metabolismo de los glúcidos · el metabolismo de la glucosa ocupa una posición central dentro del...
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Metabolismo de los glúcidos
• La mayoría de los glúcidos que se ingieren con el alimento son polisacáridos.
• Su hidrólisis en el tubo digestivo proporciona sus monosacáridos constituyentes que se absorben en el intestino y pasan a la sangre
• La glucosa es el monosacárido que se absorbe en mayor abundancia
• Se absorben por difusión facilitada
Principales rutas metabólicas de la glucosa
Estructura básica de la amilopectina y la amilosa. Se indican los productos de degradación después de la actuación de la amilas a (flecha roja): maltosa, maltotriosa y dextrina límite. La acción po sterior de isomaltasa(flecha azul) y maltasa (flecha gris) dará moléculas de glucosa. (b) Enzimas y productos implicados en la digestión de l os hidratos de carbono.
El metabolismo de la glucosa ocupa una posición cen tral dentro del metabolismo energético de las células
El principal proceso de degradación de la glucosa, prod ucido en el citoplasma de todas las células, es la glucólisi s
Cuando los niveles de glucosa en sangre son elevados el hígado y el m úsculo esquelético pueden emplear la glucosa para sintetizar glucógeno que almacenan
• GLUCÓLISIS: lisis o escisión de la glucosa.
• serie de nueve reacciones
• cada una catalizada por una enzima específica citosó lica
• Producto: 2 moléculas de piruvato, 2 ATP y 2 de NADH por cada molécula de glucosa
• Se realiza en el citoplasma en condiciones anaerobias
• Los primeros cuatro pasos: fosforilar a la glucosa y con vertirla en 2 moléculas de 3 carbonos (gliceraldehído fosfato)
• Se invierten dos moléculas de ATP para activar la gluc osa y prepararla para su ruptura
• Pasos siguientes: oxidación y obtención de NADH y A TP
Dos etapas:
Primera etapase utilizan 2 ATP
Segunda etapa produce 4 ATP y 2 NADH.
Otros azúcares, adem ás de la glucosa, como la manosa, galactosa y las pentosas, así como el glucógeno y el almidón, pueden ingresar en la glucólisis una vez convertidos en glucosa 6-fosfato.
Paso 1
La serie de reacciones glucolíticas se inicia con la activación de la glucosa Glucosa + ATP--- glucosa 6 fosfato + ADPLa reacción es exergónica
Parte de la energía liberada se conserva en el enlace que une al fosfato con la molécula de glucosa que entonces se energiza.
Paso 2
La glucosa 6-fosfato sufre unareacción de reordenamientocatalizada por una isomerasa,con lo que se forma fructosa 6-fosfato
Glucosa 6-P isomerasa
Paso 3
La fructosa 6-fosfato acepta unsegundo fosfato del ATPse genera fructosa 1,6-difosfato
Hasta ahora se han invertido dosmoléculas de ATP y no se harecuperado energía.
fosfofructoquinasa
La fosfofructoquinasa es una enzima alostérica
Es el principal mecanismo regulador de la glucólisis.
ATP es un regulador alostérico que la inhibe.
Si ATP en cantidades suficientes inhibe la activida d de la enzim a y así
cesa la producción de ATP y se conserva glucosa.
Al agotar la célula la provisión de ATP, la enzima se desinhibe y se
reanuda la degradación de la glucosa.
La fructosa 1,6 -difosfato se divide luego en dos azú cares de 3 carbonos.
La dihidroxiacetona fosfato es convertida enzim áticamente(isomerasa) en gliceraldehído fósfato.
Paso 4
Paso 5
PGAL se oxida, se eliminan átomos de hidrógeno con sus electrones, y el NAD+ se reduce a NADH.
Esta es la primera reacción de la cual la célula cosecha energía.
El producto de esta reacción es el fosfoglicerato.
