Metabolismo De Carbohidratos 2

Metabolismo de Carbohidratos. Parte II

JFRS

•Ciclo de Cori o del Acido Lactico Ocurre en m. esquelético, en las fibras de contracción rápida donde se produce lactato por el ejercicio. El lactato es un producto final. No se produce el piruvato, sino que el lactato sale de la célula muscular, es exportado a través de un transportador al hígado donde ocurre la gluconeogenesis. En el hígado se transforma en glucosa que se va a la circulación general y por lo tanto a los demás tejidos, incluyendo el músculo esquelético. Se puede asociar también a los glóbulos rojos, los tumores, etc. Se regenera en glucosa.

Hay ciertas moléculas claves en el metabolismo de la glucosa. Esta puede seguir distintas vías en el tejido dependiendo de las necesidades: A. La glicolisis por oxidación completa hasta CO2 y H2O, más ATP (tipica). Esta es anaerobica, o sin cadena oxidativa, sin oxigeno, se transforma en Piruvato y el producto es Lactato. Todas las células pueden hacer lactato. Los microorganismos pueden sintetizar etanol. B. La oxidación anaerobia, la glucosa se la transforma en piruvato y tiene la capacidad de producir el etanol. Es una fermentación anaeróbica. Puede ser omolactica (en nuestro organismo, en la fermentación alcohólica) y la de los organismos capaces de producir etanol.

En la imagen imagen, vemos un tumor que lactato que se va al higado y luego produce glucosa.

produce

La glucogenesis, síntesis de glucogeno, es un proceso anabólico, porque miles de moléculas de glucosa se van a unir para formar una de un alto peso molecular.

Ocurre en citoplasma, en hígado, en m. esquelético. Muchos de nuestros tejidos son capaces de hacer glucogeno, solo que no son tan metabolicamente importantes, por cantidad y por masa. El higado es quien mas glucogeno produce (4% de su peso en glucogeno). En el m esquelético es el 1% de su peso, PERO el que tiene mas glucogeno en total en el cuerpo humano es el m. esquelético xq tienen mayor peso. El glucogeno que es afectado en ayuno o en la dieta es el del hígado, porque lo que se almacena o se gasta es de la dieta. Se gasta el hepático, mientras que el del músculo se forma por la circulación general. Para que se pueda disminuir la capacidad del músculo de almacenar el glucogeno tiene que haber pasado suficiente tiempo. Si ocupa glucosa una persona con varios días de inanición es por la gluconeogenesis, entonces el glucogeno muscular toma la glucosa de la gluconeogenesis después de que se gasto el hepático. Tiene que haber pasado sufriente tiempo. La enzima reguladora es la glucogeno sintasa. Glucogeno En cuanto a su estructura, es ramificada. Cuando hay síntesis, se almacena en esferas en el citoplasma, y están involucradas en la síntesis, degradación y regulación del glucogeno. El que sea tan empaquetada, la hace más fácilmente soluble. Los polisacáridos son muy insolubles, pero este no, es muy soluble por su ramificación. Esto porque ahí es donde se almacena. Las ramificaciones las da enlaces alfa 1,6 mientras que la lineal la da alfa 1,4. Glucogenesis El proceso es similar en ambos tejidos. Pero hay algunas diferencias, como de donde viene la glucosa. Si hablamos de hígado, esta viene de la digestión, en altas concentraciones, y una vez que entra por el GLUT, la Glucoquinasa da la fosforilación, mientras que en el músculo esta la hexokinasa. La fosfato gran la y otra ya que la activa de para luego acetil este

glucosa 6 en la digestión parte se va a glucogénesis a la glicólisis, en le hígado glicólisis se en el periodo absorción producir piruvato que da origen a CoA pa que forme ácidos grasos.

Paso Por Paso I. Glucosa ATP por medio de la glucokinasa a Glucosa 6 fosfato.

II. (Glucogénica) De cada 100 de glucosa, 60 se van a formar glucogeno. La gucosa 6 fosfato se trasforma a glucosa 1 fosfato por la acción de la enzima isomerasa fosfoglucomutasa que mueve el fosfato de Carbono. Esa glucosa 6 fosfato se puede ir para un montón de vías.

III.

