METABOLISMO DE LOS CARBBHIDRATOS

METABOLISMO DE LOSCARBBHIDRATOSMETABOLISMO DE LOSCARBBHIDRATOS

GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS

METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSGLUCONOEGENESISMETABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSGLUCONOEGENESIS

Definición;Definición;

la formación de moléculasnuevas de glucosa o glicógenoa partir de precursores que noson hidratos de carbono la formación de moléculasnuevas de glucosa o glicógenoa partir de precursores que noson hidratos de carbono

Sustratos principales:Sustratos principales:

1.Aminoácidos glucogénicos(alanina)1.Aminoácidos glucogénicos(alanina)

2.Alfa-cetoacidos ( moléculas quederivan de los aminoácidos2.Alfa-cetoacidos ( moléculas quederivan de los aminoácidos

3.Lactato ( se produce en elmúsculo esquelético y eleritrocito)3.Lactato ( se produce en elmúsculo esquelético y eleritrocito)

4.Glicerol ( proviene delcatabolismo de lostriacilgliceroles)4.Glicerol ( proviene delcatabolismo de lostriacilgliceroles)

5.Piruvato ( se genera de laglicólisis)5.Piruvato ( se genera de laglicólisis)

6.Propianato ( ácido grasoglucogénico en rumiantes)6.Propianato ( ácido grasoglucogénico en rumiantes)

METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DECARBONOGLUCONEOGENESISMETABOLISMO DE LOS HIDRATOS DECARBONOGLUCONEOGENESIS

Producción principal ; el hígadoProducción principal ; el hígado

Acidosis metabólica e inanición ; riñón(corteza renal)Acidosis metabólica e inanición ; riñón(corteza renal)

Citoplasma/mitocondriaCitoplasma/mitocondria

La falla de la gluconeogenesis; la muerteLa falla de la gluconeogenesis; la muerte

Consume energía ( requiere de la hidrólisisde 6 enlaces de fosfato de alta energía)Consume energía ( requiere de la hidrólisisde 6 enlaces de fosfato de alta energía)

GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS

METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISMETABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESIS

Reacciones ( se utilizan vías alternas);Reacciones ( se utilizan vías alternas);

1.Síntesis de PEP (fosfoenolpiruvato)1.Síntesis de PEP (fosfoenolpiruvato)

2.Conversión de la fructosa -1-6 bifosfato en fructosa-6-fosfato2.Conversión de la fructosa -1-6 bifosfato en fructosa-6-fosfato

3.Formación de glucosa a partir de glucosa-6-fosfato3.Formación de glucosa a partir de glucosa-6-fosfato

Cada una de estas reacciones anteriores esta emparejadacon una reacción opuesta irreversible en la glicólisis (ciclode sustrato) Cada una de estas reacciones anteriores esta emparejadacon una reacción opuesta irreversible en la glicólisis (ciclode sustrato)

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO ( PEP)METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO ( PEP)

2 enzimas2 enzimas

A.PiruvatocarboxilasaA.Piruvatocarboxilasa

B.PEP carboxiquinasaB.PEP carboxiquinasa

La célula realiza unagran inversiónenergética, seconsumen dosenlaces rico-energéticos La célula realiza unagran inversiónenergética, seconsumen dosenlaces rico-energéticos

1.ATP – mitocondrial1.ATP – mitocondrial

2.GTP - citosol2.GTP - citosol

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)

La piruvato carboxilasa(mitocondrial)convierte el piruvatoen oxalacetato (OAA)La piruvato carboxilasa(mitocondrial)convierte el piruvatoen oxalacetato (OAA)

Requiere de lacoenzima biotinaRequiere de lacoenzima biotina

Requiere de HCO3-como donador de CO2y una molécula de ATPRequiere de HCO3-como donador de CO2y una molécula de ATP

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)

