ESTUDIANTES:

Jhon Bryant Toro Ponce

Nasthar Karolina López Medranda

CURSO:

2do Semestre “B”

DOCENTE:

Dr. Vicente Prieto

MATERIA:

Bioquímica

FECHA:

22/06/2015

ContenidoINTRODUCCIÓN.............................................................................................................4

LA DIGESTIÓN DE LOS AZUCARES EN LA DIETA.................................................5

Digestión del almidón....................................................................................................5

Digestión de otros azúcares...........................................................................................6

Factores que intervienen en la digestión de los carbohidratos.......................................6

ABSORCIÓN DE LOS MONOSACÁRIDOS RESULTANTES.................................6

GLUCÓLISIS....................................................................................................................7

Una vision panoramica de la glucolisis.........................................................................9

REACCIONES DE LA GLUCOLISIS...........................................................................10

Reacción 1....................................................................................................................10

Reacción 2....................................................................................................................10

Reacción 3....................................................................................................................10

Reacción 4....................................................................................................................11

Reacción 5....................................................................................................................11

Fase de obtención de energía.......................................................................................12

Reacción 6....................................................................................................................12

Reacción 7....................................................................................................................12

Reacción 8....................................................................................................................13

Reacción 9....................................................................................................................13

LA REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS....................................................................14

FUNCIÓN REGULADORA DE FRUCTOSA-2,6-BISFOSFATO:..............................15

GLUCONEOGÉNESIS LAS REACCIONES ALTERNATIVAS.................................15

Reacciones de la gluconeogénesis...............................................................................18

Balance de la gluconeogénesis....................................................................................19

Gluconeogénesis: interacciones fisiológicas...............................................................19

Gluconeogénesis desde glicerol:..................................................................................19

DESTINO DEL PIRUVATO EN CONDICIONES ANAERÓBICAS: FERMENTACIONES.....................................................................................................20

FERMENTACIÓN LÁCTICA.......................................................................................21

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA...............................................................................21

DESTINO AERÓBICO DEL PIRUVATO: DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA. .22

COMPLEJO DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA.............................................23

REGULACIÓN...............................................................................................................24

VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO...........................................................................25

METABOLISMO DEL GLUCÓGENO.........................................................................27

GLUCOGENOGÉNESIS................................................................................................29

PREGUNTAS..................................................................................................................32

BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................33

INTRODUCCIÓN

LA DIGESTIÓN DE LOS AZUCARES EN LA DIETA Todos los organismos superiores cuentan con un sistema especializado para realizar la

digestión de los diferentes componentes de los alimentos. En el caso de los

carbohidratos, el problema es relativamente sencillo, puesto que la variedad de las

moléculas que se ingieren no es muy grande. En su mayor parte estas son almidones,

dextrinas (y glucógeno en pequeña proporción), sacarosa y galactosa. Desde el punto de

vista de la digestión el problema de los organismos se reduce a convertir estas

moléculas en los monosacáridos que las componen.

Digestión del almidónEn teoría, en los animales superiores la digestión del almidón se inicia en la boca. La

saliva, principalmente aquella producida por la parótida, contiene una enzima, la

amilasa salival, llamada también ptialina. Esta es capaz de actuar sobre los almidones

y sobre el glucógeno, rompiendo los enlaces alfa-1,4 de tal forma que se separan de dos

en dos los fragmentos de la molécula polimérica. Las moléculas que resultan entonces,

son del disacárido maltosa. Pero la acción de la amilasa salival es de corta duración; el

bolo alimenticio permanece en la boca durante el tiempo de la masticación y luego es

deglutido. En el estómago, el HCl del jugo gástrico le confiere un carácter ácido, con un

pH cercano a 2. El pH óptimo de la amilasa salival se encuentra cercano a 7, por lo cual

una vez llegado el bolo alimenticio al estómago se suspende la acción de la enzima.

Lógicamente el efecto logrado por ésta no es muy importante, de manera que desde el

punto de vista práctico la digestión de los carbohidratos por la acción de la saliva es

nula. En realidad, la digestión de los almidones se inicia en el intestino delgado por la

acción de la amilasa pancreática, enzima que tiene el mismo mecanismo que la amilasa

salival, es decir que el almidón se va convirtiendo en maltosa. Además hay otra enzima,

la amilo-1,6-glucosidasa, que se encarga de romper los enlaces alfa-1,6 de manera que

la acción combinada de ésta y de la amilasa da como resultado la conversión total del

almidón en moléculas de maltosa. Luego la maltosa es objeto de la acción de diferentes

tipos de maltasas, producidas por el intestino, que realizan la degradación completa de

la molécula para convertirla exclusivamente en glucosa.

