CONCEPTO.Los carbohidratos son las moléculas básicas del combustible de la célula. Y son derivados aldehídos o cetónicos.- Están ampliamente distribuidos en vegetales y animales.- El azúcar glucosa es el carbohidrato más importante.

En el organismo es convertida a otros carbohidratos que tienen funciones altamente específicas por ejemplo:

Glucógeno : AlmacenamientoRibosa : ácidos nucleicosGalactosa : En la lactosa de la leche.

CARBOHIDRATOS

CLASIFICACIÓN:

1. Monosacáridos: Son aquellos carbohidratos que no pueden ser hidrolizados en moléculas más sencillas. Ejm: Glucosa, fructosa, manosa, galactosa, etc.

2. Disacáridos: Por hidrólisis dan 2 monosacáridos iguales o diferentes, lactosa, sacarosa, maltosa.

3. Oligosacáridos: Por hidrólisis dan de 3 a 10 monosacáridos, Ejm: Dextrinas, maltotriosas.

4. Polisacáridos: Por hidrólisis dan más de 10 monosacáridos, Ejm: Almidón, glucógeno, proteoglicanos, etc.

Aldosas CetosasTriosas (C3H6O3)

Tetrosa (C4H8O4)

Pentosas (C5H10O5)

Hexosas (C6H12O6)

Glicerosa

Eritrosa

Ribosa

Glucosa

Dihidroxiacetona

Eritrulosa

Ribulosa

Fructusa

L.VCLOROFILA

Glucosa

Glucosa

FUENTE DE LOS CARBOHIDRATOS

1. Vegetal: Co2 + H2O C6H12O6 Almidón

2. Animal: Proteínas (AAs) Lípidos

DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE CARBOHIDRATOSDIGESTIÓN

• La transformación de los polisacáridos, oligosacáridos y disacáridos de la dieta en los monosacáridos correspondientes, se realiza en forma secuencial en el tracto gastrointestinal, mediante procesos de hidrólisis de sus enlaces glucosídicos.

• La acción es catalizada por una serie de enzimas hidrolíticas, que reciben en conjunto el nombre de glucosidasas.

- Los carbohidratos son fragmentados por enzimas para ser absorbidos al torrente sanguíneo.

- Las localizaciones principales de la digestión son:

. La boca . La luz del intestino delgado . El borde en cepillo de las células epiteliales de la

mucosa intestinal

1.Boca: a medida que el alimento se mastica en la boca , la amilasa salival, que es una -amilasa, actúa sobre el almidón y el glucógeno. A un PH que va de 6,6 – 6,8 y requiere del ión cloruro para su actividad.

- La - amilasa el actuar sobre cadenas lineales del almidón da: maltosa

(87%) y algo de glucosa (13%) y al actuar sobre las cadenas ramificadas da maltosa; glucosa, oligosacáridos -1,4 y -1,6 que sirven como punto de ramificación.

- La acción de la amilasa se detiene a medida que entra en el estomago,

pues se encuentra con una acidez elevada, a la cual se desnaturaliza (inactiva)

Amilasa Pancreática. Su acción lo ejerce en el intestino. PH de 7,1 activo. No requiere del ión Cl – para su actividad.La digestión de las dextrinas continúa.

Cuando la -amilasa pancreática completa su hidrólisis del almidón la luz intestinal contiene principalmente: glucosa, maltosa, maltriosa, isomaltosa, -dextrina límite (1 o más enlaces -1,6 glucosídicos), lactosa sacarosa procedente de la dieta. Isomaltosa. Hidroliza enlaces -1,6 glucosídicos. Actúa a PH básico, da glucosa y maltotriosa.