Este compuesto reacciona con un fosfato inorgánico (Pi) para formar 1,3 difosfoglicerato.
El grupo fosfato recién incorporado se encuentra unido por medio de un enlace de alta energía.
Paso 6
El fosfato rico en energía reacciona con el ADP para formar ATP.
En total dos moléculas de ATP por molécula de glucosa
Esa transferencia de energía desde un compuesto con un fosfato, de alta energía se conoce como fosforilación a nivel de sustrato
2 molec. Ácido 1,3 difosfoglicérico
2 molec. Ácido 3 fosfoglicérico
Paso 7
El grupo fosfato remanentese transfiere enzimáticamentede la posición 3 a la posición 2
Dos Ácido 2-fosfoglicérico
Paso 8
Se elimina una molécula de agua
Este reordenamiento interno de la molécula concentra energía en la vecindad del grupo fosfato
El producto es el ácido
fosfoenolpirúvico (PEP )
Ácido 2- fosfoglicérico
Ácido fosfoenolpirúvico
Enolasa
Paso 9
El ácido fosfoenolpirúvico tiene la capacidad de transferir su grupo fosfato a una molécula de ADP para formar ATP y ácido pirúvico
Dos moléculas de ATP y dos de ácido pirúvico por cada molécula de glucosa
Piruvato quinasa
Ecuación general de la Gluc ólisis
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ +2 H2O
Rutas de incorporación de otros monosacáridos a la ruta de la glucólisis
• Regulación de la glucolisis :• La enzima hexoquinasa• La isoenzima de la hexoquinasa en hígado se llama
glucoquinasa tiene menor afinidad por la glucosa y KM más alta
• La fosfofructoquinasa es la enzima clave en el control de la glucolisis; es una enzima alostérica y está regulada por metabolitos activadores AMP e inhibidores ATP.
• La piruvato quinasa es inhibida por el ATP, Acetil-CoA Es activada por F1,6-BP
El ácido pirúvico puede tomar varias vías:
Dos son anaeróbicas (sin oxígeno) y se denominan
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA FERMENTACIÓN LÁCTICA
La finalidad de la fermentación es regenerar el NAD+ pe rmitiendo que la glucólisis continúe y produzca una provisión peque ña pero vital de ATP para el organismo
Destinos metabólicos del piruvato. Las fermentacion es permiten el reciclaje del NAD+, necesario para el funcionamiento de la ru ta glucolítica.
Fermentación alcohólica en levadurasEl ácido pirúvico formado en la glucólisis se convier te en condiciones anaeróbicas en etanol
Piruvato descarboxilasaTPP- Mg
Reversible Reversible
Alcohol deshidrogenasa
Fermentación Láctica en condiciones anaeróbicas
Reversible
LDH
Decarboxilación oxidativa en condiciones aeróbicas
Conversión del piruvato en acetil-CoA. La reacción está catalizada por el complejo piruvato deshidrogenasa.
VIA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
Es otra vía catabólica que parte de la glucosa.
La glucosa se oxida y se obtiene energía pero NO en f orma de ATP.
Esta vía comprende 2 fases donde se obtienen:
- Fase oxidativa: Poder reductor en el citoplasma, NADPH + H, necesario para infinidad de reacciones anabólicas y potente ant ioxidante en los eritrocitos.
- Fase no oxidativa: Diversos monosacáridos, entre 3 y 7 átomos de carbono.
-ribulosa-5-fosfato: necesaria para la síntesis de nucleótidos, base de los ácidos nucleicos, de los nucleótidos trifosforil ados y de cofactores enzim áticos.
-Eritrosa-4-fosfato: esencial para la síntesis de aminoácidos arom áticos
Reacciones de la ruta de las pentosas fosfato.
(a) Fase oxidativa que produce poder reductor en forma de NADPH + H+.
(b) Fase no oxidativa, donde se obtiene la ribosa 5-fosfato y gran variedad de monosacáridos.