Digestión de otros azúcares Para la digestión de los disacáridos hay sendas enzimas producidas por la mucosa

intestinal, que los reducen a sus componentes: la sacarasa convierte a la sacarosa en

glucosa y fructosa; la lactasa convierte a la lactosa en glucosa y galactosa. El final del

proceso digestivo es una mezcla de glucosa, galactosa y fructosa en la cual pre-domina,

desde luego la primera. En la figura 9.1 se presenta en forma esquemática el proceso

digestivo de los carbohidratos. En los humanos se pueden presentar alteraciones

congénitas en la síntesis de algunas de las enzimas digestivas de los carbohidratos. En

algunos casos falta la saca- rasa; con mucha mayor frecuencia ocurren casos de ausencia

de la lactasa, que desde luego es mucho más seria que la de la primera. Sin embargo,

hay que señalar que son raros los casos de estas deficiencias enzimáticas.

Factores que intervienen en la digestión de los carbohidratos.Boca: Amilasa salival: Almidón — Maltosa

Páncreas: Amilasa pancreática: Almidón — Maltosa

Intestino: Maltasas: Maltosa — Glucosa

Sacarasa: Sacarosa — Glucosa + Fructosa

Lactasa: Lactosa — Glucosa + Galactosa

ABSORCIÓN DE LOS MONOSACÁRIDOS RESULTANTES Una vez digeridos los carbohidratos, el intestino tiene que introducir las moléculas

resultantes en el organismo. Con este objetivo, dispone de sistemas de transporte

específicos para los azúcares, que además requieren de la participación de los sistemas

energéticos para funcionar. No está claro aún cuál es el mecanismo mole-cular por el

que los azúcares cruzan la pared intestinal. Se sabe que el sistema de transporte es

específico y depende de una fuente de energía, la cual a su vez tiene su origen en el

metabolismo de las células de la pared intestinal, y finalmente, pare-ce haber una cierta

relación entre el transporte de los azúcares y el del sodio. De cualquier manera, el hecho

es que los monosacáridos resultantes de la digestión de los carbohidratos son absorbidos

por la pared intestinal, y aparecen luego en el torrente circulatorio de la vena porta, que

los lleva a todo el organismo, pasando primero por el hígado, para su distribución

general.

GLUCÓLISISLa glucólisis es una vía que permite obtener ATP a las células.

La glucólisis (o glicólisis) es una vía catabólica a través de la cual tanto las células de

los animales como vegetales, hongos y bacterias oxidan diferentes moléculas de

glúcidos y obtienen energía. El hecho de que esta vía ocurra en organismos muy

diversos, indica que es una vía metabólica conservada, es decir presente en organismos

filogenéticamente distantes.

•Para su estudio, describiremos 9 reacciones enzimáticas que ocurren en el citoplasma

y permiten la transformación de una molécula de glucosa a dos moléculas de piruvato.

La degradación hasta piruvato es parte del proceso catabólico o degradativo de los

glúcidos, porque estas moléculas pueden seguir oxidándose y continuar entregando

energía a la célula.

Esquema de la Glucólisis. Se representan los principales intermediarios, su número de

carbonos (C) y las fases de consumo y producción de ATP (primera y segunda fase

respectivamente)

El balance neto para la reacción global de la glucólisis es:

Hexosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi 2 NADH + 2 piruvato + 2 ATP

En la glucólisis se pueden establecer dos fases

Primera fase = Activación de la hexosa (glucosa por ej.), con gasto de energía como

ATP.

Segunda fase = Obtención de energía que se conserva como ATP.

• La primera fase es endergónica, porque se consumen 2 ATP, y consta en la

transformación de una hexosa (por ejemplo, glucosa) en dos triosas (dihidroxicetona 3 P

y gliceraldehído 3P). La segunda fase es exergónica, dado que se forman 4 ATP

utilizando la energía liberada de la conversión de 2 gliceraldehídos 3P en 2 piruvatos .

• La glucólisis ocurre a través de reacciones enzimáticas, donde cada enzima cataliza

una reacción o paso específico. De esta forma, cuando se hace referencia a una

isomerasa, lo es a una específica para determinada molécula, y no a una isomerasa

universal que catalice cualquier reacción de isomerización. Lo mismo sucede con las

quinasas, deshidrogenasas, etc.

