Tema 2 - Catabolisme dels carbohidrats I (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Pompeu Fabra (UPF)
Grado Biología Humana - 2º curso
Asignatura Bioquímica II
Año del apunte 2014
Páginas 19
Fecha de subida 10/04/2015
Descargas 3
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 2: Els carbohidrats I carbohidrats.
Catabolisme dels Carbohidrats, estructura bàsica: (CH2O)n   Com s’originen els carbohidrats(IMG).
Els carbohidrats que nosaltres al final ingerim, provenen d’aquesta fixació de CO2 a partir de les plantes. Mengem les plantes o animals que n’han menjat.
Paper biològic: - Generació d’energia (ex. degradació de la glucosa, per obtenir energia).
- Reserva d’energia [midó (plantes) / glicogen (humans)].
- Components estructurals (parets cel·lulars/exosquelets /…).
Classificació: Monosacàrids < Oligosacàrids < Polisacàrids (més de 10 monosacàrids) MONOSACÀRIDS DISACÀRIDS POLISACÀRIDS Trioses Gliceraldehid, Sacarosa Glucogen (3aT C) Dihidroxiacetona (Intermediaris de la glucòlisi) Tetroses Pentoses   D-Eritrosa D-Arabinosa, LArabinosa, D-Ribosa, Lactosa Trehalosa Cel·lulosa Midó 1   Hexoses Heptoses 2-Desoxirribosa (sintetitzar àc. nucleics), D-Xilosa D-Galactosa, L- Cel·lobiosa Galactosa, D-Glucosa, D-Manosa, D-Fructosa D-Sedoheptulosa Maltosa Els disacàrids es formen a partir d’enllaços O-glucosídics.
– Lactosa = sucre que ens prenem quan bevem un got de llet. Galactosa + glucosa (enllaç b 1!4) – Sacarosa = Fructosa + Glucosa – Maltosa = Unió de dues molècules de glucosa (enllaç a 1 !4) ; degradació del mido i glucogen (cadenes lineals).
– Cel·lobiosa = Unió de dues molècules de glucosa enllaç β(1 ! 4) Ve de la cel·lulosa. No podem trencar aquets enllaços i per tant no absorbirem la glucosa, no som accessibles a la cel·lulosa. Els herbívors si ho poden fer.
Polisacàrids: Homo i heteropolisacàrids – Glucogen, midó i cel·lulosa (Homo). La diferència ! Midó: cadena α(1 !4) de glucosa. Té ramificacions, però són molt menors que les del glucogen. En el glucogen, la cadena central amb enllaços α(1 !4), és igual que la del midó, la diferència és que cada 10 residus hi enganxem una cadena lateral amb un enllaç α(1 ! 5). La cel·lulosa, és un polímer β(1!4).
Digestió dels carbohidrats i assimilació Què trobem en una dieta estàndard occidental: un gran percentatge del que nosaltres mengem són carbohidrats, la majoria provindrà de polisacàrids principalment del midó. El glicogen vindrà normalment de teixits animals. També obtenim disacàrids com la sacarosa que ve dels fruits i un percentatge de lactosa, depenent de la quantitat de llet ingerida. En el cas dels monosacàrids veiem que el percentatge es petitíssim. Tot i això, nostres només podem incorporar en el nostre organisme monosacàrids. Això vol dir que hem de tenir un sistema de digestió per transformar els compostos en monosacàrids per tal de poder-los incorporar al nostre organisme.
  2   La digestió dels carbohidrats es fa mitjançant la: α-amilasa: trenca els enllaços a (1!4). Trenca els compostos de polisacàrids a disacàrids, però mai fins a monosacàrids, simplement els simplifica.
Veiem com la digestió comença a nivell de la boca. Quan arriba a l’estómac s’atura perquè l’enzim no pot treballar més. A l’intestí prim continuarà. La α-amilasa pancreàtica serà la mes important per digerir. Tenim disacàrids només de glucosa o de glucosa combinada,...
en total de 4 tipus. Volem obtenir els monosacàrids corresponents. Per fer-ho, hi ha 4 tipus d’enzims que se secreten a les microvellositats de l’intestí prim. Cada un d’ells degradarà específicament cada disacàrid.