El oxalacetato (OAA)se descarboxila yfosfórila por la PEPcarboxiquinasa en unareacción impulsada porla hidrólisis de laguanosina trifofosfato( GTP)El oxalacetato (OAA)se descarboxila yfosfórila por la PEPcarboxiquinasa en unareacción impulsada porla hidrólisis de laguanosina trifofosfato( GTP)

El GTP dona gruposfosfato y mg+El GTP dona gruposfosfato y mg+

La reacción libera CO2La reacción libera CO2

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATP ( PEP)METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATP ( PEP)

La membrana mitocondrial esimpermeable al OAALa membrana mitocondrial esimpermeable al OAA

Las células que carecen de PEPcarboxiquinasa mitocondrialLas células que carecen de PEPcarboxiquinasa mitocondrial

Transferencia del OAA alcitoplasmaTransferencia del OAA alcitoplasma

Lanzadera de malato :Lanzadera de malato :

El OAA se convierte en malato porla malato deshidrogenasamitocondrialEl OAA se convierte en malato porla malato deshidrogenasamitocondrial

El malato se traslada hacia elcitoplasma ; malato – alfa-cetoglutarato mitocondrialEl malato se traslada hacia elcitoplasma ; malato – alfa-cetoglutarato mitocondrial

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISCONVERSION DE LA FRUCTOSA – 1,6-BIFOSFATO ENFRUCTOSA -6-FOSFATOMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISCONVERSION DE LA FRUCTOSA – 1,6-BIFOSFATO ENFRUCTOSA -6-FOSFATO

La fructosa -1,6 –bifosfatasa; cataliza estaconversionLa fructosa -1,6 –bifosfatasa; cataliza estaconversion

Irreversible en condicionescelularesIrreversible en condicionescelulares

Se encuentra en el hígado,riñones y músculoesqueléticoSe encuentra en el hígado,riñones y músculoesquelético

Falta en el corazón ymúsculo lisoFalta en el corazón ymúsculo liso

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISFORMACION DE GLUCOSA A PARTIR DEGLUCOSA – 6-FOSFATOMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISFORMACION DE GLUCOSA A PARTIR DEGLUCOSA – 6-FOSFATO

La glucosa-6-fosfatasa;solo se encuentra en elhígado y riñónLa glucosa-6-fosfatasa;solo se encuentra en elhígado y riñón

Cataliza la reacciónirreversible de laglucosa-6-fosfato paraformar; glucosa + PiCataliza la reacciónirreversible de laglucosa-6-fosfato paraformar; glucosa + Pi

La glucosa se libera ala sangreLa glucosa se libera ala sangre

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSUSTRATOS GLUCONEOGENICOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSUSTRATOS GLUCONEOGENICOS

Ciclo de Cori o del ácidoláctico:Ciclo de Cori o del ácidoláctico:

El lactato se libera por lascélulas musculares durante elejercicioEl lactato se libera por lascélulas musculares durante elejercicio

El lactato se libera deleritrocito y otras célulascarentes de mitocondrias obajas concentraciones de 02El lactato se libera deleritrocito y otras célulascarentes de mitocondrias obajas concentraciones de 02

El lactato en el hígado seconvierte en piruvato por lalactato deshidrogenasaEl lactato en el hígado seconvierte en piruvato por lalactato deshidrogenasa

Luego el piruvato en glucosapor la gluconeogenesisLuego el piruvato en glucosapor la gluconeogenesis

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSUSTRATOS GLUCONEOGENICOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSUSTRATOS GLUCONEOGENICOS

EL glicero:EL glicero:

Producto del metabolismode las grasas en el tejidoadiposoProducto del metabolismode las grasas en el tejidoadiposo

Se transporta al hígado endonde se convierte englicerol-3-fosfato por laglicerolquinasa (hepática)Se transporta al hígado endonde se convierte englicerol-3-fosfato por laglicerolquinasa (hepática)

La 0xidacion del glicerol-3-fosfato para formar DHAPse produce cuando lasconcentracionescitoplasmáticas de NAD+son elevadasLa 0xidacion del glicerol-3-fosfato para formar DHAPse produce cuando lasconcentracionescitoplasmáticas de NAD+son elevadas