Una vision panoramica de la glucolisisVisualizar el conjunto de reacciones que conforma a la glucólisis, previo a la

descripción de cada reacción, ayuda a tener una idea general sobre lo que incluye esta

vía, que transcurre en el citoplasma. En la figura 2 se observa, al igual que en la figura

1, la etapa de inversión de energía y la de síntesis de ATP, así como a partir de una

hexosa, en este caso la Glucosa, se obtienen dos moléculas de piruvato, de 3C cada una.

Encontramos un esquema general con la secuencia de reacciones que incluye la

glucólisis. GA3P, gliceraldehído 3-P;

D3P, dihidroxicetona 3-P. Se numeran las reacciones tal cual están descriptas en el

texto.

La fase de gasto de energia va desde una hexosa no fosforilada hasta el GA3P y

D3P.

REACCIONES DE LA GLUCOLISIS

Reacción 1La glucosa, se fosforila y rinde glucosa 6P (G6P), una molécula con mayor energía. La

enzima responsable de la reacción, una quinasa (hexoquinasa) consume una molécula de

ATP y libera ADP. La misma hexoquinasa fosforila otras hexosas como fructuosa,

galactosa y manosa.

Es irreversible, es decir la los productos (G6P y ADP) no liberan los reactivos (Glucosa

y ATP).

La fosforilación de la glucosa tiene ventajas para la célula: la G6P es más reactiva que

la glucosa y a diferencia de ésta no atraviesa la membrana celular porque no tiene

transportador. De esta forma se evita la pérdida de un sustrato energético para la célula.

Reacción 2La G6P se isomerisa a fructosa-6-fosfato (F6P) por acción de una isomerasa, que facilita

la isomerización de estas hexosas en los dos sentidos: de F6P a G6P o de F6P a G6P, la

reacción es reversible.

Reacción 3Consiste en la fosforilación de la F6P en el C1, que rinde fructosa 1,6-bifosfato (F1-6P).

En esta reacción, catalizada por otra quinasa, la fosfofructoquinasa (FFQ), se consume

ATP. Esta enzima merece especial atención porque, como se mencionará más adelante,

participa en la regulación de la glucólisis.

Esta reacción, al igual que la primera, es irreversible, y ambas constituyen pasos

importantes porque son los puntos de control de la glucólisis.

Reacción 4En esta reacción la F1-6P se rompe en 2 moléculas de 3 carbonos (triosas): la

dihidroxiacetona 3-fosfato (D3P) y gliceraldehído 3-fosfato (GA3P) mediante una

reacción reversible catalizada por una liasa (aldolasa).

Reacción 5El GA3P sigue los pasos de la glucólisis, la otra triosa generada, D3P, por

isomerización produce otra molécula de GA3P. La reacción es reversible, y está

catalizada por una isomerasa.

Éste es el último paso de la Fase con gasto de energía en la que se consumieron 2 ATP.

Así, en el cuarto paso se genera una molécula de GA3P, y en el quinto paso se genera la

segunda molécula de éste. De aquí en adelante, las reacciones ocurrirán dos veces,

debido a que se generan dos moléculas de GA3P por hexosa.

Hasta el momento solo se han consumido 2ATP, sin embargo, en la segunda etapa, el

GA3P se transforma en una molécula de alta energía, a partir de la cual se obtendrá el

beneficio final de 4 moléculas de ATP.

Fase de obtención de energía

Reacción 6Consiste en la oxidación del GA3P e incorporación de un fosfato a la molécula, de

manera que se genera un compuesto con mayor energía. En este paso, que en realidad

implica dos reacciones, actúa una deshidrogenasa que utiliza NAD+ y se genera

NADH.H. Se verá al finalizar la descripción de la vía, cómo y por qué es necesario

reoxidar este cofactor.

Reacción 7En este paso el grupo fosfato del 1,3-bifosfoglicerato se transfiere a una molécula de

ADP, por una quinasa, generando así la primera molécula de ATP de la vía. Esta

manera de obtener ATP, en la que no participa la cadena respiratoria, se denomina

fosforilación a nivel de sustrato.

Como la glucosa se transformó en 2 moléculas de GA3P se sintetizan un total de 2 ATP

en este paso.

Las reacciones 6 y 7 de la glucólisis corresponden a un caso de acoplamiento, donde

una reacción energéticamente desfavorable (6) es seguida por una reacción muy

favorable energéticamente (7) que induce a que ocurra la primera (figura 2).

