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por Kevin Buitron 4 anos atrás

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Metabolismo de los Hidratos de Carbono

La digestión y el metabolismo de los hidratos de carbono comprenden una serie de procesos cruciales que empiezan con la acción de enzimas digestivas específicas, como la amilasa. Esta enzima, presente en la saliva, inicia la descomposición del almidón desde la deglución.

Metabolismo de los Hidratos de Carbono

Linkografía

TiagoMed – Santiago Sambracos. Metabolismo de carbohidratos #BIOQUÍMICA. [Fichero de video]. 15 de abril de 2018. [Consultado el 28 de julio de 2020]. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=eBzEi7G-SG8&feature=youtu.be

Wero Lopez. Metabolismo de la glucosa – video animado. [Fichero de video]. 10 de junio de 2014. [Consultado el 28 de julio de 2020]. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=15zcABaR-Aw&feature=youtu.be&t=1

Bibliografía

1. Feduchi Canosa E, Blasco Castiñeyra I, Romero Magdalena CS, Yánez Conde. Bioquímica conceptos esenciales. Primera ed. Madrid: Panamericana; 2011

Metabolismo de los Hidratos de Carbono

El metabolismo del glucógeno

Regulación hormonal del metabolismo del glucógeno
La regulación del metabolismo del glucógeno a nivel hepático se realiza por insulina y el glucagón
El control de este proceso metabólico de da por a través de tres hormonas

El tejido muscular principalmente tiene receptores de adrenalina

El hígado tiene receptores para las tres hormonas

La adrenalina

El glucagón

La insulina

La síntesis y degradación de glucógeno están reguladas cuidadosamente para la disponibilidad de glucosa
Se divide en dos procesos
Glucogenólisis

Para la degradación de glucógeno se necesita

Enzima desramificante

Elimina los puntos de ramificación

Glucógeno fosforilasa

Elimina las moléculas de glucosa de los extremos no reductores, va recortando las cadenas lineales del glucógeno

La degradación de glucógeno se da horas después de las comidas

El tejido hepático empezará a degradar el glucógeno para intentar liberar la mayor cantidad posible de glucosa a la sangre

Glucogenogénesis

Para la síntesis de glucógeno a partir de moléculas UDP-glucosa se necesita

Enzima ramificante crea los puntos de ramificación mediante enlaces (α1-6)

Glucógeno sintasa su papel es alargar las cadenas lineales del glucógeno mediante la adición de moléculas de glucosa procedentes de:

UDP-glucosa

Una molécula preexistente de glucógeno o un cebador como la glucogenina

Comienza con la transformación de la glucosa-6-fosfato en glucosa-1-fosfato por acción de la fosfoglucomutasa

La síntesis de glucógeno se produce normalmente después de la ingestión, sobre todo en dieta rica en carbohidratos

Polisacárido de reserva animal
Se forma en dos tejidos

Hígado

Almacena el glucógeno con la finalidad de mantener los niveles de glucosa en la sangre

Mantener el nivel correcto de glucosa en sangre ya que utilizan la mayoría de tejidos para obtener la energía que necesitan en circunstancias normales

Músculo

Utiliza las reservas de glucógeno para cubrir necesidades propias del tejido, como un ejercicio intenso

El glucógeno sirve como una reserva de energía a corto plazo
El glucógeno es un polisacárido de origen animal, el cual forma gran cantidad de moléculas de glucosa

La ruta de las pentosas fosfato

Regulación de la ruta
La ruta de las pentosas fosfato está regulada a nivel de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa
El primer paso de la fase oxidativa está catalizado por la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa.

Esta relacionada con una serie de trastornos que suelen cursar con anemias hemolíticas, y también con resistencia de malaria

Su síntesis se puede inducir, aumenta si la dieta es rica en hidratos de carbono.

