DIGESTIÓN Y METABOLISMO DE MONOSACÁRIDOS

Mg. Anahí Cuellas
DIGESTIÓN Y METABOLISMO
DE MONOSACÁRIDOS, OLIGOSACÁRIDOS
Y POLISACÁRIDOS.
(Segunda parte)
Mg. Anahí
Anahí V. cuellas
Mg. Anahí Cuellas
ENTRADA DE OTROS GLUCIDOS EN LA GLUCÓLISIS
DISACÁRIDO
ENZIMA
PRODUCTOS
Maltosa + H2O
maltasa
2 D-glucosa
Lactosa + H2O
lactasa
D-galactosa + D-glucasa
Sacarosa + H2O
sacarasa
D-fructosa + D-glucosa
Trehalosa + H2O trehalasa
2 D-glucosa
Los monosacáridos así formados, se transportan al interior
de las células que tapizan el intestino, pasan a la sangre y
son transportados al hígado; donde son fosforilados y entran
a las rutas glucolíticas
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LACTOSA
Lactasa
GLUCOSA
GALACTOSA
Mg. Anahí Cuellas
Regulación hormonal del metabolismo energético:
La Insulina, el Glucagón y la Adrenalina, mantienen
constante la concentración de glucosa en sangre (4,5 mM)
La adrenalina prepara los músculos, los pulmones y el corazón
para un esfuerzo importante, movilizando la glucosa a la
sangre a partir de glucógeno y otros precursores.
El glucagón transmite que los niveles de glucosa en sangre son
insuficientes y los tejidos producen glucosa por degradación del
glucógeno y por gluconeogénesis y oxidando las grasas para
reducir la utilización de glucosa.
La insulina indica una alta concentración de glucosa en
sangre, la glucosa es captado desde la sangre al interior de las
células y se transforma en compuestos de almacenamiento,
glucógeno y triglicéridos
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Regulación de los niveles de glucosa en sangre por la insulina
El intestino absorbe glucosa tras una comida
El páncreas secreta insulina
El hígado y otros tejidos captan glucosa
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El glucógeno hepático regula la
concentración de glucosa en sangre, y
es esta glucosa la que alimenta el
cerebro de forma constante (el cerebro
no dispone de reservas y sólo puede
utilizar glucosa como fuente de
energía).
El glucógeno muscular abastece las
necesidades del músculo durante la
actividad deportiva. El almacenamiento
de glucógeno en los músculos se agota
durante el ejercicio, dependiendo de la
intensidad del ejercicio y de la cantidad
de glucógeno almacenado en los
músculos antes de comenzar el
entrenamiento.
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El páncreas tiene principalmente dos funciones bioquímicas: producción de
enzimas digestivas para secreción en el intestino, a partir de células exocrinas;
y producción y secreción de hormonas peptídicas que regulan el metabolismo
de los combustibles, a partir de células endocrinas.
FUNCIONES
DEL
PÁNCREAS
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ENTRADA DE OTROS MONOSACÁRIDOS EN
LA GLUCÓLISIS
ATP
ADP
D-manosa
Hexoquinasa
D-manosa-6-fosfato
Fosfomanosa
isomerasa
ENTRADA DE
MANOSA
D-fructosa-6-fosfato
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EN HÍGADO
EN MÚSCULO Y
RIÑÓN
Fructoquinasa
Hexoquinasa
ATP
ATP
ADP
FRUCTOSA
ADP
Fructosa-1-fosfato
Gliceraldehído
Fructosa-1-fosfato aldolasa
Fructosa-6-fosfato
Triosaquinasa
ATP
ADP
Dihidroxiacetona-3-P
Triosa-P
isomerasa
ENTRADA DE
FRUCTOSA
Gliceraldehído-3-P
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ATP
ADP
Galactoquinasa
Galactosa-1-fosfato
GALACTOSA
Fosfogalactosa
uridiltransferasa
ENTRADA DE
GALACTOSA
UDP-Glucosa
UDP-Galactosa
Fosfoglucomutasa
Glucosa-1-fosfato
Glucosa-1-fosfato
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DESTINO DEL PIRUVATO
El PIRUVATO forma
CO2 y Acetil-CoA, que se
oxida en el ciclo de
Krebs. Los electrones
pasan a la cadena
transportadora de
electrones y se impulsa
la síntesis de ATP
PIRUVATO
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CONDICIONES ANAEROBICAS
- FERMENTACIÓN LÁCTICA
Reducción del Piruvato por carencia de
oxígeno a lactato. Músculo en contracción
vigorosa
-El NADH no puede ser reoxidado por el O2, pero si por el PIRUVATO al
convertirse en LACTATO
-El ejercicio excesivo provoca ACIDOSIS POR ÁCIDO LÁCTICO.