Digestió mitjançant enzims anomenats: Oligosacaridases   3   Resultat final: tenim fructosa, galactosa i glucosa. Ho incorporem a les cell de l’intestí prim i al torrent circulatori i se’n van directament al fetge. Procés molt eficient.
Alteracions en la degradació Deficiències en: - Alfa amilasa pancreàtica: problema en degradació del midó que se li dóna als nadons. Solució: Donar cereals que han estat prèviament hidrolitzats (s’agafa el midó i s’incuba amb enzims).
- Deficiència en la lactasa: Intolerància a la lactosa. Perdem capacitat de degradar la lactosa. Això es degut a que la lactasa que es la encarregada de degradar els disacàrids no s’expressa. Si no es degrada, el disacàrid passa a l’intestí gruixut, la qual cosa dóna problemes: gasos, deshidratació, dolor abdominal, diarrea. Solució: evitar la llet.
Transport de glúcids Els monosacàrids són molècules hidrofíliques. Els hem d’ajudar a travessar la membrana a través de transportadors que funcionen gràcies a transport facilitat (a favor de gradient). Això funciona generalment bé en totes les cèl·lules excepte en les de l’intestí. Si ja fa una estona que hem menjat, la concentració de monosacàrids a fora seria petita i dins gran, això seria un problema si només poguessin funcionar a favor de transport, perquè tendirien a sortir i això no ens interessa. Per això, s’acobla el transport de la glucosa i galactosa a un transport actiu. Per cada molècula de glucosa que entrem, entrem una de Na+. A l’altra banda tenim una ATPasa de Na/K.
D’aquesta manera podem seguir entrant sodi, perquè a l’interior sempre n’hi haurà molt poc, ja que l’anem eliminant.
Què fem amb la glucosa? Un cop dins de la cell: 1. La pot utilitzar (si té un dèficit d’energia, l’agafa i la degrada per obtenir energia) ; 2. Com que dins la cell tindrem nivells molt alts de glucosa, sortirà a torrent circulatori (vena portal hepàtica), gracies a un transportador a favor de gradient: GLUT2 ; 3. Podem agafar la glucosa de dintre i transformar-la en piruvat i després en lactat (glucòlisis). El lactat el podem enviar a la vena, que anirà fins al fetge i el fetge transformarà el lactat en glucosa. Això ens ha permès disminuir la concentració de glucosa a l’interior. Això s’anomena cicle de Cori.
  4   Exterior Interior *Els monosacàrids entren a l’enteròcit a traves de la membrana apical, i abandonen la cèl·lula per la membrana baso lateral, utilitzant proteïnes transportadores específiques.
Hi hauran transportadors de glucosa específics per cada teixit. Volem tenir uns nivells de glucosa en sang constants. Si no els mantenim constants, tenim problemes: es generen problemes osmòtics, circulatoris, metabòlics,... Una persona que acaba de menjar en la vena portal hepàtica el nivell de glucosa en sang podria pujar fins a 1510mM, el fetge actuaria per ajustar aquest nivells elevats a un nivell normal 4-6mM. Un diabètic no pot fer-ho. Si estem per sota de 2mM comencem a tenir problemes en el SNC perquè és directament depenent de la glucosa per funcionar i estem tenint un dèficit d’energia. Començaríem al·lucinant, despès en coma i podríem arribar a morir.
Hi ha tot un seguit de vies metabòliques que la seva funció es mantenir la [ ] constant.
Nivell de glucosa fisiològiques en sang.
Implicacions [glucosa en sang] = 4-6 mmol/l   5   GLUT 3: és un transportador que trobem en cervell. Sempre entrarem la mateixa quantitat de glucosa. Quan [glucosa] incrementa, no canvia la seva capacitat de transportar. Si la [ ] cau moltíssim (per sota de 5mM), l’activitat del transportador també caurà molt.
Si tinguéssim el GLUT3 al fetge. Escenari 1: Mengem i per tant s’incrementa molt la glucosa en sang. Si tinguéssim aquest transportador, no podríem regular la   6   concentració de glucosa en el nostre organisme. No pot treure glucosa del nostre torrent circulatori, ja que quan la [] augmenta, la capacitat del transportador no varia; la velocitat de transport no augmenta proporcionalment a la [] de glucosa. Per tant els processos d’homeòstasi, reserva i formació de glucosa no serien eficients o no es donarien correctament.