-Glucosidasa

Carbohidratos de la dieta

Polisacáridos (almidón) Disacáridos Monosacáridos

– Amilasa

–dextrinas Maltotriosa Maltosa Lactosa Sacarosa

-dextrinasa

Lactasa Sacarasa

Glucosa Fructosa Galactosa Manosa

Saliva y jugo pancreático

Intestino delgado

Absorción intestinal

Representación esquemática de la digestión de los carbohidratos de la dieta

HO-CH2 HO-CH2 CH2 6 CH2

4 1 4 1 4 1 4 1

Glucosa Enlaces (1 4)

ESTRUCTURA DEL ALMIDÓN

1

Enlace(1 6)

Amilopectina 80%

1.Disacáridasas: Los disacáridos se hidrolizan en el borde en cepillo mediante la L-D glucosidasas especificas, que se hallan en el lado lumninal de la membrana celular.

maltasa: pH: 5,8 – 6,2 maltosa 2 glucosas

Lactasa: pH: 5,4 – 6,0 Lactosa glucosa, galactosa

Sacarasa: pH 5,0 – 7,0 sacarosa glucosa, fructosa

Trehalasa trehalosa glucosa

En un disacárido de reserva y el azúcar de transporte en los insectos y se encuentra también en los hongos.

Almidón (polisacárido)

maltosa, glucosa, maltotriosa dextrinas, oligosacáridos L-1,4 y

L-1,6

Amilasa salival

AlmidónOligosacáridos – 1,6

maltosa, glucosaoligosacaridos

1, 6

Amilasa pancreática

Isomaltasamaltosa

Disacáridasa glucosa (monosacárido)

CARBOHIDRATOS NO DIGERIBLES

Existen muchos carbohidratos en nuestra dieta para los que carecemos de enzimas capaces de hidrolizarlos. Entre ellos se encuentra la celulosa, la inulina el agar y los heteropolisacáridos de origen vegetal.

Estos carbohidratos tienen interés dietético, ya que su presencia en elevadas proporciones facilita el tránsito de las heces a través del intestino grueso. Algunos producen sin embargo, trastornos intestinales, puesto que son consumidos por las bacterias intestinales dando lugar a la formación de grandes cantidades de gases, ácido láctico y productos que irritan el intestino.

La lactosa de la leche constituye también un carbohidrato no digerible para muchos adultos. Ello se debe a la pérdida de lactasa intestinal en el adulto, la cual llega a ser casi absoluta en algunas razas, como orientales y negros africanos.

ABSORCIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS

Los monosacáridos se absorben a nivel del yeyuno por 2 mecanismos:

. Transporte activo secundario. . Difusión simple.

Transporte activo secundario

- Se realiza en contra de un gradiente de concentración (glucosa)

- Requiere de ATP (Bomba de Na+/K+ ATPasa) - Requiere de Na que ingresa a favor de su gradiente de

concentración. Ejemplo: * Glucosa * Galactosa

Las configuraciones moleculares necesarias para el transporte activo son

las siguientes: - Debe estar presente un anillo piranoso - Metilo sustituido en C5

HO

HO OH

OH

CH2OH

5

4

3 2

1

Difusión Simple:

A mitad de la digestión de una comida, la hidrólisis de los oligosacáridos en el intestino delgado da lugar a una elevada concentración de glucosa en el lado luminal de la membrana de las células en cepillo. Dicha concentración es superior a la de interior de la célula y ello favorece el paso de la glucosa por un proceso pasivo, no dependiente de energía.

Ejemplo: * Fructosa * La Glucosa en menor proporción

- El transporte activo esta acoplado a la bomba de Na+ y K+ o aun sistema independiente del Na+ (GLUTS)

- La fructosa se absorbe más lentamente que la glucosa y la galactosa, la absorción se lleva a cabo por difusión a favor del gradiente de concentración mediante un transportador facilitador independiente de Na+ (GLUTS)

- La glucosa favorece la absorción de la fructosa.

- En condiciones normales, circula poca fructosa en la sangre aparte de la que proviene de

la dieta.

Captación de la Glucosa por los Tejidos:

GLUT 1: este transportador de glucosa se ha encontrado en el cerebro y eritrocitos actúa como una puerta en la cual la proteína une al azúcar en la superficie externa de la membrana y sufre cambio conformacional que conduce al azúcar hacia el interior de la célula, donde se desune. GLUT 1 se una a la CITOCALASIN B. que es un inhibidor.Tiene una afinidad elevada para la glucosa.