Reacción 8Consideramos aquí a dos reacciones sucesivas, de las cuales una, la isomerización del 3-

fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato, no aparece representada en la figura 2 y la otra

corresponde a la transformación del 2- fosfoglicerato en fosfoenolpiruvato (PEP), por

acción de la enolasa.

2-Fosfoglicerato - PEP + H2O

Reacción 9En la última reacción, irreversible, se desfosforila el PEP y se obtiene piruvato y ATP.

La transferencia del grupo fosfato del PEP al ADP la cataliza una quinasa (piruvato

quinasa). Es la segunda fosforilación a nivel de sustrato: se fosforila el ADP a ATP

independientemente de la cadena respiratoria.

Como se observa, el oxígeno no es necesario en ninguna reacción de la glucólisis; la vía

ocurre en células aerobias y fermentativas.

LA REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS En la ruta glucolítica existen tres puntos importantes de con-trol .El primero es aquel en

que la glucosa se fosforila a glucosa 6-fosfato por ATP y la hexoquinasa. Otro

importante punto de control es la reacción catalizada por la fosfofructoquinasa. Esta

enzima reguladora es activada por AMP y ADP e inhibida por ATP y citrato. El tercer

punto de regulación es la reacción catalizada por la piruvato quinasa, que es activada

por fructosa 1,6-bisfosfato y AME Como se puede observar, las tres enzimas de control

están reguladas por un intermediario metabólico, pero de una manera especial por la

concentración de AME ADP y ATE. De una manera simplificada se puede afirmar que

la relación ADP/ATP regula el flujo metabólico de la ruta. Si esta relación es alta

porque la concentración de ATP es baja, la glucólisis se activa para formar ATP. Si, por

el contrario, la relación ADP/ATP es baja, la célula inhibe la fosfofructoquinasa y se

interrumpe la glucólisis para no producir más ATP

La hexoquinasa

Es inhibida por el producto de la reacción, la G-6-P y activada por Pi. La isoenzima de

la hexoquinasa en hígado se llama glucoquinasa y tiene menor afinidad por la glucosa

que la HK, luego tendrá una KM más alta.

La fosfofructoquinasa 1 (PFK1) Es la enzima clave en el control de la glucolisis; es

una enzima alostérica y está regulada por metabolitos activadores (F-2,6-BP, AMP) y

otros inhibidores (ATP, citrato, H+ ).

La Piruvato quinasa

Es inhibida por el ATP, ALA, Acetil-CoA y los ácidos grasos de cadena larga. Los

últimos pueden proporcionar ATP a través del Ciclo de Krebs. Es activada por F1,6-BP.

En hígado es inhibida por fosforilación. Metabolismo de Fructosa-2,6-bisfosfato

FUNCIÓN REGULADORA DE FRUCTOSA-2,6-BISFOSFATO:La fructosa-2,6-bisfosfato es un activador alostérico de la PFK1, el que la activa más

potentemente. La fructosa-2,6-bisfosfato se forma desde la fructosa-6-fosfato en

reacción catalizada por la fosfofructoquinasa 2 (PFK2). La F-2,6-BP es activador

alostérico de la PFK-1, siempre que exista AMP. Es decir, para anular la inhibición del

ATP, el AMP y la F2,6-BP deben estar presentes. La fructosa-2,6-bis-P impide que el

flujo glicolítico se detenga cuando haya ciertos niveles de ATP en la célula. La PFK2 es

una actividad que radica en una proteina bifuncional (proteína con dos funciones

enzimáticas) junto con la actividad F-2,6-Bisfosfatasa, por tanto puede catalizar la

síntesis y la degradación de la F-2,6-BP, según esté fosforilada o sin fosforilar. Estos

razonamientos se completarán en el estudio de la gluconeogénesis

Incorporación de otros glúcidos a la glucolisis o Rutas alimentadoras de la glucolisis

Polisacáridos (Glucógeno, almidón).- El primero se degrada por la vía de la

glucogenolisis hasta unidades de glucosa-1-P, que se incorporan a la fase preparatoria

de la glucolisis para su degradación.

Disacáridos (disacaridasas).- Su hidrólisis produce monosacáridos que se incorporan a

la glucolisis por diferentes vías Sacarosa + H2O -------------> fructosa + glucosa

sacarasa Lactosa + H2O --------------> galactosa + glucosa lactasa Maltosa + H2O

--------------> 2 glucosa maltasa.

