Estudio de los carbohidratos en el aspecto bioquimico

1. DIGESTIÓN , ABSORCIÓN DE CARBOHIDRATOS GLICÓLISIS, REGULACIÓN Raquel Ore Sifuentes

6. DISACARIDOS DE INTERES BIOLOGICO

9. DIGESTION DE LOS ALIMENTOS

14. sucrasa lactasa fructosa galactosa

18. La glucosa es utilizada por las células para: producir energía, almacenarse como glucógeno o transformarse en grasa.

23. Otra familia, de tipos diferentes denominados GLUTS. Movilizan moléculas de glucosa por difusión facilitada. A través “poros o conductos específicos” mediados por GLUTS sin gasto de ATP.

31. La glucosa entra a las células del cuerpo a través de transportadores GLUT. Son proteínas embebidas en las membranas celulares. Este proceso se llama DIFUSION FACILITADA

41. VIA GLICOLITICA EN ERITROCITOS

43. Aclimatación a hipoxia • Aumenta la actividad del Factor Induciblepor la Hipoxia (HIF) • Mejora la producción de eritropoyetina(EPO), aumenta la concentración de HB, mejora el hematocrito. • Aumentan los niveles de 2,3 BPG, favorece la oxigenación de los tejidos • Mejora el estado inmunológico. • Mejoran los índices bioquímicos sanguíneos. • Adaptación del sistema cardiovascular dando como resultado: Disminución de la frecuencia cardíacay de la presión arterial. • Adaptación del sistema respiratorio dando por resultado: Mejora de la capacidad pulmonar. Incremento de la respuesta ventilatoriafrente a la hipoxia .

46. VELOCIDAD DE ABSORCION DE LA GLUCOSA No requiere insulina para que la Glucosa sanguínea atraviese la membrana celular de las células hepáticas. Músculo y Tejido Adiposo Glut 4 Dependiente de Insulina Insulina Hígado Estimula la síntesis de Glucoquinasa Inanición y Diabetes (GK  ) UTILIZACION DE LA D-GLUCOSA La cantidad de azúcares absorbidos es de 1 g/Kg de peso corporal por hora aproximadamente. En el período de 30 - 60 min. después de la comida, se alcanza habitualmente un nivel máximo de cerca de 130 mg/dL (7.2 mmol/L) que disminuye en 2 - 2:30 horas a 70 mg/dL (3.9 - 5.0 mmol/L) aproximadamente.

47. UTILIZACION DE LA GLUCOSA SANGUINEA POR LOS TEJIDOS Membrana celular de las células musculares (Glut 4) y los adipocitos Se almacena Glucosa Glucosa el Glucógeno Glucosa-1-P insulina Glucosa-6-P Glucólisis Glucosa Glucosa Membrana Celular de células hepáticas (No Insulina) Estimulación Inducción de novo de la biosíntesis de Glucoquinasa Hexoquinasa Enzima Constitutiva Hexoquinasa Enzima Constitutiva Glucoquinasa Enzima Inducida

49. En la ausencia del oxígeno, la respiración consiste de dos caminos metabólicos: glicólisis y fermentación. Ambos se efectúan en el citosol.

50. DESTINO DE LOS CARBOHIDRATOS DE LA DIETA 1. Glicólisis Anaeróbica (Láctato) 2. Glicólisis Aeróbica (Piruvato Acetil CoA) 3. Vías Catabólicas Alternativas: - Vía de las Pentosas - Vía del Acido D-Glucorónico 4. Glucógenesis - Glucogenólisis 5. Neoglucogénesis 6. Distribución de Glucosa a diferentes tejidos. 7. Controlar la homeostasis de la Glucosa

51. GLUCOLISIS “ VIA DE EMBDEN - MEYERHOFF - PARNAS” IMPORTANCIA: Es un proceso en el cual la Glucosa es transformada enzimáticamente en dos Piruvatos. 1. Es una secuencia primaria del metabolismo de la Glucosa en todas las células. 2. Es una vía oxidativa que no requiere de oxígeno: - Glicólisis Anaeróbica. 3. En ambas rutas: - Aeróbica o Anaeróbica. - Se genera energía : ATP.