Escenari 2: La funció del fetge es equilibrar les concentracions de glucosa entre l’interior i l’exterior, traient o donant glucosa al nostre torrent circulatori. Si tenim un transportador que té molta afinitat per la glucosa (Km baixa ≈ 1,6mM), funciona molt bé dins del rang fisiològic, però en concentracions baixes, és a dir, en condicions en que nosaltres no haguem ingerit glucosa, la velocitat del transport decaurà molt i s’alliberarà molt poca glucosa al torrent. Això farà disminuir els nivells de glucosa en sang (enlloc de tenir 5mM tindríem 1,5mM) i podria suposar un problema. Hipoglucèmia?.
GLUT 2. El trobem en el fetge, per tal que aquest pugui entrar quanta més glucosa millor en el seu interior i l’utilitzar-la per reservar-la.
Té una afinitat baixa per la glucosa (Km molt elevada) i té una gran capacitat de transport, que millora quan augmenta la quantitat de glucosa circulant. Quan la [] disminueix la velocitat del transportador també ho fa però molt lentament.
Si el tinguéssim al cervell, el que passaria es que amb la concentració que nosaltres tenim 20mM, tindríem el transportador a un 20% i estaríem entrant 4 vegades menys de glucosa de la que necessitaríem.
GLUT 5 i 4. Quan tinguem glucosa a nivells normals entrarà glucosa a l’interior. Si baixà, disminuirà la seva eficiència i si augmenta augmentarà molt poc.
El GLUT4 es troba en múscul i en el teixit adipós, però la seva presencia depèn de la insulina. Si hi ha insulina aquestes cells tenen transportador sinó no. L’entrada de glucosa aquests teixits només es produirà quan s’alliberi insulina i per tant serà després d’una ingesta.
La glucólisis Important mantenir cte la glucosa circulant, perquè hi ha teixits en el nostre cos que requereixen aquesta glucosa constant per funcionar.
Podem: reservar-la, sintetitzar-la a   7   partir d’altres compostos, obtenir energia, … Via per obtenir energia: Glucòlisi - Via general (10 reaccions químiques de: glucosa ! ! piruvat).
- Citoplasmàtica (es dóna en el citoplasma).
- La majoria dels intermediaris són fosforilats (en el C6 o C3), per mantenir el seu grau energètic i perquè els compostos no puguin sortir de compartiments cel·lulars (com el citoplasma).
-Fase I: fase preparatòria (reaccions 1-5).
Consum 2ATP (gastem energia) ! sucres-P/C6-2xC3 Passem de glucosa a gliceraldehid-3-fosfat (passem d’una hexosa a una triosa).
-Fase II: fase regeneradora (reaccions 6-10).
Formació 4ATP i 2NADH Transformació del gliceraldehid-3-fosfat fins a piruvat. Obtenim un coenzim reduït (NADH) i obtenim 2molècules d’ATP. Com ho fem amb 2 trioses al final obtenim 4ATP.
Fosforilació de la glucosa Quan la glucosa ha entrat a l’interior de la cell es fosforila sobre el carboni 6. Per fer això gastem 1ATP. Es converteix en glucosa-6-fosfat. Això ja no es reconegut pels transportadors de la membrana plasmàtica i ja no pot sortir de l’interior de la cell. Impedim que, si s’acumula molta glucosa a l’interior, surti a favor de gradient. Hi ha teixits que tindran capacitat de trencar aquest fosfat de la glucosa i permetran que la glucosa surti.
D’altres no.
Els enzims que s’encarreguen Glucoquinasa vs. Hexoquinasa d’això: Hexoquinasa -poc específica -inh per G6P -Km baixa/Vmàx baixa Glucoquinasa -fetge -no inh per G6P -nivells mod. Per Ins/CHO -Km alta/Vmàx elevada Hexoquinasa, la trobem a quasi tots els teixits. Té molta afinitat per la glucosa, però té una capacitat limitada de transformar Glucosa en Glu-6-fosfat (Gràfica de la hexoquinasa).
Aquest enzim s’inhibeix per glucosa-6-fosfat. Si la cèl·lula no té més capacitat de processar Glucosa-6-fosfat, aquesta s’acumularà i inhibirà l’activitat de la quinasa,   8   deixarem de fosforilar la glucosa. Per tant, se’ns equilibraran les concentracions de glucosa a les dos bandes de la cell i en deixarà d’entrar a l’interior. Això passa quan ja tenim prou energia a l’interior de la cell. (Es un procés que passa en el múscul).