Esta enzima se inhibe fuertemente por el NADPH + H+

Fases de la ruta
Fase no oxidativa

Se transforman unos monosacáridos en otros, destacando la obtención de ribosa-5-fosfato y eritrosa-4-fosfato

Fase oxidativa

Se produce poder reductor en forma de NADPH + H+

Aspectos generales
La finalidad de la ruta es la obtención de poder reductor
Finalidades de la ruta

La obtención de diversos monosacáridos de longitud entre 3 y 7 átomos de carbono

La obtención de poder reductor en el citoplasma, en forma de NADPH + H+

Ruta catabólica que parte de la glucosa, la cual se oxida y se obtiene energpia pero no en forma de ATP

Destino de piruvato

Descarboxilación oxidativa del piruvato
Piruvato deshidrogenasa

Compuesto por cinco enzimas y tres actividades enzimáticas distintas

Dihidrolipoil deshidrogenasa

última enzima que ayuda en la regeneración de las lipoamidas de la dihidrolipoil transacetilasa

Dihidrolipoil transacetilasa

Emplea dos lipoamidas como cofactores enzimáticos

Piruvato descarboxilasa

Produce la eliminación del átomo de carbono del piruvato

El piruvato procedente de la glucólisis es una molécula que todavía retiene bastante energía química

Puede ser empleada para obtener una cantidad sustancial de ATP

Fermentaciones y el reciclaje de NADH + H+
Fermentación alcohólica: una descarboxilación no oxidativa del piruvato

Implicada en la elaboración de bebidas alcohólicas como la cerveza o el vino

Este tipo de fermentación se da sobre todo en levaduras y en algunpo tipos de bacterias

Fermentación láctica: reducción del piruvato

La reducción del piruvato a lactato ocurre en las células animales y vegetales, especialmente en muchos organismos

La más conocida fermentación homoláctica, por la cual el piruvato se reduce a lactato de NADH + H+

Este proceso es fundamental en células que carecen de mitocondrias, orgánulo encargado habitualmente de dicha regeneración
Constituyen una serie de rutas metabólicas que permiten el reciclaje del NAD+ gastado en la formación NADH+ H+ en la ruta glucolítica
Un metabolito versátil
Metabolito intermedio que va a ser aprovechado por diversas rutas metabólicas
Se genera principalmente gracias a la ruta de la glucólisis

La gluconeogénesis

Sustratos gluconeogénicos
Alanina

Este proceso origina un ciclo similar al ciclo de Cori (ciclo de la glucosa alanina)

El mas importante, gracias a la actividad de las enzimas aminotransferasas, se convierte fácilmente en piruvato.

El glicerol

La dihidroxiacetona fosfato es uno de los intermediarios de la ruta gluconeogénica que se emplea en la síntesis de la glucosa

Producto de la degradación de los lípidos

Ácido láctico

En el hígado se transforma en piruvato, para la síntesis de nuevas moléculas de glucosa

Se genera en cantidades importantes en diversas células que no poseen mitocondrias

Las reacciones alternativas
3. Formación de glucosa a partir de la glucosa-6-fosfato

Reacción hidrolítica se libera el grupo fosfato en posición 6 de la glucosa por acción de la glucosa-6-fosfatasa

2. Conversión de la fructosa-1,6-bisfosfato en fructosa-6-fosfato

Reacción hidrolítica por la cual se elimina el gripo fosfato en posición 1 de la fructosa por la enzima Fructosa-1,6-bisfosfatasa

1.Síntesis de fosfoenolpiruvato

La conversión del piruvato en fosfoenolpiruvato requiere dos reacciones catalizadas

Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa

Cataliza la conversión del oxalacetato en fosfoenolpiruvato

Piruvato carboxilasa

Cataliza la conversión del piruvato en oxalacetato

Aspectos generales de la biosíntesis de la glucosa
Es una ruta que se lleva a cabo únicamente en el hígado y en la corteza renal
La gluconeogénesis va a permitir sintetizar glucosa a partir del piruvato
Comparte una serie de reacciones con la glucólisis
Permite suministrar glucosa a los tejidos cuando el aporte en sangre no es adecuado
La glucogénesis es la ruta que utilizan las células de los organismos no autótrofos para sintetizar moléculas de glucosa

La glucólisis

Tres puntos regulados de la glucólisis
El último paso regulado en la glucólisis es la fosforilación catalizada por el piruvato quinasa
La fosfofructoquinasa-1 activada por fructosa-2,6-bisfosfato y AMP, inhibiéndose por citrato, ATP y H
La Hexoquinasa está regulada alostéricamente por su producto, la glucosa-6-fosfato que inhibe la actuación de la enzima
10 reacciones de la glucólisis
Fase de rendimiento energético