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSSUSTRATOS GLUCONEOGENICOSCICLO GLUCOSA-ALANINAMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSSUSTRATOS GLUCONEOGENICOSCICLO GLUCOSA-ALANINA

Alanina ( aminoácido masimportante)Alanina ( aminoácido masimportante)

Transportado desde el músculohasta el hígado durante unperiodo de ayunoTransportado desde el músculohasta el hígado durante unperiodo de ayuno

El músculo en ejercicio;produce grandes cantidades depiruvatoEl músculo en ejercicio;produce grandes cantidades depiruvato

El piruvato es convertido enalanina por r3eacciones detransaminacion conparticipación deglutamatoalanina transaminasaEl piruvato es convertido enalanina por r3eacciones detransaminacion conparticipación deglutamatoalanina transaminasa

METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSREGULACION DE LA GLUCONOEGENESISMETABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSREGULACION DE LA GLUCONOEGENESIS

Ritmo se afecta por:Ritmo se afecta por:

1.Disponibilidad de los sustratos (concentracioneselevadas de glicerol,lactato y aminoácidos)1.Disponibilidad de los sustratos (concentracioneselevadas de glicerol,lactato y aminoácidos)

inducción y represión de la síntesis de enzimasimportantes) inducción y represión de la síntesis de enzimasimportantes)

2. Efectos alostericos2. Efectos alostericos

3. Las hormonas/modificaciones covalentes3. Las hormonas/modificaciones covalentes

METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSREGULACION DE LA GLUCONEOGENESISMETABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSREGULACION DE LA GLUCONEOGENESIS

Efectos alostericos:Efectos alostericos:

Cuatro enzimasclaves : Cuatro enzimasclaves :

1.Piruvato carboxilasa1.Piruvato carboxilasa

2.PEP carboxiquinasa2.PEP carboxiquinasa

3.Fructosa – 1,6-bifosfatasa3.Fructosa – 1,6-bifosfatasa

4.Glucosa-6-fosfatasa4.Glucosa-6-fosfatasa

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACION GLUCONEOGENESIS Y GLICOLISISLA CAPTACION DE LA GLUCOSA EN LOS TEJIDOS EXTRAHEPATICOSLIMITA LA VELOCIDAD DE SU USOMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACION GLUCONEOGENESIS Y GLICOLISISLA CAPTACION DE LA GLUCOSA EN LOS TEJIDOS EXTRAHEPATICOSLIMITA LA VELOCIDAD DE SU USO

METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSREGULACIONMETABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSREGULACION

Hexocinasa/glucocinasaHexocinasa/glucocinasa

Hexocinasa:tiene una Km bajapara la glucosa (alta afinidad) en elhígado se satura y actúa a unavelocidad constante condicionesnormalesHexocinasa:tiene una Km bajapara la glucosa (alta afinidad) en elhígado se satura y actúa a unavelocidad constante condicionesnormales

Glucocinasa:Km mucho mas alta (baja afinidad)para la glucosa, suafinidad aumenta por arriba delalcance fisiológico deconcentraciones de glucosaGlucocinasa:Km mucho mas alta (baja afinidad)para la glucosa, suafinidad aumenta por arriba delalcance fisiológico deconcentraciones de glucosa

La glucocinasa; favorece lacaptación hepática de glucosa enaltas concentraciones, después deingerir carbohidratosLa glucocinasa; favorece lacaptación hepática de glucosa enaltas concentraciones, después deingerir carbohidratos

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACION HORMONALEFECTO DE LA INSULINAMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACION HORMONALEFECTO DE LA INSULINA

Se produce en las células betade los islotes de Langerhansen el páncreasSe produce en las células betade los islotes de Langerhansen el páncreas

La concentración de insulinaen la sangre es análoga a la dela glucosa en la sangreLa concentración de insulinaen la sangre es análoga a la dela glucosa en la sangre

