METABOLISMO DE LOS CARBBHIDRATOS

1. METABOLISMO DE LOS CARBBHIDRATOS GLUCONEOGENESIS

2. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONOEGENESIS • Definición; la formación de moléculas nuevas de glucosa o glicógeno a partir de precursores que no son hidratos de carbono • Sustratos principales: • Aminoácidos glucogénicos (alanina) • Alfa-cetoacidos ( moléculas que derivan de los aminoácidos • Lactato ( se produce en el músculo esquelético y el eritrocito) • Glicerol ( proviene del catabolismo de los triacilgliceroles) • Piruvato ( se genera de la glicólisis) • Propianato ( ácido graso glucogénico en rumiantes)

3. METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONOGLUCONEOGENESIS • Producción principal ; el hígado • Acidosis metabólica e inanición ; riñón (corteza renal) • Citoplasma/mitocondria • La falla de la gluconeogenesis; la muerte • Consume energía ( requiere de la hidrólisis de 6 enlaces de fosfato de alta energía)

4. GLUCONEOGENESIS

5. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESIS • Reacciones ( se utilizan vías alternas); • Síntesis de PEP (fosfoenolpiruvato) • Conversión de la fructosa -1-6 bifosfato en fructosa-6-fosfato • Formación de glucosa a partir de glucosa-6-fosfato Cada una de estas reacciones anteriores esta emparejada con una reacción opuesta irreversible en la glicólisis (ciclo de sustrato)

6. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESIS SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO ( PEP) • 2 enzimas • Piruvatocarboxilasa • PEP carboxiquinasa La célula realiza una gran inversión energética, se consumen dos enlaces rico-energéticos • ATP – mitocondrial • GTP - citosol

7. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP) • La piruvato carboxilasa (mitocondrial) convierte el piruvato en oxalacetato (OAA) • Requiere de la coenzima biotina • Requiere de HCO3- como donador de CO2 y una molécula de ATP

8. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP) • El oxalacetato (OAA) se descarboxila y fosfórila por la PEP carboxiquinasa en una reacción impulsada por la hidrólisis de la guanosina trifofosfato ( GTP) • El GTP dona grupos fosfato y mg+ • La reacción libera CO2

9. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATP ( PEP) • La membrana mitocondrial es impermeable al OAA • Las células que carecen de PEP carboxiquinasa mitocondrial • Transferencia del OAA al citoplasma • Lanzadera de malato : • El OAA se convierte en malato por la malato deshidrogenasa mitocondrial • El malato se traslada hacia el citoplasma ; malato – alfa-cetoglutarato mitocondrial

10. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISCONVERSION DE LA FRUCTOSA – 1,6-BIFOSFATO EN FRUCTOSA -6-FOSFATO • La fructosa -1,6 –bifosfatasa; cataliza esta conversion • Irreversible en condiciones celulares • Se encuentra en el hígado, riñones y músculo esquelético • Falta en el corazón y músculo liso

11. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISFORMACION DE GLUCOSA A PARTIR DE GLUCOSA – 6-FOSFATO • La glucosa-6-fosfatasa; solo se encuentra en el hígado y riñón • Cataliza la reacción irreversible de la glucosa-6-fosfato para formar; glucosa + Pi • La glucosa se libera a la sangre

12. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSUSTRATOS GLUCONEOGENICOS • Ciclo de Cori o del ácido láctico: • El lactato se libera por las células musculares durante el ejercicio • El lactato se libera del eritrocito y otras células carentes de mitocondrias o bajas concentraciones de 02 • El lactato en el hígado se convierte en piruvato por la lactato deshidrogenasa • Luego el piruvato en glucosa por la gluconeogenesis

13. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISSUSTRATOS GLUCONEOGENICOS • EL glicero: • Producto del metabolismo de las grasas en el tejido adiposo • Se transporta al hígado en donde se convierte en glicerol-3-fosfato por la glicerolquinasa (hepática) • La 0xidacion del glicerol-3-fosfato para formar DHAP se produce cuando las concentraciones citoplasmáticas de NAD+ son elevadas

14. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSSUSTRATOS GLUCONEOGENICOSCICLO GLUCOSA-ALANINA • Alanina ( aminoácido mas importante) • Transportado desde el músculo hasta el hígado durante un periodo de ayuno • El músculo en ejercicio; produce grandes cantidades de piruvato • El piruvato es convertido en alanina por r3eacciones de transaminacion con participación de glutamatoalanina transaminasa

15. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACION DE LA GLUCONOEGENESIS • Ritmo se afecta por: • Disponibilidad de los sustratos (concentraciones elevadas de glicerol,lactato y aminoácidos) inducción y represión de la síntesis de enzimas importantes) 2. Efectos alostericos 3. Las hormonas/modificaciones covalentes

16. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACION DE LA GLUCONEOGENESIS • Efectos alostericos: Cuatro enzimas claves : • Piruvato carboxilasa • PEP carboxiquinasa • Fructosa – 1,6- bifosfatasa • Glucosa-6-fosfatasa

17. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACION GLUCONEOGENESIS Y GLICOLISISLA CAPTACION DE LA GLUCOSA EN LOS TEJIDOS EXTRAHEPATICOS LIMITA LA VELOCIDAD DE SU USO

18. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACION • Hexocinasa/glucocinasa • Hexocinasa:tiene una Km baja para la glucosa (alta afinidad) en el hígado se satura y actúa a una velocidad constante condiciones normales • Glucocinasa:Km mucho mas alta ( baja afinidad)para la glucosa, su afinidad aumenta por arriba del alcance fisiológico de concentraciones de glucosa • La glucocinasa; favorece la captación hepática de glucosa en altas concentraciones, después de ingerir carbohidratos

19. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACION HORMONALEFECTO DE LA INSULINA • Se produce en las células beta de los islotes de Langerhans en el páncreas • La concentración de insulina en la sangre es análoga a la de la glucosa en la sangre • Disminuye en forma inmediata la glucosa de la sangre mediante el transporte de la glucosa hacia el tejido adiposo y el músculo (transportador de glucosa Glut 4) • Conduce a la síntesis de moléculas nuevas; • GLucocinasa • PFK-1 • PFK-2

20. METABOLISMO DE LA GLUCOSA EFECTO DE LA INSULINA • Estimulación; • Hiperglicemia (aumento de la glucosa en la sangre) • Aminoácidos • Ácidos grasos libres • Cuerpos cetónicos • Glucagon • Secretina • Sulfonilurea • Tolbutamida • Gliburido • Aumento del ATP en la célula beta pancreática • Inhiben ; • Adrenalina • noradrenalina

21. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSEFECTO DEL GLUCAGON (EFECTO HIPERGLICEMICO ) • Producida en las células A de los islotes pancreáticos • La hipoglicemia estimula su secreción • Estimula la glucógenolisis al acelerar la fosforilasa en el hígado • Aumenta la gluconeogenesis a partir de aminoácidos y el lactato • Actúa generando cAMP

22. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSEFECTO HIPERGLICEMICO • Inhibe la acción de la enzima glucolitica piruvato quinasa • disminuye la concentración de fructosa-2-6 bifosfato • Aumenta la función de la PFK-2 • Reduce la función de la PFK-1 • Libera la inhibición de fructosa-1-6 bifosfatasa • Conduce a la síntesis de moléculas nuevas: • PEP carboxilasa • Fructosa 1-6 bifosfato • Glucosa – 6-fosfato

23. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSEFECTO HORMONAL • Glándula hipófisis anterior ; aumentan la concentración de glucosa en sangre y contrarrestan la acción de La insulina) • Hormona del crecimiento : reduce la captación de glucosa en el músculo • ACTH ( adrenocorticotropina)

24. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSEFECTO HORMONAL • Corteza suprarrenal: • Incrementan la gluconeogenesis • Mayor captación hepática de aminoácidos y aumento de amidotransferasa • Inhiben el uso de glucosa en los tejidos extrahepaticos • Glucocorticoides (oxiesteroides-11) • Medula suprarenal: • Producen glucógenolisis en el hígado y el músculo • Estimulando la fosforilasa • Genera CAMP • Adrenalina • noradrenalina

25. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSEFECTO HORMONAL • Cociente insulina/glucagon (principal efecto regulador) • Comida de carbohidratos; cociente de insulina glucagon es elevado, predomina en el hígado la glucólisis sobre la gluconeogenesis • Periodo de ayuno, poco carbohidratos y muchas grasa; cociente insulina glucagon es bajo y predomina la gluconeogenesis sobre la glucólisis

26. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSEFECTO METABOLISMO • Cantidad elevada de cAMP;incrementa la glucólisis • Cantidades bajas de AMP incrementan el flujo a través de la gluconeogenesis a expensas de la glucólisis • Control del ciclo PFK-1/fructosa 1,6 bifosfatasa • Piruvato quinasa permite retención máxima de PEP

27. GLUCONEOGENESISBALANCE TOTAL ENERGETICO • Vía anabólica muy costosa desde el punto de vista energético: • Por cada molécula de glucosa que se forme a partir de piruvato se requieren dos moléculas de ATP • Piruvato+HCO3-+ATP—oxaloacetato+ADP+Pi+H • 3-fosfoglicerato +ATP--- 1,3-difosfoglicerato+ADP+Pi+H • Se necesito un enlace rico-energético proveniente del GTP en la reacción: • Oxalacetato+GTP-----PEP+CO2+GDP+Pi • Se gasto una molécula de NADH+ + H+ n la reacción: • 1,3 difosfoglicerato+NADH + H+----- gliceraldehido-3-fosfato+NADH+Pi El balance total de inversión en la síntesis de una molécula de glucosa es: ( 2 MOLECULAS DE PIRUVATO) • 4 moléculas de ATP,2 moléculas de GTP Y 2 moléculas de NADH + H+