GLUCONEOGÉNESIS LAS REACCIONES ALTERNATIVAS Para evitar los pasos irreversibles que se originan en la glucólisis. la gluconeogénesis

utiliza una serie de reacciones alternativas catalizadas por enzima:. Diferentes. En la

figura se muestra un esquema de la ruta gluconeogenica, enfrentada a la ruta glucolitica.

Los tres pasos irreversibles de la glucólisis se solventan a través de las siguientes

reacciona, que son termodinámicamente favorables:

1. Síntesis de fosfoenolpiruvato: la conversión del piruvato en fosfoenolpi-ruvato

requiere dos reacciona catalizadas por sendas enzimas: la piruvato carboxilasa, que

canina la conversión de piruvato en oxalacetann y la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa

que cataliza la conversión del oxalacetato en fosfoenolpiruvato. La primen enzima, la

Piruvato carboxilasa, requiere el gasto de una molécula de ATP para fijar un nuevo

átomo de carbono, procedente del CO, para generar oxalacetato, proceso que exige

biorina como cofactor enzimitico. La conversión de una molécula de tres carbonos en

otra de cuatro ocurre en la mitocondria. Posteriormente la hidrólisis del GTP impulsa la

transformación del ~lacean, en fos-foenolpiruvato y CO2. gracias a la fosfoenolpiruvato

carboxiquinasa, en-zima que puede actuar canco en la mitocondria como en el

citoplasma celular dependiendo de la especie. Posteriormente, el fosfoenolpiruvato se

convertirá en fructosa-1.6-bifosfato siguiendo, en sentido contrario, las reacciones

reversibles de la glucólisis, ya descritas. 2. Conversión de la fructosa, 6-bifosfato en

fructosa-6•fosfato: ésta es una reacción hidrolítica por la cual se elimina el grupo fosfato

en posición 1 de la fructosa por acción de la enzima fructosa-1,6-bifosfatasa. En esta

reacción no se regenera ATP si no que se obtiene P. La fructosa-6-fosfato se convertirá

en glucosa-6-fosfato por la reacción reversible detallada en el apartado de la glucólisis.

Regulación de la gluconeogénesis

Es la síntesis de glucosa a partir de

precursores no carbohidratos, es decir,

síntesis de azúcares a partir de no

azúcares. Los principales precursores son

lactato, aminoácidos, oxalacetato y

glicerol.

No se puede formar glucosa a partir de

ácidos grasos porque se convierten en

Acetil-CoA y los carbonos se pierden en

forma de CO2.

Ocurre en animales, plantas, hongos y

microorganismos; es una ruta universal.

La gluconeogénesis es la principal fuente

de glucosa en ayuno para evitar un shock

hipoglucémico. En humanos esta ruta

tiene lugar mayoritariamente en el hígado

pero también en los riñones. Comparte

reacciones con la glucólisis con la

excepción de las catalizadas por HK, PFK

y PK (reacciones de no equilibrio). Como todo proceso anabólico requiere un aporte de

energía.

Reacciones de la gluconeogénesis. Conversión de piruvato en fosfoenolpiruvato: piruvato carboxilasa & PEPCK

Necesitamos dos enzimas para pasar de piruvato a fosfoenolpiruvato (2 de las

reacciones anapleróticas que reponen los intermediarios del ciclo de Krebs), estas dos

reacciones son exergónicas:

Y̶ Fosfoenolpiruvatocarboxilasa (necesita biotina). Ocurre en la mitocondria.

Y Fosfoenolpiruvatocarboxiquinasa (PEPCK). Ocurre en el citosol.

¡RECUERDA! Para formar glucosa me hacen falta 2 piruvatos.

> Rutas alternativas desde el piruvato a fosfoenolpiruvato.

En función del precursor gluconeogénico (lactato o piruvato) predomina una ruta u otra.

La importancia de las rutas está determinada por la disponibilidad de lactato y las

necesidades citosólicas de NADH en la gluconeogénesis.

El PEP sale de la mitocondria a través de transportadores.

> Balance de la conversión de piruvato en PEP:

Piruvato + ATP + GTP " PEP + ADP + GDP + Pi

Conversión de fructosa 1,6-bifosfato en fructosa 6P: fructosa bifosfatasa

La FBPasa-1 promueve la hidrólisis prácticamente irreversible del fosfato en C-1, en

estos casos no la transferencia de grupo fosforilo al ADP.