Glucoquinasa, el trobem especialment en el fetge i les cells β del pàncrees. Té poca afinitat per la glucosa, però quan li arriba molta glucosa té molta capacitat per transformar-la (Gràfica glucoquinasa). En el fetge trobem el GLUT2, que actua igual, perquè després de la ingesta ens interessa absorbir tota la glucosa i anar transformant-la tota perquè no en deixi d’entrar. El GLUT2 i l’enzim estan al costat. La Glucosa-6-fosfat no es limitant. No inhibeix.
FASE I: Glucosa ! Glucosa-6-fosfat (gastem 1mol d’ATP) Glucosa-6-fosfat ! Fructosa-6-fosfat. Per la transformació d’un grup aldehid en un cetònic (isomerització).
Fructosa-6-fosfat ! Fructosa-1,6-bifosfat. La fructosa inicial es fosforila sobre el carboni 1. Aquí gastem la 2ª molècula d’ATP. Enzim molt important: Fosfofructoquinasa I (PFK1). Es regula per la presencia d’ATP i AMP. El primer actua de manera negativa sobre l’enzim, en canvi l’AMP és un factor al·lostèric positiu.
Té sentit, perquè en la glucòlisi el que ens interessa es obtenir energia, si ja tinguéssim ATP, no tindria sentit fabricar-ne més i per tant tindríem la via inactiva. Per això el que actuarà de manera positiva serà l’AMP, que trencarà enllaços de la glucosa per obtenir energia (ATP).
Quan una reacció química està propera a l’equilibri químicament es pot donar. Però molt poc, per això necessitem un enzim. L’enzim dóna energia i així es dona la isomerització. Si falta un compost respecte l’altre la reacció es donarà.
  9   FASE II: Oxidació: agafem el gliceraldehid-3-fosfat i gracies a un enzim, que capta del gliceraldehid-3-fosfat, passem del grup aldehid a un carboxil. El pas allibera prou energia com per agafar un fosfat inorgànic de dins de la cell (no de l’ATP) i incorporarlo al compost anterior donant: 1,3-bifosfoglicerat. Sense l’oxidació no s’hagués pogut fixar el fosfat. Això ens ha donat un coenzim (NADH). La molècula queda inestable i té tendència a alliberar-lo. Aprofitem això per agafar una molècula d’ADP i captar aquest fosfat ! ATP això ho fa el fosfoglicerat quinasa (enzim). Resultat: 3-fosfoglicerat + ATP. Un altre mètode per arribar al mateix lloc però amb dues reaccions químiques diferents: 1,3-bifosfoglicerat ! obtenir un producte intermediari ! i després el 3fosfoglicerat. Problema: el fet de fer-ho amb dos passos fa que l’alliberació d’energia tot i que sigui la mateixa en global, en cada un dels passos per separat no sigui suficient per generar ATP. Això fa que per aquest segon mètode es perdi la capacitat de síntesi d’ATP. Però... podem voler fer això, per exemple, en el cas dels eritròcits. El compost intermedi s’anomena 2,3-bifosfoglicerat i és un cofactor essencial per la unió d’oxigen a l’hemoglobina. És important perquè l’hemoglobina pugui deixar anar l’O2. Si un individu té problemes en la glucòlisi també tindrà problemes en generar 2,3Bifosfoglicerat.
  10   A més [O2], més oxigen es carrega sobre la nostra hemo.
Si una persona és deficient en l’hexoquinasa: Som menys eficients en processar la glucosa i tenim menys 2,3bifosfoglicerat, i com que en tenim menys veiem que la nostra hemo està més carregada d’O2 perquè té més dificultat d’alliberar-lo. Si tenim un defecte en la piruvat quinasa. Se’ns acumulen els intermediaris. Excés en 2,3bifosfoglicerat. Necessiten molt oxigen per poder carregar l’O2 a la hemo.
(A més 2,3-bifosfaglicerat, més tendència hi ha a deixar anar l’O2).
Finalment es produeix una isomerització per passar de 3-fosfoglicerat a 2-fosfoglicerat.
