Metabolismo de los carbohidratos: Rutas y procesos, Ejercicios de Bioquímica

¡Descarga Metabolismo de los carbohidratos: Rutas y procesos y más Ejercicios en PDF de Bioquímica solo en Docsity! Rutas metabólicas de los carbohidratos Curso: Procesos Bioquímicos Universidad Cooperativa de Colombia Facultad de Medicina Villavicencio, 25 de octubre de 2023 Rutas metabólicas de los carbohidratos Introducción Al momento de hablar de los carbohidratos debemos tener presente que estos proporcionan incluso más del 50% de la energía necesaria para que se realice el trabajo metabólico, el crecimiento, la restauración, la secreción, absorción, excreción y a su vez el trabajo mecánico, El metabolismo de los carbohidratos, también tiene distintas reacciones que van a experimentar los carbohidratos que obtenemos a través de orígenes alimentarios o también los que se forman a partir de compuestos diferentes a los carbohidratos. La oxidación de este tipo de glúcido proporciona energía y este se almacena en forma de glucógeno, las mayores reservas de glucógeno están presentes en el músculo esquelético y en el hígado. Que sirven para la síntesis de los aminoácidos que son prescindibles y ante la presencia de exceso de carbohidratos se favorece la síntesis de ácidos grasos. Metabolismo de carbohidratos La gran mayoría de animales, y esto hace que se incluya el hombre, la energía indispensable para la célula es la energía química, la cual se encuentra localizada en los nutrientes que son consumidos, como los son:  Los carbohidratos  Los lípidos A través de diferentes procesos enzimáticos que trabajan en conjunto, la célula puede extraer esta energía que se encuentra contenida y la utiliza en pro de su beneficio, para que se puedan realizar una gran cantidad de procesos celulares, como el anabolismo y catabolismo de biomoléculas, a estos dos procesos se les denomina metabolismo. La célula diseñó un proceso metabólico para cada elemento que necesite, en este momento nos vamos a enfocar en los carbohidratos, para la glucosa diseñó el metabolismo de los carbohidratos, cada uno de ellos está regulado por un control metabólico. Para que se dé la formación de CO2 + H 2O + ATP a partir de la glucosa, es porque hay la disponibilidad de O2 y ante la necesidad de energía, se inician los 4 procesos enzimáticos que son ya muy conocidos y bien identificados, los cuales son: 1. La glucólisis. arsénico, diabetes mellitus, hipoglucemia y déficit enzimático de la vía en eritrocitos y en el músculo. Transformación del piruvato en Acetil-CoA: Ya que contamos con las dos moléculas de piruvato cómo resultado de la glucólisis, este se dirige hasta el interior de la mitocondria de la célula, recordemos q1ue la glucólisis ocurría en el citosol de la célula y ahora vemos del que el siguiente proceso no va a ocurrir allí sino en la mitocondria, donde 1seguidamente va a ser transformado por el complejo enzimático piruvato deshidrogenasa ( piruvato deshidrogenasa, dihidrolipoil deshidrogenasa y dihidrolipoil transacetilasa) y se transformará en Acetil – CoA, por una vía de tipo descarboxilación oxidativa. Las coenzimas y grupos proteicos requeridos en esta reacción de la transformación del piruvato a acetil – CoA son el Pirofosfato de tiamina (TPP), dinucleótido de flavina y adenina (FAD), dinucleótido de niacina y adenina (NAD+) y también lipoamida (ácido lipóico). La descarboxilación oxidativa de las dos moléculas de piruvato hace que los átomos de carbono de la glucosa se dirijan a su liberación en forma de CO2 en el ciclo del ácido cítrico o mejor conocido como el ciclo de Krebs y así mismo a la producción de energía. Ciclo de Krebs (ciclo del ácido tricarboxílico o del ácido cítrico): Tengamos en cuenta que el ciclo de Krebs y la glucólisis son consideradas las vías metabólicas eje, ya que participan en la degradación de la mayoría de los componentes que la célula es capaz de degradar y también proveen el poder reductor y a su vez los materiales de construcción, además del ATP. El ciclo de Krebs se empieza con la condensación de las moléculas de Acetil – CoA y de Oxalacetato, esta reacción es catalizada por una enzima llamada citrato sintasa y su resultado es el Citrato. A partir del Citrato se van a llevar a cabo una serie de reacciones que son totalmente irreversibles y que culminan con la generación de otra molécula de Oxalacetato. Pasando por la formación del - cetoglutarato y su siguiente transformación en Succinil - CoA + NADH + CO2, esta reacción es catalizada por el complejo