Fructosa 1,6-bifosfato + H2O " fructosa 6P + Pi

Conversión de glucosa 6P en glucosa: glucosa 6-fosfatasa

Se necesitan 5 proteínas para transformar la G6P citosólica en glucosa libre. Varias

proteínas del RE (retículo endoplasmático) juegan su papel en la generación de glucosa;

T1 transporta la G6P al lumen del RE, mientras que T2 y T3 transportan Pi y glucosa de

vuelta al citoplasma. La G6P se estabiliza gracias a una proteína que une Ca2+.

Balance de la gluconeogénesis.2Piruvato + 2ATP + 2CO2 + 2GTP + 2H2O + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O

Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2GDP + 2CO2 + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ + 2Pi

2Piruvato + 4ATP + 2GTP + 4H2O + 2NADH + 2H+ " Glucosa + 4ADP + 2GDP +

6Pi + 2NAD+

La gluconeogénesis no es el proceso inverso de la glucólisis ya que la célula tiene que

gastar 6 enlaces fosfato ricos en energía, por lo tanto es caro energéticamente fabricar

glucosa a partir de compuestos no carbohidratados.

Gluconeogénesis: interacciones fisiológicas.

En los seres humanos los órganos gluconeogénicos

son el hígado y los riñones. Las células inmunes

producen lactato, aspartato y glutamato que van al

hígado para la gluconeogénesis. También interviene el

tejido adiposo que produce glicerol mediante

degradación de grasas.

Gluconeogénesis desde glicerol:El glicerol proviene de la hidrólisis de triacilglicéridos

de los adipocitos que llegan al hígado dónde se

transforma en glucosa mediante la siguiente vía:

Gluconeogénesis desde alanina y otros aa:

Sistema de transporte del nitrógeno desde el músculo hasta el hígado. La alanina

proviene de la transaminación del piruvato con glutamato lo que forma alanina y α-

cetoglutarato. Cuando la alanina llega al hígado participa en una reacción semejante

pero en sentido contrario produciendo piruvato y glutamato. El piruvato ya puede entrar

en la ruta gluconeogénica.

Durante un sprint las células musculares transforman el glucógeno en glucosa y la

consumen inmediatamente, produciendo piruvato y lactato (porque no hay O2

suficiente). El lactato también va al hígado dónde se transforma en piruvato para

transformarse en glucosa

como la hace el glicerol,

glucógeno y aa.

El músculo cardiaco

necesita un aporte continuo

de glucosa y la consume

siempre en condiciones

aerobias.

DESTINO DEL PIRUVATO EN CONDICIONES ANAERÓBICAS: FERMENTACIONES

En ausencia de O2, y en algunas células, el piruvato se metaboliza hacia compuestos

más reducidos para recuperar el NAD+, necesario para que siga actuando la vía

glucolíticas; manteniendo así constante la relación NAD+/NADH citoplasmática.

FERMENTACIÓN LÁCTICA

La fermentación es la degradación de glucosa en ausencia de oxígeno; comprende las

reacciones glucolíticas y otras reacciones de reducción finales. Algunos

microorganismos y las células musculares, en anaerobiosis, reducen el piruvato a

lactato. Así pueden regenerar el NAD+ necesario para continuar la glucolisis.

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

Los microorganismos fermentativos transforman el piruvato hasta etanol, en dos

reacciones: descarboxilación y reducción. Ésta última permite a las células recuperar el

NAD+ necesario para la glucolisis.

DESTINO AERÓBICO DEL PIRUVATO: DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA

Las células que metabolizan en condiciones aeróbicas no necesitan reducir el NADH

para poder continuar la glucolisis, puesto que este coenzima reducido, NADH, descarga

los e- en la cadena respiratoria mitocondrial y en consecuencia, las células pueden

disponer fácilmente de NAD+ para continuar la glucolisis. En estas condiciones, el

piruvato entra en las mitocondrias, donde se descarboxila y oxida hasta Acetil-CoA. La

reacción la cataliza el complejo enzimático llamado piruvato deshidrogenasa (PDH).

COMPLEJO DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA

Está formado por tres actividades enzimáticas y su actuación necesita de cinco

cofactores.

REGULACIÓN

La actividad de la PDH está regulada alostéricamente por varios metabolitos, como se

aprecia en la siguiente figura. Los metabolitos que indican alta energía celular la inhiben

y el AMP la activa.

Además, en células eucarióticas, la PDH esta regulada por fosforilacion /

defosforilacion en respuesta a la acción hormonal. La enzima E1 se inactiva por

fosforilación en un resto de SER.

VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATOLa ruta de las pentosas fosfato, del fosfogluconato o de las hexosas fosfato ocurre en el

citoplasma. Es fuente de NADPH y ribosa5P para biosíntesis de ácidos nucleicos.

Tiene una fase oxidativa (generación de NADPH) y otra no oxidativa (interconversión

no oxidativa de azúcares).

> Fase oxidativa de la RPF.

Se pasa de una hexosa a una pentosa. Consiste en dos oxidaciones que convierten la

glucosa 6P en ribulosa 5P y reducen el NADP+ a NADPH.

þ La principal y primera enzima es la G6PDH o G6PD (glucosa 6P deshidrogenasa).

þ La segunda enzima es la fosfoglucolactonasa  que forma el 6-fosfogluconato que es un

metabolito exclusivo de esta ruta y por eso da nombre a la misma.

þ La tercera enzima y última de esta fase es la 6-fosfogluconato deshidrogenasa  que

forma la ribulosa5P.

 > Balance de la fase oxidativa.

Glucosa6P + 2NADP+ + H2O Ribulosa5P + 2NADPH + 2H+ + CO2

> Fase no oxidativa.

Comprende pasos que convierten pentosas fosfato en glucosa6P, la cual inicia el ciclo

de nuevo. En esta rama existen 4 tipos de reacciones:

Ü  Fosfopentosa isomerasa: convierte una cetosa (ribulosa) en aldosa (ribosa).

Ü  Fosfopentosa epimerasa: epimeriza[1] el C3 (convierte ribulosa en xilulosa).

Ü  Transaldolasa: transfiere unidades de 3C.

Ü  Transcetolasa: transfiere unidades de 2C.

En esta fase se utilizan 3 ribulosas5P para formar 2 fructosas6P y un gliceroaldehido3P.

Todas las reacciones de la rama no oxidativa pueden ocurrir en sentido contrario ya que

son próximas al equilibrio.

> Balance de la fase no oxidativa.

3Ribulosa5P (3x5C)  2Fructosa6P (2x6C) + gliceroaldehido3P (3C)

> Balance global.

3Glucosa6P + 6NADP+ + 3H2O 3Ribulosa5P + 6NADPH + 6H+ + 3CO2

> Relación de la ruta PPP con otros procesos metabólicos.

 Procesos que requieren NADPH:

· Síntesis

· Detoxificación

> Regulación de la ruta PPP.

La entrada de glucosa6P en la ruta de las pentosas fosfato (RPF) es controlada por la

concentración celular de NADPH que es un fuerte inhibidor de la G6PDH. Como el

NADPH es utilizado en varias rutas metabólicas la inhibición se suaviza y la enzima se

acelera para producir más NADPH.

La síntesis de G6PDH se induce por el incremento de la ratio insulina/glucagón después

de una comida con alto contenido en carbohidratos. Esto es fundamental para la síntesis

de ácidos grasos

METABOLISMO DEL GLUCÓGENOEl glucógeno es un polisacárido de origen animal, formado por una gran cantidad de

moléculas de glucosa presenta una estructura ramificada. La función de este

polisacárido es constituir un reservorio de moléculas de glucosa con la finalidad de

cubrir la necesidad a corto plazo de este monosacárido; por lo tanto el glucógeno sirve

como una reserva de energía a corto plazo. Aunque todas las células pueden tener

glucógeno, este principalmente se forma en dos tejidos: el musculo y el hígado. El tejido

muscular va a utilizar las reservas de glucógeno para cubrir las necesidades propias de

este tejido, especialmente en los momentos de un ejercicio intenso, mientras que el

hígado almacena el glucógeno con la finalidad de mantener los niveles de glucosa en

sangre; en este sentido, el hígado también se ayuda de la gluconeogénesis para sintetizar

glucosa y mantener los niveles de sangre.

Mantener los niveles de glucosa dentro de unos límites aceptables es importante, ya que

es la glucosa disponible en sangre la que utiliza la mayoría de los tejidos para obtener la

energía que necesitan en circunstancias normales. Los niveles de glucosa en sangre son

cruciales para una serie de células (entre las cuales se encuentran los eritrocitos) que

obtienen toda su energía de esta glucosa circulante, puesto que no pueden aprovechar

otras fuentes de energía como pudieran ser los ácidos grasos y los cuerpos cetónicos.