Transformar glucosa 1 fosfato en UDP glucosa (se le une), se sabe que estas se van a ir exclusivamente a la síntesis de glucogeno (se reservan para). Y no están libres, se desvían a la síntesis de glucogeno. La UDP glucosa, la Uridina Di fosfato con la glucosa agregada, Es MUY IMPORTANTE esta reacción por esta síntesis. Como proceso anabólico que es, requerimos de una molécula que nos va a dar la energía, dada por la Uridina Tri Fosfato, que reacciona con la glucosa 1 fosfato. Va la enzima UDP glucosa pirofosforilasa, la cual transforma el UTP y la glucosa 1 fosfato en UDP glucosa mas fosfato inorgánico.

Esta rxn es reversible. Resulta que el pirofosfato que se forma, apenas se forma llega una hidrolasa del pirofosfato, la que se llama pirofosfatasa. Como hidrolasa que es (del pirofosfato), hace la reacción irreversible. Normalmente seria reversible (G), pero por la formación de una de sus productos, y su consumo da la formación de UDP glucosa (hay 1 desvió por formación de 2 fosfatos inorganicos). Hay consumo de UTP, porque todas tienen que transformarse en UTP glucosa. Es un mecanismo a la síntesis de almidón en los vegetales, y de sacarosa. En el caso del glucogeno, la glucosa 1 fosfato y el UTP. LA UDPG pirofosforilasa lo que hace es catalizar la rxn en la cual la glucosa 1 fosfato hace 1 ataque al grupo fosfato y sale el grupo del UTP el pirofosfato. Se une la glucosa fosfato al UTP y se forma el UDP glucosa y queda el pirofosfato que se hidrolisa en dos fosfatos inorganicos que pasan al medio (por la

pirofosfatos). Se gasta 1 ATP por cada UDP glucosa que se forma. Luego se tiene que regenerar el UDP.

IV. Lo primero que va a pasar para que se sintetice la molécula de glucogeno es que la Glucogeno Sintasa se va a formar por enlaces alfa 1,4 para que sea lineal. Es una enzima que para que ella actúa requiere que haya una molécula primordial o cebadora Ya formada. En su mecanismo, ella necesita un pedazo de glucogeno del medio, para ella irle pegando pedacitos de glucosa. Esa molécula de glucogeno que queda en el ayuno no se termina de degradar, y sobre esos mecanismos se monta en el periodo de absorción otros pedazos. Hay un polipéptido que se llama Glucogenina, nosotros la podemos sintetizar. Para que el glucogeno se sintetiza se ocupan la UDP glucosa y la glucogeno primordial PERO unida a la Glicogenia.

Llega el pedacito de glucogeno que quedo sin degradar en el periodo de ayuno. Llega la glucogeno sintasa y empieza a agregar glucosas por enlaces alfa 1,4. Se las pasa a los extremos. El otro glucogeno primordial, el sintetizado por la glicogenia. Que es lo que hace la glucogeno sintasa? Es el mismo de la glicogenina, coge el UPD glucosa, le quita la glucosa y se lo pega al C 4 por enlace alfa 1,4. La cadena va creciendo hace el extremo NO reductor (el reductor es el 1). Esto mismo lo hace la Glicogenia. Ella es un polipéptido que a su vez es enzima, que ella misma se va agregando glucosas del UDP glucosa. La primera glucosa que recibe, la recibe la Tyrosina 194 (tiene 1 OH que forma enlace glicosidico), y se lo agrega ella misma. Va creciendo la molécula primordial, hasta que ya es lo suficientemente grande para que actué la glucogeno sintasa. Se va separando conforme me va creciendo la cadena, a la vez que actúan las enzimas ramificantes, para hacer glucogeno ramificado que cubre la glicogenia (keda hacia adentro).

V. La transferasa o ramificante, que es una glucosil 4,6 transferasa. Lo que hace es cortar el enlace alfa 1,4, y el extremo glucosilo lo pega por un enlace alfa 1,6 cerca de la glucogenina. Lo que queda es una glucosil alfa 1,4,6,tranferasa.