Després passem de 2-fosfoglicerat a fosfoenolpiruvat. Fem una deshidratació i creem un compost altament inestable i té molta capacitat de cedir el seu fosfat. Aquí es un hi ha el piruvat quinasa. Agafa l’ADP i ens genera una nova molècula d’ATP. Això ens dona una molècula de piruvat.
  11   Quan arribem al final què fem amb el piruvat? Això dependrà del tipus cel·lular amb el qual ens trobem. Necessitem tenir NAD per poder fer la glucòlisis. Agafem el piruvat i el transformem en lactat (lactat deshidrogenasa). Així aconseguim transformar el NADH en NAD i pot ser reutilitzat perquè la glucòlisis segueixi funcionant. Això ho fem en cells que no disposin d’O2. També passa en cells que NO tenen mitocòndries.
El fetge pot transformar l’àcid làctic en piruvat, mitjançant el pas de NAD a NADH. Per tant, si tenim una deficiència de NAD això no es podrà donar. Hi han microorganismes que fan això i s’anomena fermentació làctica. Fan lactat perquè la glucòlisi segueixi funcionant.
Altres, per seguir la glucòlisi (llevats), agafen piruvat el descarboxilen i el passen a àcid aldehid i d’aquest a etanol. Per poder regenerar el NAD i seguir fent la glucòlisi. Si les condicions son aeròbiques agafem el piruvat el portem a les mitocòndries i el transformem en ACETIL CoA.
També el podem carboxilar el piruvat per obtenir oxalacetat, per fer el cicle de Krebs.
Destí de la glucosa: aeròbic – anaeròbic   12   Formació d’aminoàcids (transaminases)-aminació Formació del malat (enzim màlic)-carboxilació Punts de control de la glucòlisis: Hexoquinasa: pas de glucosa a glucosa-6-fosfat Fosfofructoquinasa1 (PFK1) ! PFK1: factors al·lostèrics negatius: ATP/Citrat.
Factors al·lostèrics positius: AMP/F2,6bp Piruvat quinasa (PK).
1. Hexoquinasa Regulem la glucòlisis, perquè l’hexoquinasa s’inhibeix per glucosa-6-fosfat. Si tenim molta G-6P l’hexoquinasa deixa de transformar la G en G-6P. És un punt de control feble. Tot i que estigui regulat no es molt estricte, perquè la glucosa-6-fosfat té dos funcions dins la cell. Quan entrem la glucosa i la transformem en glucosa 6-fosfat podem portar-la a piruvat (glucòlisi) per obtenir ATP o bé reservar-la en forma de glucogen (reserva de glucosa). Per tant, hem de vigilar lo estrictes que volem ser en inhibir l’entrada de glucosa a la cell, perquè potser ens interessa que entri i guardar-la en forma de glucogen per tenir reserves en el moment que ho necessitem. Així doncs veurem que el punt més important de control de la glucòlisi és el pas de glucosa-6fosfat a piruvat.
La segona gràfica: en presencia d’ATP l’enzim es molt poc actiu, en canvi en presencia d’AMP l’enzim es torna molt actiu. És lògic ja que transformarem G en G-6P quan necessitem energia, no quan ja en tinguem, per això la presència d’ATP inactiva l’hexoquinasa.
Factors al·lostèrics negatius: L’ATP i el CITRAT són indicadors de que tenim un contingut energètic alt dins la cell.
Quan s’acumula el citrat vol dir que el cicle de Krebs ha deixat de funcionar. Quan el citrat s’acumula surt de l’interior de la mitocòndria (el transportador té baixa afinitat pel citrat per això nomes surt quan en tenim molt). Quan el citrat surt vol dir que ja tenim prou ATP i per tant, volem bloquejar el pas de glucosa-6-fosfat a piruvat (bloqueja la PFK1).
Factors al·lostèrics positius: L’AMP i la Fructosa 2,6-bifosfat (gràfica1), la línia vermella ens representa la corba del procés quan no tenim el factor al·lostèric i parlem de concentracions mM (milimolars). Si sí   13   que tenim el factor al·lostèric: fructosa-2,6-bifosfat, ni que sigui en concentracions molt petites (micromolars) veiem que l’activitat de l’enzim passa del 20% al 80%. Per tant ens l’activa. La F-2,6bP activa la PFK1 que convertirà la F-6P en F-1,6bF per acabar en piruvat i ATP. Per tant, com més fructosa-2,6-bifosfat hi hagi més eficient serà la conversió de F6P a F-1,6bF i per tant hi haurà + glucòlisi.