10. Segunda fosforilación a nivel de sustrato

Se produce la síntesis de la molécula de ATP

9. Deshidratación del 2-fosfolicerato a fosfoenolpiruvato

Reacción reversible canalizada por la enolaza

8. Conversión del 3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato

Por medio de la fosfoglicerato mutasa, es una reacción reversible

7. Primera fosforilación a nivel de sustrato

Se produce la síntesis de una molécula de ATP

6. Oxidación del gliceraldehído-3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato

Se oxida el gripo aldehído hasta una forma ácido

Fase preparativa

5. Interconversión de las triosas fosfato

Equilibrio catalizado por la enzima triosa fosfato isomerasa

4. Escisión de la fructosa-1,6-bisfosfato en dos triosas fosfato

Reacción reversible catalizada por la aldosa

3. Fosforilación de la fructosa-6-fosfato a fructosa-1,6-bisfosfato

Requiere gasto de una segunda molécula de ATP

2.Conversión de la glucosa-6-fosfato a fructosa-6-fosfato

Reacción reversible catalizada por fosfoglucosa-isomerasa

1.Fosforilación de la glucosa a glucosa-6-fosfato

Requiere gasto de una molécula de ATP

Degradación de la glucosa
Se divide en dos fases

La fase de beneficios o de rendimiento energético

Transformación de la molécula de gliceraldehído-3-fosfato en piruvato

La energía de la oxidación del gliceraldehído-3-fosfato la aprovecha la célula

La fase preparativa

Transformación y escisión de la glucosa en dos triosas fosfato

Se produce un gasto energético (Dos moléculas de ATP por cada célula de glucosa)

Es la forma más rápida de conseguir energía para una célula
La glucólisis puede considerarse como el proceso oxidativo de la glucosa.
Ruta más importante del metabolismo, procesamiento y aprovechamiento de la glucosa
La glucólisis es la ruta digestiva de la glucosa, principal molécula energética del organismo

Digestión de azúcares de la dieta

Enzimas digestivas de azúcares y productos obtenidos
La hidrólisis de los disacáridos se produce a través de disacaridasas específicas que liberan los monosacáridos
El glucógeno requiere de la presencia de amilasa y de isomaltasa para hidrolizar los enlaces.
Existen diversos transportadores a nivel intestinal que facilitan la asimilación de los monosacáridos.
Las dextrinas terminan de ser hidrolizadas por acción de la isomaltasa
La amilasa se secreta ya en la saliva, iniciándose desde la deglución el proceso digestivo del almidón

La amilasa también ataca parcialmente a la estructura amilopectina del almidón.

La digestión del almidón, viene determinada por el tipo de estructura que esté implicada
Clasificación de los hidratos de carbono según su digestión
La fibra alimentaria sirve para estimular los movimientos peristálticos y facilitar el correcto transito intestinal
El almidón es el principal hidrato de carbono de la dieta
Los hidratos de carbono de la dieta se pueden dividir en dos grandes grupos

Hidratos de carbono digeribles

El principal hidrato de carbono es el almidón

Otros disacáridos de importancia en la dieta son los disacáridos, principalmente sacarosa y lactosa

El proceso digestivo de los hidratos de carbono implica la transformación de azúcar en sus constituyentes básicos

Hidratos de carbono no digeribles

Se conocen con el nombre de fibra de la dieta o fibra alimentaria

La mayoría son polisacáridos complejos que no se pueden digerir

Entre estos compuestos se puede distinguir la celulosa y otro heteropolisacáridos.

Introducción

Principales vías del metabolismo de la glucosa
Como intermediario metabólico, el piruvato juega un importante papel como vía de entrada en las rutas catabólicas de fermentaciones
Las rutas relacionadas con los monosacáridos. La principal ruta catabólica es la glucólisis.
Las rutas relacionadas con el glucógeno polisacárido de reserva energética a corto plazo de los animales.
Entre los azúcares se destaca la glucosa, base de muchos polisacáridos.
El metabolismo de los hidratos de carbono es una de las principales rutas del metabolismo celular.