enzimático - cetoglutarato deshidrogenasa. Luego se da la formación del Succinato y la liberación de un GTP a partir del Succinil – CoA y a su vez la síntesis del Fumarato a partir del Succinato, reacción en la cual se libera un FADH 2. El ciclo de Krebs es la vía principal para la oxidación aeróbica de los sustratos energéticos, ahora bien, este proceso enzimático se convierte en la vía degradativa más importante para la generación de ATP. Regulación del ciclo del ácido cítrico: a) Relación NADH/NAD+¿ ¿. b) Relación ATP/ADP. c) Asequibilidad de sustratos. Importancia fisiológica y clínica del ciclo del ácido cítrico: Funciones: 1. Formación de ATP. 2. Función anabólica. 3. Regulación metabólica. La velocidad del ciclo de Krebs se altera en las siguientes situaciones: 1. Deficiencias clínicas del complejo - cetoglutarato deshidrogenasa aislada o asociada a una deficiencia de lipoamida deshidrogenasa. 2. Hiperamonemia. 3. Envenenamiento por Arsénico. 4. Diabetes. 5. Intoxicación con fluoroacetato. 6. Intoxicación por Mercurio. 7. Déficit de Tiamina (Vitamina B). El ciclo del ácido tricarboxílico es anfibólico, ya que además de la oxidación, es muy importante en el suministro de los esqueletos de carbono para la gluconeogénesis, la síntesis de ácidos grasos y la Inter conversión de aminoácidos. Cadena transportadora de electrones (Fosforilación oxidativa): La vía de las pentosas fosfato es activa en el hígado, en el tejido adiposo, en la corteza suprarrenal, en la tiroides, en los eritrocitos, los testículos y en la glándula mamaria en lactación, como ya lo había mencionado anteriormente. Los tejidos en los cuales la vía de pentosas fosfato está activa usan al NADPH en síntesis reductivas como, por ejemplo, el de los ácidos grasos, esteroides, aminoácidos por medio de la glutamato deshidrogenasa y glutatión reducido. La síntesis de glucosa 6-fosfato deshidrogenasa y 6-fosfogluconato deshidrogenasa también puede ser inducida en el estado posprandial, cuando está incrementada la lipogénesis. Importancia fisiológica de la vía de las pentosas fosfato: 1. Generación de NADPH + H+¿. ¿ 2. Síntesis de ácidos grasos. 3. Desyodación de la monoyodotirosina (MIT) y diyodotiwsina (DIT) en la glándula tiroides. 4. Síntesis de hormonas esteroideas. 5. Reducción del glutatión oxidado. 6. Mantenimiento del hierro de la hemoglobina en estado reducido. 7. Síntesis de dopamina, noradrenalina y adrenalina. Importancia clínica de la vía de las pentosas fosfato: 1. Oxidación de los grupos sulfhidrilo de la membrana eritrocitaria. 2. Oxidación del grupo sulfhidrilo de la enzima glucolítica gliceraldehído- 3-fosfato deshidrogenasa. 3. Oxidación de los grupos sulfhidrilos de las cadenas de globina y del hierro de la hemoglobina que pasaría al estado férrico (metahemoglobina). Gluconeogénesis: La gluconeogénesis ocurre de manera principal en el músculo y en el hígado. La gluconeogénesis es la formación de sacarosa a partir de sustancias diferentes a los carbohidratos cómo el lactato, aminoácidos, propionato y glicerol. Esto permite tener una fuente alterna de glucosa. Este proceso enzimático se activa ante una disminución de la glucosa sanguínea. Esta vía metabólica se encuentra bajo un control hormonal cómo lo son: la insulina, el glucagón y la adrenalina. Los principales sustratos mediante los cuales se puede obtener glucosa son: la alanina, glutamina, glicerol, láctico y pirúvico. Este es un proceso esencialmente discontinuo que puede llegar a permanecer inactivo o también alcanzar unos altos niveles de actividad, la gluconeogénesis aumenta cuando disminuye el aporte de carbohidratos, lo que quiere decir es que la gluconeogénesis es inversamente proporcional a la ingesta o presencia de carbohidratos. Una vez que los aminoácidos han perdido su grupo amino, la gluconeogénesis representa una vía catabólica importante para este tipo de aminoácidos. Importancia fisiológica de la gluconeogénesis: 1. Regulación de la glucemia 2. Regulación del equilibrio ácido-base y eliminación de glicerol 3. Vía catabólica para muchos aminoácidos Importancia clínica de la gluconeogénesis: Cuando las reservas de glucógeno hepático se agotan, la producción de glucosa depende exclusivamente de la gluconeogénesis y una anormalidad en este proceso puede causar una hipoglucemia y estas alteraciones se pueden deber a las siguientes causas: 1. Alteraciones enzimáticas en el hígado 2. Alteraciones en las hormonas que controlan la gluconeogénesis 3. Insuficiencia de sustratos gluconeogénicos.