma fosforilada de la glucgeno fosforilasa es activa

Activacin de la protena cinasaLa protena cinasa es una inactiva cuando las subunidades del ciclo cataltico y reguladores estn asociadas a otrasLa protena cinasa activa puede ahora convertir la fosforilasa cinasa a una forma activa fosforilada, que convierte la fosforilasa-b a la fosforilasa-a.

Enfermedades por la acumulacin de glucgeno