El UTP se tiene que regenerar, ocupa 1 fostato. Este se lo da el ATP (nucleosido difosfo quinasa, que transforma nucleosidos entre si). Por cada glucosa que se agrega a la creciente molécula de glucogeno, se gasta 1 ATP (se gasta mucho, pero se controla la glicema en ayuno-higado, y en músculo da energia para la contracción). La Glucogenolisis. Su función es que el glucogeno que se absorbió en periodo de ayuno se vaya en sangre. En músculo (producto es diferente en los dos tejidos) ese glucogeno no regula la conc. de glucosa en sangre, sino que se transforma e glucosa 6 fosfato para que se vaya al ciclo de Krebs, para que vaya y produzca ATP. En el músculo su finalidad es la energía. Si esta en la anaerobiosis, se produce lactato. La glucogeno llena de ramificaciones. En esos extremos no reductores, se pega la glucogeno fosforilasas (muchas actuando a la vez), va entrando a la molécula, y cortando enlaces alfa 1,4, introduciendo fosfato inorgánico. Si fueran hidrolasas comunes, las trasformarían en glucosas libres, pero son FOSFORILASAS, entonces se forman glusasa 1 fosfato. Glucogeno se forma rápidamente en glucosa 1 fosfato, rápido y sencillo. Esta se transforma en glucosa 6 fosfato, y en el hígado en glucosa. Esa es la idea de las ramificaciones, si fuera lineal (alto peso), seria una sola glucosa fosforilasa la que cortaría. La axn de la glucogeno fosforilasa donde corta enlace y mete fosfato. Libera glucosas, pero cuando se acerca a la ramificación, esta NO puede actuar. Cuando se acerca 4 glucosas antes de la ramificacion, ya el impedimento esterico le impide actuar. La desramificacion la hacen 2 enzimas. La desramificacion (1 poco más complicada) la hace la transferasa de la enzima desramificante. Q hace esta? Llega y se acerca al extremo glucosilo, corta, y lo pega en la otra cadena, pero por un enlace alfa 1,4. Es una tranferasa 4,4. La va dejando como la isomaltosa. Luego llega la otra enzima que es una hidrolasa, que se llama alfa 1,6 glucosidasa. Una tiene una actividad de transferasa y la otra de alfa 1,6 glicosidasa, ambas tienen dominios de la misma cadena polipeptidica. Por cada ramificación hidrolizada, la glucosa se va para el reticulo endoplasmico, para luego ser exportada a cualquiera de las vias, por eso es que NO controla la glicemia. En cambio la de la glucosa 6 fosfatasa SI se exporta fuera de la celula. Queda el glucogeno lineal. Sigue cortando la glucogeno fosoforilasa, hasta tener pura glucosa 1 fosfato. En el higado, cuando ya han actuado las 3 enzimas, van a haber muchas glucosas 1 fosfato. Como la rxn es reversible, se transforma en glucosa 6 fosfato (EN HIGADO), y se transforma glucosa mas fosfato inorgánico y SI sale al medio. En el músculo, no actúa la glucosa 6 fosfatasa. Entonces, la glucosa 6 fosfato entra a la glicolisis ( no es producto final como lactato).

La glicemia se controla por (en absorción): glucosa de la dieta -Glucosa del glucogeno -Glunoegenesis Ademas del higado, la glucosa 6 fosfatasa, tamb esta en el riñon, para gluconeogenisis. Esta en ambos. En la membrana del reticulo endoplasmico. La glucosa 6 fosfato entra por un transportador específico al lumen del reticulo. En la membrana esta la glucosa 6 fosfatasa. Una vez que se forma la glucosa, pasa por el ¿?, luego pasa por Glut 2 para ser enviada a la circulación. Participan muchas enzimas transportadoras. El fosfato inorgánico tamb sale por un transportador especial al citoplasma, y juega un papel importante en la regulación del pH. Regulación de la Glucogenesis La glucogeno sintasa y glucogeno fosforilasa de la glucogenolisis, son reguladas en forma covalente, donde una se activa y la otra se desactiva: cuando se fosforila, se inactiva. Regulación covalente de ambas: la glucogeno sintasa (rosado) y la glucogeno fosforilasa. Ambas tiene residuos de serina, ambas pueden estar fosforiladas o desfosforliadas. En ayuno, las dos estan fosforiladas, donde se inactiva la glucogeno sintasa, mientras que la glucogeno fosforilasa se activa. En absorción activa glucogenesis, en ayuno glucogenolisis hepatica. El glucagon, la hormona que actúa en hígado hechando a andar la glucogenolisis. La adrenalina actua en ambas, el glucagon solo en higado.