52. 1. ESTADIO DE PREPARACION - ACTIVACION: * La reacción es irreversible. * La Hexoquinasa es una enzima alostérica y es fuertemente inhibida por su producto G 6P y ATP, es activada por el ADP. * La Hexoquinasa tiene un Km bajo para la Glucosa y otros azúcares < 0.1 mM. * La Glucoquinasa es una isoenzima de la Hexoquinasa, esta enzima es específica para la Glucosa y tiene un Km alto, es inducible, se incrementa su síntesis, probablemente en respuesta a la secreción de Insulina. Km ~10 mM. + ATP + ADP Hexoquinasa Mg +2   D-Glucosa  D-Glucosa-6-fosfato

53. HEXOQUINASA * Cataliza una reacción irreversible. * Es una enzima alostérica. * Es inhibida por su producto G 6P, ATP. * Es activada por ADP. * Presenta 4 isoenzimas: I (A) Se diferencian por su comportamiento II (B) antigénico, su distribución tisular, y su III (C) afinidad y especificidad por el sustrato IV (D)

54. * I, II y III, son proteínas dímeras, tienen un peso molecular de 100,00 daltons, ampliamente distribuidas en la mayor parte de los tejidos. * Fosforilan otros monosacáridos: D-Fructosa, D-Manosa y D-Glucosamina. * IV Proteína monomérica, peso molecular 58,000 daltons. Hígado, Páncreas. No fosforila otros monosacáridos, solo Glucosa. Es inducible, se incrementa su síntesis en respuesta a la secreción de Insulina.

55. Hexoquinasa I: Cerebro, Hígado, Riñón y Pulmón Su actividad no depende de Insulina Km ~ 40 -170  M Hexoquinasa II: Músculo Esquelético, Tejido Cardiaco, Hígado Su actividad se incrementa con la Insulina Hexoquinasa III: Mayoría de tejidos Hexoquinasa IV: Glucoquinasa Hígado, Páncreas Su actividad es incrementada con la Insulina HEXOQUINASA

56. * La reacción es catalizada por la Fosfoglucoisomerasa. * En esta etapa, se prepara al C 1 para ser fosforilado (grupo carbonilo migra del C 1 al C 2 )  D-Glucosa-6-fosfato  D-Fructosa-6-fosfato Enodiol (Enzima-Unida)

57. * La reacción es irreversible * Es catalizada por la Fosfofructoquinasa (FFK-I). * La FFK-I es una enzima alostérica, es activada por la F6P, AMP, y en el hígado sólo es activada por la F2,6 BiP. * La FFK-I es inhibida por el ATP y el Citrato. * La activación de la FFK-I promueve la Glicólisis y la generación de ATP. + ATP + ADP FFK-I Mg +2  D-Fructosa-6-fosfato  D-Fructosa-1,6-fosfato

58. CARGA ENERGETICA - ADENILICA En condiciones energéticas celulares, son los que disminuyen los niveles de ATP, se producen en activación de la FFK-I y Piruvato Quinasa, lo cual traería como consecuencia la activación de la Glucólisis. La Carga Adenílica mide la concentración relativa de compuestos de Adenilato Fosfato de alta energía a la concentración total de Nucleótidos de Adenina. Carga Adenílica = [ATP] + 1/2 [ATP] [AMP] + [ADP] + [ATP] 0 - 1 Si sólo contiene ATP = 1 (0,82) Si solo existe ADP = 0.5 Rango Fisiológico = 0.6 -0.9

59. REGULACION ALOSTERICA DE LA FOSFOFRUCTOQUINASA (FFK - I) ACTIVADORES INHIBIDORES AMP ATP Fructosa 2,6 BiFosfato Citrato

60. 2. ESTADIO DE PARTICION: Aldolasa  D-Fructosa-1,6-fosfato F1,6 BiP Gliceraldehído-3-P G3P Dihidroxiacetona Fosfato DHAP Gliceraldehído-3-P G3P Dihidroxiacetona Fosfato DHAP Triosa Fosfato Isomerasa