Las células cerebrales también dependen en gran medida de la glucosa en sangre,

aunque estas si pueden adaptarse y obtener energía de los cuerpos cetónicos.

El metabolismo del glucógeno se puede dividir en dos procesos: la glucogenogénesis o

síntesis de glucógeno y la glucogenolisis o degradación del glucógeno. Estos son dos

procesos opuestos: el primero es anabólico mientras que el segundo es catabólico.

GLUCOGENOGÉNESISLa síntesis de glucógeno se produce normalmente después de la ingestión, sobre todo si

la dieta es rica en carbohidratos, pues en esos momentos habrá una gran cantidad de

glucosa en sangre precedente de la dieta. Esta glucosa será almacenada tanto en el tejido

muscular como el tejido hepático en forma de glucógeno. El tejido hepático será el que

se encargue de acumular la mayor cantidad de glucosa en forma de glucógeno, debido a

la presencia de la glucoquinasa, enzima que permite almacenar gran cantidad de glucosa

en la célula en forma de glucosa-6-fosfato. Al contrario que la hexoquinasa presente en

los demás tejidos, esta enzima hepática no se inhibe por la glucosa-6-fosfato, lo cual

permite introducir una mayor cantidad de glucosa dentro de las células.

La glucogenogénesis comienza con la transformación de la glucosa-6-fosfato en

glucosa-1-fosfato por acción de la fosfoglucomutasa, a través de una reacción

reversible. Posteriormente se va a trasformar en UDP-glucosa. La activación de

monosacáridos con UPT es un mecanismo habitual en las células. Esta activación

determina que el monosacárido sea aprovechado para la formación de ósidos, ya que la

formación del enlace o-glucosidico es un proceso endergónico que necesita energía

aportada por la hidrolisis del UDP del monosacáridos

Para la síntesis de glucógeno a partir de moléculas de UDP-glucosa, se necesitan:

Una molécula preexistente del glucógeno o un cebador como la glucogenina.

La enzima glucógeno sintasa, cuyo papel será alargar las cadenas lineales del

glucógeno mediante la adicción de moléculas de glucosa precedentes de la UDP-

glucosa, uniéndolas mediante la adición de moléculas de glucosa procedentes de la

UDP-glucosa, uniéndolas mediante enlaces o-glucosídico (α 1 → 4) con la cadena

preexistente del glucógeno.

La enzima ramificante, cuyo papel es crear los puntos de ramificación mediante

enlaces (α 1 → 6). Esta enzima tiene una actividad glucosil transferasa, que transfiere

parte de la cadena de moléculas de glucosa en enlaces α 1 → 4, uniéndola al glucógeno

a través de un enlace α 1 → 6. (Feduchi Elena, 2010)

PREGUNTAS

¿Nombre que factores intervienen en la digestión de los azucares en la dieta?

Boca: Amilasa salival: Almidón — Maltosa

Páncreas: Amilasa pancreática: Almidón — Maltosa

Intestino: Maltasas: Maltosa — Glucosa

Sacarasa: Sacarosa — Glucosa + Fructosa

Lactasa: Lactosa — Glucosa + Galactosa

¿Para qué sirve el glucógeno?

Sirve como una reserva de energía a corto plazo.

¿Cuántos y cuáles son los procesos del metabolismo del glucógeno?

Son 2: la glucogenogénesis o síntesis de glucógeno y la glucogenolisis o degradación

del glucógeno.

¿Qué se necesita para la síntesis del glucógeno a partir de moléculas de UDP-

glucosa?

Se necesita una molécula preexistente del glucógeno o un cebador, la enzima glucógeno

sintasa y la enzima ramificante.

¿Cuáles son las hormonas que realizan la regulación del glucógeno a nivel

hepático?

Es realiza principalmente por la insulina y el glucagón, lo cual permite regular los

niveles de glucosa en la sangre.

BIBLIOGRAFÍA Mathews van Holde. Bioquímica, Editorial Mc Graw Hill – Interamericana

1999. Nelson y Cox, Lenhinger principios de bioquímica. Editorial Omega.

Ediciones varias

Listromberg. (1979). Química Orgánica. Editorial Reverté.

Feduchi, Blasco, Romero, & Yáñez. (2010). Bioquímica Conceptos

Esenciales.Editorial Panamericana.

Peña. (2004). Bioquímica. Editorial Limusa.

Bruzos, A. L. (2012). BIOQUIMICA II. Obtenido de http://bioquimica2usc.blogspot.com/