fosforilasa, si hecha andar la glucogenolisis, medio hay mucha glucosa libre, mas bien un inhibidor alosterico (efector negativo). SI no hace falta hechar a andar el proceso. El papel del inhibidor alosterico, se les une la conc. elevadas a la glucogeno fosforilasa por lo que produce un cambio conformacional. Los efectores negativos y alostericos cambian la conformacion al sitios alostericos. La adrenalina produce al igual que el glucagon, por lo que activan la fosforilasa. VIA OXIDATIVA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

La regulación alosterica (se tienen q dar ambas). Tenemos la glucogeno pero si en el actúa como hay mucho, glucosa en fosforilada, positivos pegarse a fosforilacion glucogeno

Catabolismo secundario. Para producir ATP se degradan moleculas. Es secundario porque NO produce ATP.

El sustrato de la vía es la glucosa 6 fosfato, formada por 2 vías: una oxidatica y una NO oxidativa. Su función es producir NADPH, hay oxidación de glucosa, pero en lugar del ATP, lo que produce es NADPH que es necesario donde se produce energía, como la biosíntesis de ac. Grasos o de esteroides. El NADPH es soluble, viaja por el citoplasma, para metabolismo de lípidos. Su otra función es la síntesis de pentosas, necesarios para formación de ac. Nucleicos. Entran 6 moléculas de glucosa 6 fosfato que reaccionan que reaccionan con 12 moleculas de NADP, y por la serie de enzimas que trabajan, se regeneran 5 moleculas de glucosa 6 fosfato. Esas 12 NADP se transforman en 12 NADPH, ademas que faltan las 6 moleculas de CO2, pues se descarboxila en 6 moleculas de CO2. Si se regeneran 5, es lo mismo que decir (cancelando) 1 glucosa 6 fosfato se oxida hasta 6 moleuclas de Co2 y un fosfato inorganico.

Es la tipica rxn de oxidación. En la ecuación no vemos la síntesis de pentosa, porque es la segunda parte. NO todos los tejidos tienen este proceso; es una via inducible, solo si la necesita ocurre. Hay 7 lugares donde se puede dar esta vía, y con la finalidad de producir NADPH. En el tejido adiposo, esta TODA la maquinaria pero no siempre ocurre, solo después de varios días de inanición. En la glándula mamaria también se induce, pero durante la producción de leche si, para la formación de ac. Grasos que pertenecen a la leche. En el glóbulo rojo no hay mitocondrias, pero es necesario para el mantenimiento de glutation reducido. Ahí actúa TODO el tiempo, porque el glutation es dependiente del NADP, y se ocupa reducido para que no haya peroxido de hidrogeno, pues esta destruye la membrana. Esta fue la primera fase IRREVERSIBLE y típicamente oxidativa.

Tenemos 2 reacciones donde se produce NADPH, 6 fosfogluconato deshidrogenasa, y la fosfato deshidrogenasa. Cada glucosa, si son 6 glucosa 6 fosfato, se tranforman en 5 moleculas, se van a producir 12 NADPH en total, y 6 moleculas de CO2. En la primera fase se da lo mas importante, en la 2da de esas 6 se regeneran 5. El desvió es inhibido por la deficiencia de tiamina, pues afecta los 2 complejos vistos anteriormente. En este caso, la Transetolasa tambien depende de PPT. Su regulación es alosterica. La enzima reguladora es la glucosa 6 fosfato deshidrogenasa. Cuando hay mucha NADPH se inhibe la glucosa 6 fosfato deshidrogenesa, mientras que la NADP la estimula. Esta vía ocurre en la absorción, porque se requeire el NADPH para la síntesis de colesterol, pero tambien para la síntesis de ac, grasos. Hay mucha glucosa disponible, parte para la gluocogenesis, parte pa la glicolisis, y parte pa el desvio de las pentosas. Recordemos que en el glóbulo rojo pasa de glutation oxidada en glutation reducido. La glutation peroxidasa transforme el peroxido en H2O. En la primera fase oxidativa (NADPH y CO2, irreversible), pero en la segunda fase se dice que es No oxidativa e reversible, su finalidad es la regeneracion de glucosa 6 fosfato. La Transetolasa es muy importante, depende la tiamina, y su deficiencia da el Síndrome de Wernickof. La 2da fase tiene muchas fases de gluconeogenesis, solo que todos son derivados de azucares.