T.14 METABOLISMO DE AZUCARES 1.- INTRODUCCIÓN Glucosa: papel fundamental en el metabolismo energético. Principales destinos: 1) Polisacárido (glucógeno o sacarosa) 2) Piruvato: Oxidada en la glucólisis 3) Ribosa 5-fosfato: oxidada por la ruta de las pentosas fosfato (fosfoglutanato). 2.-GLUCÓLISIS La glucosa se degrada a piruvato (x2). 2 fases: A) FASE DE INVERSIÓN DE ENERGÍA: -2 ATP 1º) Glucosa --- Glucosa 6-fosfato: por hexoquinasa transferasa. Irreversible. 2º) Glucosa 6-fosfato --- Fructosa 6-fosfato: por fosfohexosa isomerasa. 3º) Fructosa 6-fosfato --- Fructosa 1,6-bifosfato: por fosfofructoquinasa. Irreversible. 4º) Fructosa 1,6-bifosfato --- Gliceraldehido 3-fosfato / Dihidroxiacetona fosfato. 5º) Dihidroxiacetona fosfato --- Gliceraldehido 3-fosfato: triosa fosfato isomerasa. B) FASE DE GENERACIÓN DE ENERGÍA: 6º) Gliceraldehido 3-fosfato (x2) --- 1,3-bifosfoglicerato (x2) Oxidación de NAD+ a NADH (x2) 7º) 1,3-bifosfoglicerato (x2) --- 3-fosfoglicerato (x2): Fosforilación a nivel de sustrato: por la fosfoglicerato quinasa. +1 ATP (x2) 8º) 3-fosfoglicerato (x2) --- 2-fosfoglicerato (x2): por la fosfoglicerato mutasas. 9º) 2-fosfoglicerato (x2) --- Fosfoenolpiruvato (x2): por la enolasa (-H20). 10º) Fosfoenolpiruvato (x2) --- PIRUVATO (x2): por la piruvato quinasa. Irreversible. +2 ATP -Todas las quinasas y las reacciones con intercambio de grupos fosforilo requieren Mg2+ 3.-DEGRADACIÓN DE OTROS AZÚCARES -Entrada de otros glúcidos en distintos puntos de la glucólisis: manosa, fructosa, galactosa… Polímeros: Lactosa (Galactosa + Glucosa): ruta de la glucosa 6-fosfato Glucógeno: mediante glucógeno fosforilasa. Almidón: mediante la alfa amilasa. 4.-DESTINOS DEL PIRUVATO A) CONDICIONES AEROBIAS: 1º) El piruvato se oxida, con pérdida de su grupo carboxilo en forma de CO2, dando lugar a acetil-CoA. 2º) Este será oxidado completamente a CO2 en el ciclo de Krebs. 3º) Los electrones de estas oxidaciones pasan al O2 a través de una cadena redox en la mitocondria, formando H2O. 4º) La energía desprendida en la cadena redox impulsa la síntesis de ATP. B) REDUCCIÓN A LACTATO VÍA FERMENTACIÓN DEL ÁCIDO LÁCTICO: El piruvato se reduce a lactato oxidando el NADH a NAD+. Músculo esquelético en hipoxia. C) FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA (ETANÓLICA): El piruvato se reduce en etanol y CO2 y se oxida el NADH a NAD+. Tejidos vegetales y ciertos invertebrados. 1º) El piruvato se descarboxila en una reacción irreversible por la piruvatodescarboxilasa. 2º) El acetaldehído se reduce a etanol oxidando al NADH. 5.-GLUCONEOGÉNESIS GLUCONEOGÉNESIS: formación de glucosa a partir de piruvato y compuestos relacionados de 3 o 4 C. -En la glucólisis hay 3 reacciones que son irreversibles y no pueden utilizarse en la gluconeogénesis: a) 1er bypass (Paso 1): Glucosa --- Glucosa 6-fosfato b) 2º bypass (Paso 3): Fructosa 6-fosfato --- fructosa 1,6 bifosfato c) 3er bypass (Paso 10): Fosfoenolpiruvato --- piruvato 1er bypass: piruvato --- fosfoenolpiruvato: 1º) Se transporta el piruvato desde el citosol a la mitocondria. 2º) La piruvatocarboxilasa, convierte el piruvato en oxalacetato. 3º) Oxalacetato reducido a malato (no hay transportador de oxalacetato en la m.mitocondrial) oxidando un NADH a NAD+. 4º) En el citosol el malato se oxida a oxalacetato, con reducción de un NAD+ a NADH. 5º) EL oxalacetato se convierte en FOSFOENOLPIRUVATO por la fosfoenolcarboxiquinasa. Requiere el gasto de un GTP. Ecuación global: Piruvato +ATP+HCO3 → PEP+ADP+GDP+Pi+CO2 6.-SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE GLUCÓGENO GLUCÓGENOGÉNESIS: formación de glucógeno. Enzimas: UDP-glucosa pirofosforilasa, glucógeno sintetasa y enzima ramificante del glucógeno. GLUCOGENOLISIS: degradación del glucógeno. Por la fosfoglucomutasa, formando glucosa 6-fosfato. 7.-DEGRADACIÓN DE LA PENTOSA FOSFATO -Oxidación de la glucosa 6-fosfato a pentosas fosfatos en la ruta de las pentosas fosfato. -En esta ruta el NADP+ es el aceptor de electrones dando lugar a NADPH (para la síntesis de nucleótidos). Glutation: proteína reducida que cede sus e- oxidándose, evitando que se oxiden otros. RAMA OXIDATIVA: produce pentosas fosfatos y NADPH. Oxidación de la glucosa 6-fosfato (por la 6-fosfato deshidrogenasa –G6PD-. El NADPH es el aceptor. RAMA NO OXIDATIVA: recicla pentosas fosfato a glucosa 6-fosfato. Enzimas: transcetolasas, transaldosa -Cuando una cél. convierte rápidamente el NADPH ne NAP+, aumenta el nivel de NADP+, estimulando la G6PD. -Cuando disminuye la demanda de NADPH, disminuye el nivel de NADP+, la ruta de las pentosas se hace más lenta Papel del NADPH: regulación del rearto de glucosa 6 fosfato entre la glucólisis y las rutas pentosas fosfatos.