Disminuye en forma inmediatala glucosa de la sangremediante el transporte de laglucosa hacia el tejido adiposoy el músculoDisminuye en forma inmediatala glucosa de la sangremediante el transporte de laglucosa hacia el tejido adiposoy el músculo

(transportador de glucosaGlut 4) (transportador de glucosaGlut 4)

Conduce a la síntesis demoléculas nuevas;Conduce a la síntesis demoléculas nuevas;

GLucocinasaGLucocinasa

PFK-1PFK-1

PFK-2PFK-2

METABOLISMO DE LA GLUCOSAEFECTO DE LA INSULINAMETABOLISMO DE LA GLUCOSAEFECTO DE LA INSULINA

Estimulación;Estimulación;

1.Hiperglicemia (aumento dela glucosa en la sangre)1.Hiperglicemia (aumento dela glucosa en la sangre)

2.Aminoácidos2.Aminoácidos

3.Ácidos grasos libres3.Ácidos grasos libres

4.Cuerpos cetónicos4.Cuerpos cetónicos

5.Glucagon5.Glucagon

6.Secretina6.Secretina

7.Sulfonilurea7.Sulfonilurea

8.Tolbutamida8.Tolbutamida

9.Gliburido9.Gliburido

10.Aumento del ATP en lacélula beta pancreática10.Aumento del ATP en lacélula beta pancreática

Inhiben ;Inhiben ;

1.Adrenalina1.Adrenalina

2.noradrenalina2.noradrenalina

METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO DEL GLUCAGON(EFECTO HIPERGLICEMICO )METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO DEL GLUCAGON(EFECTO HIPERGLICEMICO )

Producida en las células A de losislotes pancreáticosProducida en las células A de losislotes pancreáticos

La hipoglicemia estimula su secreciónLa hipoglicemia estimula su secreción

Estimula la glucógenolisis al acelerar lafosforilasa en el hígadoEstimula la glucógenolisis al acelerar lafosforilasa en el hígado

Aumenta la gluconeogenesis a partirde aminoácidos y el lactatoAumenta la gluconeogenesis a partirde aminoácidos y el lactato

Actúa generando cAMPActúa generando cAMP

METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO HIPERGLICEMICOMETABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO HIPERGLICEMICO

Inhibe la acción de la enzima glucoliticapiruvato quinasaInhibe la acción de la enzima glucoliticapiruvato quinasa

disminuye la concentración de fructosa-2-6bifosfatodisminuye la concentración de fructosa-2-6bifosfato

Aumenta la función de la PFK-2Aumenta la función de la PFK-2

Reduce la función de la PFK-1Reduce la función de la PFK-1

Libera la inhibición de fructosa-1-6 bifosfatasaLibera la inhibición de fructosa-1-6 bifosfatasa

Conduce a la síntesis de moléculas nuevas:Conduce a la síntesis de moléculas nuevas:

1.PEP carboxilasa1.PEP carboxilasa

2.Fructosa 1-6 bifosfato2.Fructosa 1-6 bifosfato

3.Glucosa – 6-fosfato3.Glucosa – 6-fosfato

METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO HORMONALMETABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO HORMONAL

Glándula hipófisis anterior ; aumentan laconcentración de glucosa en sangre ycontrarrestan la acción de La insulina)Glándula hipófisis anterior ; aumentan laconcentración de glucosa en sangre ycontrarrestan la acción de La insulina)

1.Hormona del crecimiento : reduce lacaptación de glucosa en el músculo1.Hormona del crecimiento : reduce lacaptación de glucosa en el músculo

2.ACTH ( adrenocorticotropina)2.ACTH ( adrenocorticotropina)

METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO HORMONALMETABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO HORMONAL

Corteza suprarrenal:Corteza suprarrenal:

Incrementan la gluconeogenesisIncrementan la gluconeogenesis

Mayor captación hepática de aminoácidos y aumento deamidotransferasaMayor captación hepática de aminoácidos y aumento deamidotransferasa