La célula puede continuar formando ATP, aún cuando no dispone
de O2 suficiente para el funcionamiento de la cadena
transportadora de electrones
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CICLO DE CORI
El ácido láctico procede de la glucólisis anaerobia muscular y su
producción está en relación con la actividad muscular.
Fermentación láctica
Glucosa
lactato
MÚSCULO
Glucógeno
Glucosa
Glucosa
Lactato
SANGRE
lactato
Gluconeogénesis
Glucógeno
HÍGADO
El ácido láctico que
no es oxidado en el
músculo pasa a la
sangre y, llegado al
hígado, se
transforma en
glucosa y luego en
glucógeno. Se cierra
así el ciclo de Cori
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-FERMENTACIÓN ALCOHOLICA
El Piruvato se convierte
anaeróbicamente en etanol y CO2.
Microorganismos, invertebrados y
protistas
La enzima PIRUVATO DESCARBOXILASA no está presente en los
tejidos animales y en organismos que efectúan fermentación
láctica
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CONDICIONES AEROBICAS
DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL PIRUVATO
Piruvato
deshidrogenasa
Acetil-CoA
PIRUVATO
El complejo multienzimático Piruvato deshidrogenasa
está formado por múltiples copias de tres enzimas:
Piruvato deshidrogenasa
(E1)
Dihidrolipoil
Dihidrolipoil
transacetilasa (E2) deshidrogenasa (E3)
Intervienen 5 coenzimas: TPP, lipoato, CoA-SH, NAD+ y FAD.
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La insuficiencia de tiamina
produce BERIBERI una enfermedad
que se caracteriza por parálisis,
atrofia muscular, inflamación del
corazón y calambres en las piernas
y, en casos graves, incluso ataque al
corazón y muerte. Los alimentos
más ricos en tiamina son la carne,
las vísceras (hígado, corazón y
riñones), la levadura de cerveza, los
huevos, los vegetales de hoja verde,
la cascarilla de los cereales, el
germen de trigo, las bayas, los frutos
secos y las legumbres.