SGLT 1: constituye un sistema específico de transporte de Na+ para la glucosa y la galactosa.El sistema SGLT es inhibido por la FLORICINA, que es un glucósido vegetal.

GLUT 2: Es el transportador de glucosa a nivel de hígado, riñón, intestino y células B pancreática. Es inhibido por CITOCALASIN B.

GLUT 4: Es la isoforma dependiente de insulina se encuentra presente en el músculo y células adiposas.

TRANSPORTE:

- La glucosa sale de la célula por transporte facilitado y difunden hacia los capilares de la mucosa, pasa al sistema porta mediante el que se transportan primero al hígado y luego al resto del organismo.

-La glucosa para ingresar a cualquier tejido extrahepático (cerebro, corazón, músculo y riñón, etc.) requiere la presencia de insulina.

DIGESTION ABSORCION CHO Glucosa G GLUCOSA

Permeable

Insulina

Hígado

MúsculoCerebro, riñónEtc.

C.E.I.

CO2

C.K

Citrato

ATP energía

2CO2+H2O

Acetil Co A

A.G

T.G

Glicerol

NADPH2

Ribosas: ADN, ARN, coenzimas

Glucosa 1-p Glucógeno más en el músculo que en el hígado

H = 6 %

M = 1 %

V. PENTOSASVía Glicolítica

Acetil Co A (2)

Hígado Glucosa

GLUCOCINASA

G- 6- P

Piruvato (3)

Via de ácido Urónico Mucopolisacaridos PG, GP, GAG

La glucosinasa es inducida por la insulina

GLUCOLISIS

- La glucólisis es el conjunto de reacciones bioquímicas a través de las cuales la glucosa es metabolizada hasta producir compuestos de tres átomos de carbono, tales como el piruvato o el lactato, rindiendo energía metabolica (ATP).- Constituye la vía principal para la utilización de la glucosa y se lleva a cabo en el citosol de todas las células.- Es una vía única.Condiciones Aerobias:

En condiciones aerobias la glucosa se transforma en piruvato este se descarboxila y da lugar a la Acetil co A, que entra en el ciclo de Krebs, donde es oxidado a CO2 y H2O, en cuyo caso se habla de glucolisis aerobia.

C.KATP

2CO2+H2O

inasaGlu cosGlucosa G-6-P Piruvato Acetil Co A

(3 c) CO2 (2 c)

Condiciones Anaerobias:

En ausencia de oxigeno, el piruvato generado a partir de la glucosa es transformado en lactato, para mantener los niveles indispensables de NAD+, en cuyo caso se habla de una glucólisis anaerobia o fermentación láctica.

NADH+H+ NAD+

Glucosa G-6-P Piruvato Lactato (3 c) (3 c)

Glucosinasa

- En ciertos organismo inferiores también es posible la conversión del piruvato en otros compuestos, tales como el etanol, o el ácido propiónico, entre otros, hablándose entonces de fermentación alcohólica o propiónica.

- La glucólisis sirve también como fuente de piruvato para la síntesis de compuestos tales como los ácidos grasos o el colesterol, entre otros.

- En la glucólisis anaerobia debe intervenir mayor cantidad de glucosa para proporcionar la misma cantidad de energía que la obtenida en condiciones aerobias.

ETAPAS DE LA GLUCÓLISIS

La vía glucolítica consta de una secuencia de 10 reacciones que tienen lugar en el citoplasma celular. Desde un punto de vista energético es posible dividirla en 2 fases diferenciadas. En la primera, que da nombre a la vía entera, la glucosa es convertida en compuestos de 3 átomos de carbono, uno de los cuales, el gliceraldehido – 3 – fosfato, es metabolizado a continuación en una segunda fase, donde se formaran moléculas de ATP.

A partir de una molécula de glucosa se forman pues, dos moléculas de gliceraldehido – 3 – fosfato en la primera fase de la glucólisis y a continuación estas moléculas se transforman en dos de piruvato con la generación de cuatro moléculas de ATP. Primera fase de la glucólisis

En la primera fase de la glucólisis se modifica la molécula de glucosa para generar fructosa – 1,6 - bisfosfato, la cual será disgregada en dos triosas fosfato. Así pues, las reacciones iníciales de la primera fase de la glucólisis están orientadas a la obtención de un derivado de la glucosa con dos grupos fosfato.

FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA

La glucosa entra en la vía glucolítica mediante su fosforilación a glucosa – 6 – fosfato función que es realizada por 2 enzimas:

1.HEXOCINASA:

- Es una enzima regulatoria que fosforila a la glucosa, es inhibida por su propio producto es decir la glucosa – 6 – fosfato.- Están presentes a una concentración constante en las células.- La hexocinasa, que existe virtualmente en todas las células hepáticas, tiene una gran afinidad (Km ) por su sustrato, la glucosa.- Su función consiste en asegurar el suministro de glucosa a los tejidos, aún en presencia de concentraciones bajas de glucosa sanguínea, al fosforilar lo cual mantiene un alto gradiente de concentración de glucosa entre la sangre y el medio intracelular

2. GLUCOCINASA:

- Esta enzima también fosforila a la glucosa, se encuentra en las células del parénquima hepático y en la de los islotes pancreáticos, pero esta ausente en músculo.- La función de la glucosinasa es la de eliminar la glucosa de la sangre después de la ingestión de alimentos.- En comparación con la Hexocinasa tiene una Km para la glucosa (poca afinidad) y opera de modo optimo en concentraciones de glucosa sanguínea por arriba de los 5 mmol/L.- Es especifica para la glucosa.

BALANCE ENERGÉTICOConsiste en determinar cuantos ATP se forman en cada vía:

1)Condición Anaeróbica

Nº de P formados Por molécula de glucosa

Tenemos que establecer que por cada molécula de D-glucosa se obtienen 2 moléculas de L-lactato y se tiene:

Reacción Catalizada por: Método de Producción de P

Fosfoglicerato cinasa fosforilación al nivel del sustrato 2

Piruvato cinasa fosforilación al nivel del sustrato 2

4 Cantidad de ATP consumidas por reacciones catalizadas por : - 2

La Hexocinasa y la fosfofructocinasa TOTAL = 2 ATP

2) Condición Aeróbica

Tenemos que establecer que por cada molécula de D – glucosa se obtienen 2 moléculas de piruvato y se tiene:

Reacción Catalizada por: Método de Producción de P Nº de P formados Por molécula de glucosa

Gliceraldehido -3- fosfato oxidación de 2 NADH en la 6*Deshidrogenasa cadena respiratoria

Fosfoglicerato cinasa fosforilación a nivel del sustrato 2

Piruvato cinasa fosforilación a nivel del sustrato 2

10

Cantidad de ATP consumida por reacciones catalizadas por la - 2

Hexocinasa y la fosfofructocinasa TOTAL = 8 ATP

. En la vía aeróbica se generan 2 moléculas de NADH como resultado neto.

. Como consecuencia de la actividad de la lanzadera de malato – aspartato este NADH citoplasmático genera NADH mitocondrial, que al ceder sus electrones a la cadena respiratoria y por acoplamiento con la fosforilación oxidativa, puede generar 3 ATP por molécula de NADH.

. En este caso, a partir de los 2NADH generadas en la glucólisis se formarán seis moléculas de ATP en la mitocondria.REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS

La regulación de la glucólisis se realiza por:

1) Disponibilidad de sustratos: glucosa, ADP, pi, NAD+

2) Oxidación – Reducción celular: NAD+/NADH + H

3) Actividad Enzimática: la glucólisis se regula por 3 enzimas que catalizanreacciones irreversibles ( o sin equilibrio) y son las siguientes:

1. HEXOCINASA

2. FOSFOFRUCTOCINASA 3. PIRUVATOCINASA

HEXOCINASA

FOSFOFRUCTOCINASA

PIRUVATOCINASA

Glucosa -6- fosfato

Glucosa

Fructosa -6- fosfato

Fructosa – 1,6 – bisfosfato

Fosfoenol piruvato

Piruvato