61. 3. ESTAPA OXIDO-REDUCCION-FOSFORILACION: * Se produce una reacción de fosforilación, ocurre a expensas de Pi. * La reacción genera un intermediario de alto nivel energético. + NAD + + NADH Pi H + Gliceraldehído 3-P Deshidrogenasa Gliceraldehído-3-P 1,3 Bifosfoglicerato

62. + ADP + ATP Mg +2 Fosfoglicerato Kinasa 1,3 Bifosfoglicerato 3-Fosfoglicerato 3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato Fosfoglicerato Mutasa

63. Enolasa Mg +2 Fosfoenol Piruvato Piruvato Piruvato Kinasa 2-Fosfoglicerato Fosfoenol Piruvato + ADP + ATP Mg +2

64. Piruvato Quinasa: 3 Isoenzimas. M (Músculo, Cerebro). L (Hígado, Riñón). A = K = M 2 (mayoría de tejidos). Riñón, Tejido Adiposo y el Pulmón. Piruvato Quinasa Fosforilada (menos activa) BAJA GLICEMIA Piruvato Quinasa Desfosforilada (más activa) H 2 O Pi ADP ATP - + Fosfoenol Piruvato + ADP Piruvato + ATP Fructosa 1,6 Bi P ATP Alanina + -

65. ETAPAS DE LA GLICOLISIS La Glucólisis la podemos dividir en tres etapas: I. ETAPA DE PREPARACION O DE ACTIVACION: D-Glucosa + 2 ATP D-Fructosa 1,6 Bi P + 2 ADP II. ETAPA DE PARTICION (Ruptura de la hexosa bifosfato) D-Fructosa 1, 6 Bi P 2 D-Gliceraldhido 3 P III. ETAPA DE OXIDO-REDUCCION Y FOSFORILACION 2 D-Gliceraldhido 3 P + 4 ADP + 2 Pi + 2 NAD + 2 Piruvato + 4 ATP + 2 NADH + 2 H + SUMA: D-Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD + 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H +

66. BALANCE ENERGETICO EN LA GLICOLISIS REACCIÓN Cambio del ATP Glucosa Glucosa 6 P - 1 Fructosa 6-P Fructosa 1,6 BiP - 1 2 (1,3 BiP Glicerato) 2 (3 P Glicerato) + 2 2 (Fosfoenol Piruvato) 2 (Piruvato) + 2 Neto + 2

68. Se forma en los eritrocitos

69. CONTROL METABOLICO Derivados de Adenilato: AMP, ADP y ATP Carga de Energía: Una célula en un estado de alto consumo energía, se caracteriza por la presencia de altas concentraciones de ADP y AMP y baja concentración de ATP, el retorno al estado de reposo se caracteriza por baja concentración de ADP y AMP y una alta concentración de ATP.

70. REGULACION DE LA GLUCOLISIS 1 . Disponibilidad de los Sustratos: D-Glucosa, D-Glucosa 6-P, D-Glucosa 1-P, ADP, Pi, NAD + 2. Oxidación - Reducción Celular: Es un proceso oxidativo, esta controlado en parte por: NAD + / NADH + H + Piruvato / Lactato 3. Actividad Enzimática: Hexoquinasa FFK-I Regulada por Carga Energética y Hormonal Piruvato Quinasa

73. Glicólisis: destinos del piruvato

75. Glucosa F 1,6 BiP G 3P DH G 3P DHAP Fosfato de Glicerol Acil Gliceroles NADH + H + NAD + Hexosa Piruvato Acetil CoA Síntesis de Acil Gliceroles

76. Convergencia de distintos azúcares en la glicólisis

77. Glucose Glucose-6-P Pyruvate Hexokinase Pentose Phosphate Shunt glycolysis Glc-1- phosphate glycogen Cytosol - anaerobic

78. Pyruvate cytosol Aceytl CoA mitochondria (aerobic) Krebs cycle Reducing equivalents Oxidative Phosphorylation (ATP) AMINO ACIDS FATTY ACIDS