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Acetil-CoA
Citrato
2-Hidratación
-deshidratación
3-Descarboxilación
oxidativa
1-Condensación
Oxalacetato
Isocitrato
8-Deshidrogenación
α-cetoglutarato
Ciclo de Krebs
Malato
4-Descarboxilación
oxidativa
7-Hidratación
Succinil-CoA
Fumarato
6-Deshidro
genación
ATP
ADP
Succinato
5-Fosforilación
a nivel sustrato
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Ciclo de Krebs: Generalidades
TIENE LUGAR EN LAS MITOCONDRIAS DE LAS PLANTAS Y
ANIMALES, MIENTRAS QUE EN LOS PROCARIOTAS ESE CICLO OCURRE
EN EL CITOSOL
EL PUNTO DE ENTRADA DE TODOS LOS COMBUSTIBLES AL
CICLO DE KREBS A TRAVÉS DEL INTERMEDIARIO METABÓLICO ACETIL
COA
EN CADA VUELTA DEL CICLO SE OXIDA UN RESIDUO ACETIL
COA A 2 MOLÉCULAS DE CO2; SE REDUCEN 3 NAD+ A 3 NADH Y 1 FAD A
1 FADH2. SE GENERA UN GTP QUE DARÁ POSTERIORMENTE UN ATP
EL CICLO DE KREBS REPRESENTA LA VÍA FINAL COMÚN DE LA
OXIDACIÓN AERÓBICA DE TODOS LOS SUSTRATOS DE LA DIETA
LA VELOCIDAD DE LAS ENZIMAS PARA REGULAR EL CICLO
DEPENDE BÁSICAMENTE DE LA CANTIDAD DE ATP
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∆G0'
∆G
(kcal/mol) (kcal/mol)
- 7.7 Negativo
Reacción
Enzima
1
Citrato sintasa
2
Aconitasa
+ 1.5
~0
3
- 5.0
Negativo
- 7.9
Negativo
5
Isocitrato deshidrogenasa
Complejo α-cetoglutarato
deshidrogenasa
Succinil-CoA sintetasa
- 0.7
~0
6
Succinato deshidrogenasa
+ 1.4
~0
7
8
Fumarasa
Malato deshidrogenasa
+ 0.8
+ 7.1
~0
~0
4
ETAPAS
LIMITANTES DE
LA VELOCIDAD
DEL CICLO
LA REGULACIÓN DE LAS ETAPAS LIMITANTES POR TRES
SISTEMAS SIMPLES:
1.- Disponibilidad de los sustratos.
2.- Inhibición por producto de la reacción.
3.- Inhibición competitiva por ciertos intermediarios del ciclo
LOS REGULADORES MÁS IMPORTANTES SON ACETIL-COA,
OXALACETATO Y NADH
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Cadena transportadora de electrones y fosforilación oxidativa
La Fosforilación oxidativa, es la
síntesis de ATP, impulsada por la
transferencia de electrones hacia
el oxigeno, a través de una
cadena transportadora de
electrones
SERIE DE TRANSPORTADORES
ACTÚAN SECUENCIALMENTE
UNIDOS A LA MEMBRANA
MITOCONDRIAL INTERNA
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Tipos de transportadores
1-COFACTORES REDOX
2-COENZIMA Q
NAD
3-CITOCROMOS
UBIQUINONA
CITOCROMO C
4-Proteínas ferro sulfuradas
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Flavín mononucleótido
CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES
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FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
La cadena transportadora de electrones bombea protones a través de la
membrana mitocondrial externa, provocando un gradiente de protones
FUERZA PROTÓN-MOTRIZ
1-Energía potencial por diferencia de concentración química (∆
∆pH) y de
carga, en dos regiones separadas por membrana
2-Cuando los protones fluyen a
favor de su gradiente
electroquímico se genera ∆G
SINTESIS DE ATP POR
COMPLEJOS ENZIMÁTICOS
LIGADOS A LA MEMBRANA.
DONDE LOS PROTONES
ENTRAN A FAVOR DE SU
GRADIENTE
Mg. Anahí Cuellas
Mg. Anahí Cuellas
BIBLIOGRAFÍA
-
Principios de Bioquímica. Lenhinger N. Barcelona Omega. 1993 (24 L2).
-
Bioquímica. Horton, Moran y otros. Prentice Hall Hispanoamericana.
-
Bioquímica de los procesos metabólicos. Melo y Cuamatzi. Revertere ediciones,
S.A, 2006
1995.
-Bioquímica, 3ª ed. McGraw-Hill Interamericana
-Principios de Bioquímica, 4ª ed. . Horton. Prentice Hall Hispanoamericana. 2008
-The New England Journal of Medicine is owned, published, and copyrighted © 2008
Massachusetts Medical Society. Electronic ISSN 1533-4406 Print ISSN 0028-4793.
-Apuntes metabolismo. Cuellas A. Bioquímica de Alimentos. Carrera Ingeniería en
Alimentos. UNQ.