Inhiben el uso de glucosa en los tejidos extrahepaticosInhiben el uso de glucosa en los tejidos extrahepaticos

1.Glucocorticoides (oxiesteroides-11)1.Glucocorticoides (oxiesteroides-11)

Medula suprarenal:Medula suprarenal:

Producen glucógenolisis en el hígado y el músculoProducen glucógenolisis en el hígado y el músculo

Estimulando la fosforilasaEstimulando la fosforilasa

Genera CAMPGenera CAMP

1.Adrenalina1.Adrenalina

2.noradrenalina2.noradrenalina

METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO HORMONALMETABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO HORMONAL

1.Cociente insulina/glucagon (principal efectoregulador)1.Cociente insulina/glucagon (principal efectoregulador)

Comida de carbohidratos;cociente de insulina glucagon es elevado,predomina en el hígado la glucólisis sobre lagluconeogenesisComida de carbohidratos;cociente de insulina glucagon es elevado,predomina en el hígado la glucólisis sobre lagluconeogenesis

Periodo de ayuno, poco carbohidratos y muchasgrasa;cociente insulina glucagon es bajo y predomina lagluconeogenesis sobre la glucólisisPeriodo de ayuno, poco carbohidratos y muchasgrasa;cociente insulina glucagon es bajo y predomina lagluconeogenesis sobre la glucólisis

METABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO METABOLISMOMETABOLISMO DE LOSCARBOHIDRATOSEFECTO METABOLISMO

1.Cantidad elevada de cAMP;incrementa laglucólisis1.Cantidad elevada de cAMP;incrementa laglucólisis

Cantidades bajas de AMP incrementan elflujo a través de la gluconeogenesis aexpensas de la glucólisisCantidades bajas de AMP incrementan elflujo a través de la gluconeogenesis aexpensas de la glucólisis

2.Control del ciclo PFK-1/fructosa 1,6bifosfatasa2.Control del ciclo PFK-1/fructosa 1,6bifosfatasa

3.Piruvato quinasa permite retenciónmáxima de PEP3.Piruvato quinasa permite retenciónmáxima de PEP

GLUCONEOGENESISBALANCE TOTAL ENERGETICOGLUCONEOGENESISBALANCE TOTAL ENERGETICO

Vía anabólica muy costosa desde el punto de vistaenergético:Vía anabólica muy costosa desde el punto de vistaenergético:

Por cada molécula de glucosa que se forme a partir depiruvato se requieren dos moléculas de ATPPor cada molécula de glucosa que se forme a partir depiruvato se requieren dos moléculas de ATP

1.Piruvato+HCO3-+ATP—oxaloacetato+ADP+Pi+H1.Piruvato+HCO3-+ATP—oxaloacetato+ADP+Pi+H

2.3-fosfoglicerato +ATP--- 1,3-difosfoglicerato+ADP+Pi+H2.3-fosfoglicerato +ATP--- 1,3-difosfoglicerato+ADP+Pi+H

Se necesito un enlace rico-energético proveniente del GTPen la reacción:Se necesito un enlace rico-energético proveniente del GTPen la reacción:

1.Oxalacetato+GTP-----PEP+CO2+GDP+Pi1.Oxalacetato+GTP-----PEP+CO2+GDP+Pi

Se gasto una molécula de NADH+ + H+ n la reacción:Se gasto una molécula de NADH+ + H+ n la reacción:

1.1,3 difosfoglicerato+NADH + H+----- gliceraldehido-3-fosfato+NADH+Pi1.1,3 difosfoglicerato+NADH + H+----- gliceraldehido-3-fosfato+NADH+Pi

El balance total de inversión en la síntesis de una moléculade glucosa es: ( 2 MOLECULAS DE PIRUVATO) El balance total de inversión en la síntesis de una moléculade glucosa es: ( 2 MOLECULAS DE PIRUVATO)

4 moléculas de ATP,2 moléculas de GTP Y 2 moléculas deNADH + H+4 moléculas de ATP,2 moléculas de GTP Y 2 moléculas deNADH + H+