2. Fosfofructoquinasa1 (PFK-1) La fosforilació d’un enzim pot canviar-ne l’activitat. Tenim proteïnes quinases que agafen una molècula d’ATP i el posen sobre els aa Ser o Thr, que tenen grups hidroxils.
L’eliminació dels fosfats ho fan proteïnes fosfatases. Es tracta de processos fàcilment reversibles. Aquesta fosforilació-desfosforilació actua d’interruptor molecular.
Regulació hormonal: glucagó i la PKA Si acabem de menjar hem d’enviar una senyal a les nostres cells perquè reservin tota l’energia que ha entrat al nostre cos per quan la necessitem. Hi ha altres senyals que mobilitzen energia quan fa estona que no mengem. Mobilitzem les reserves anteriors per tornar a tenir glucosa circulant. La fructosa 2,6-bifosfat (es un missatger) que reflectirà les condicions de l’exterior de la cell. Hi hauran unes hormones que s’alliberaran quan hi hagi alguna d’aquestes situacions i hi han uns receptors que ens porten a l’activació d’aquestes proteïnes quinases que activen a enzims circulant a l’interior de la cell.
Enzim dins de la cell que pot canviar la seva activitat segons si esta fosforilat o no: PFK2 Agafa la fructosa-6-fosfat i ens genera fructosa-2,6-bifosfat, la qual es un activador de la PFK1. (necessita molt poca concentració del substrat inicial per fer-ho).
Com funciona l’enzim? Senyal 1: insulina: ens indica que hi ha una entrada de glucosa molt important en els nostres teixits. El nostre enzim, la PFK2 té dos tipus d’activitat: activitat quinasa i fosfatasa. Quan el l’enzim NO està fosforilat funciona com a quinasa i el que fa es agafar fructosa-6 i passar-la a fructosa-2,6bifosfat. Altes [ ] de F-2,6-bF activen la PFK1 que converteix la F-6P en F-1,6bP per obtenir energia. Quan la PFK2 es troba fosforilada, l’activitat quinasa està inactiva. S’activa l’activitat fosfatasa, el que suposa que no es fa el compost (F-2,6bP). Eliminem la fructosa 2,6-bifosfat de l’interior de la cell, la qual cosa inactiva la PFK1 i dirigeix la reacció cap a la síntesi de glucosa. La insulina doncs desencadenarà senyals perquè es degradi la glucosa i per tant afavorirà l’activitat quinasa de la PFK2.
  14   Senyal 2: quan tenim un dèficit de glucosa i necessitem sintetitzar-ne s’allibera glucagó. Aquest activa el seu receptor que està unit a l’adenilat ciclasa, el qual produeix AMPc que activa la proteïna quinasa A. Uns nivells alts de PKA fa que la PFK2 es fosforili, estimulant la seva activitat fosfatasa. Ens carreguem la fructosa-2,6bifosfat de l’interior de la cèl·lula i per tant la PFK1 s’inactiva enlloc de degradar la F6P n’afavorim la síntesi per arribar a produir glucosa (gluconeogènesis). El glucagó doncs desencadenarà senyals perquè es formi glucosa i per tant, afavorirà l’activitat fosfatasa de la PFK2.
  15   3. Regulació de la Piruvat Quinasa (PK) Fosfoinol piruvat a piruvat (últim pas de la glicòlisi). Si tenim ATP baixarà la seva activitat.
- Al·lostèrica (-ATP/+F1,6,bp): fructosa 1,6-bifosfat (efector al·lostèric positiu). La senyal avisa a l’últim responsable de la via perquè transformi el màxim de compost possible.
El glucagó fa que s’activi la P.K.A. que fosforila la piruvat quinasa que s’inactiva i fa que es produeixi piruvat a partir de fosfoenol piruvat (PEP). Gràfica 1 - Mod. Covalent (en determinats teixits) - Canvis en la quantitat d’enzim.
Regulació enzimàtica: Múscul Quan el múscul no està treballant tenim el múscul carregat energèticament, és a dir, hi ha un cúmul d’ATP.
Veiem la glucòlisi a nivell de regulació energètica: tenim glucosa, que si entra en el teixit serà fosforilada: G-6P. Un cop fosforilada poden passar dues coses: a) La glucosa-6-fosfat la dirigirem cap a la síntesi de glicogen. b) Si la glucòlisi es troba inactivada, es produeix una acumulació de glucosa-6-fosfat. Aquesta actua com a   16   regulador negatiu per a l’hexoquinasa, perquè deixi d’entrar glucosa en el múscul i la fosforili. De la mateixa manera nivells alts d’ATP bloquejaran també la via de PFK1 i del piruvat quinasa. Durant l’exercici, necessitarem utilitzar l’energia per fer la contracció muscular. Hi ha una activació del flux glucolític, per degradar glucosa i glucogen per obtenir energia. Provoca que la PFK1 es torni més activa, de manera que obtenim més fructosa1,6-bifosfat, que ens estimularà la piruvat quinasa i obtindrem energia. S’estimula la glucòlisi.
Utilització d’altres sucres: monosacàrids, disacàrids i polisacàrids La galactosa l’agafem i la unim a un nucleòtid perquè ens doni galactosa-UDP, la qual passarà a galactosa-1-fosfat, que es transformarà en glucosa-1-fosfat, que finalment es transformarà en glucosa-6-fosfat. Si aquest procés es fa malament (ens quedem en algun pas intermedi) i se’ns acumulen aquests intermediaris es generen una sèrie de malalties anomenades; galactosèmies (problemes en el desenvolupament: cataractes, engruiximent de diferents òrgans,...). Això passa quan més ens estem desenvolupant i prenem més llet. Si retirem la llet del menú i ens alimentem d’una altra manera podríem solucionar el problema.
La fructosa l’agafem i passa a fructosa-6-fosfat i després a glucosa-6-fosfat. En el fetge hi ha una variació. Enlloc de passar-la a fructosa-6-fosfat la passem a fructosa-1fosfat de la qual obtenim gliceraldehid, que podem fosforilar a gliceraldehid-3-fosfat i d’altra banda obtenir dihidroxiacetona-fosfat. D’aquesta manera es salta el pas de control de la PFK1.
  17   En una situació en que nosaltres decidim que no volem degradar mes glucosa, perquè ja tenim molta energia, i per tant, volem aturar la PFK1 perquè el cicle de glucòlisi s’aturi. Tot i això segueix entrant fructosa i com que aquesta es pot saltar el punt de control de la PFK1, s’acumula en forma de lípids.
Utilització de Glicerol (Metabolisme de les grasses) -3Triacilglicèrid ! Àc grassos i glicerol. (en situació d’estrès o quan ha caigut molt el nivell de glucosa en sang) Normalment el glicerol surt del teixit adipós blanc va al torrent circulatori que el porta al fetge. El fetge l’agafa junt amb l’ATP i el fosforila: glicerol-3-fosfat. En la segona reacció oxidem el glicerol-3-fosfat perquè ens doni dihidroxiacetona-fosfat. D’aquest últim compost ja sabem que fer-ne.
Rendiment energètic de la glucòlisis.
Glucosa ! Piruvat (guanyem 2mol d’ATP) ! Lactat (només per recuperar els nivells de + NAD ) En condicions anaeròbiques té lloc la fermentació làctica (etanòlica en casos especials) Glucosa + 2ADP + 2Pi ! 2 lactats + 2H+ + 2ATP + 2H2O Energia alliberada   18   Oxidació de glucosa amb oxigen= Glucosa + 6O2 ! 6CO2 + 6H2O (ΔGº'= -686 Kcal/mol) Fermentació làctica= Glucosa ! 2lactat + H+ (ΔGº'= -47 Kcal/mol) Hem tret 47 / 646 x 100 = 7% de l’energia lliure de la glucosa (el lactat encara manté molt potencial). De 686 calories, quan obtenim lactat només hem alliberat 47Kcal.
Només hem alliberat el 7% de l’energia que té la glucosa.
Energia emmagatzemada A nivell d’ATP 2ADP + 2Pi ! 2ATP (ΔGº'= -7,3 Kcal/mol x2= 14,6) Eficiència= 14,6 / 47 = 30% del total alliberat. De fet a les concentracions reals de la cèl·lula 24 / 47 = 50% real de l’energia alliberada.
Només hem fixat un 30% d’aquest 7% d’energia alliberada. Per tant el que m’interessa es de glucosa arribar a CO2.
    19   ...