Metabolisme dels carbohidrats (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Enfermería - 1º curso
Asignatura Bioquímica
Año del apunte 2016
Páginas 9
Fecha de subida 30/04/2016
Descargas 20
Subido por

Vista previa del texto

Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Bioquímica: Metabolisme dels carbohidrats Principals rutes metabòliques dels glúcids § § § § § § Glucòlisi à Catabolisme anaerobi citoplasmàtic de la glucosa Fermentació làctica i alcohòlica Gluconeogènesi à Síntesi de glucosa a partir de substrats no glucídics Respiració cel·lular à Cadena transportadora d’electrons + ATP sintasa Glucogènogenesi/glucogenòlisi à Síntesi/degradació del glucogen Ruta de la hexosa monofosfat o de les pentoses fosfat à Via metabòlica citoplasmàtica i alternativa del metabolisme de glucosa-6-fosfat Glucòlisi: catabolisme anaerobi citoplasmàtic de la glucosa § Ruta universal § Balanç de la glucòlisi à lisi de la glucosa (6C) en 2 molècules de piruvat (3C) , 2 d’ATP i 2 NADH § +O2 à piruvat i NADH entren al mitocondri : glucòlisi aeròbia § - O2 à es regenera NAD+ per reducció del piruvat a lactat (o etanol): fermentació § 10 reaccions de glucosa a piruvat: § Etapa 1 à activació i escissió de la glucosa en 2 molècules fosforilades de 3C : gliceraldehid-3-fosfat § Etapa 2 à oxidació de 2 gliceraldehid-3-fosfat a 2 molècules de piruvat (3C) amb obtenció de ATP i NADH § Rendiment energètic à exergònica: - 90kj /mol (22 kcal/mol) § Altres monosacàrids s’hi incorporen a la etapa 1 § La reacció neta de transformació de la glucosa en piruvat és: Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Fase preparativa de la glucòlisi - El rendiment global seria: Fase de rendiment de la glucòlisi - El rendiment global seria: Rendiment global: Altres monosacàrids que s’incorporen a la glucòlisi § La fructosa es metabolitza principalment al fetge, incorporant-se a la glucòlisi a traves de la fructosa-1-P. •Bona part de la fructosa es transforma en glicerol i àcids grassos (TAG).
§ La galactosa també és metabolitzada al fetge, entrant en la glucòlisis com glucosa6-P en quatre reaccions successives.
§ La manosa també és metabolitzada al fetge, però el seu destí principal és la síntesi de glicoproteïnes.
Destins del piruvat § Anaerobiosi à cal regenerar NAD+ a partir del NADH per mantenir la glucòlisis Fermentació làctica en múscul hipòxic: lactat deshidrogenasa.
§ Fermentació alcohòlica en llevats: piruvat descarboxilasa i alcohol deshidrogenasa.
§ Aerobiosi à Ingrés al mitocondri i descarboxilació oxidativa per la piruvat deshidrogenasa (PDH) (3 enzims + 5 coenzims).
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Síntesi glucosa a partir de substrats no glúcics § § § § § § § § § § § ∆G>0 4 ATP i 2 GTP per glucosa formada.
Hepatòcits i cèl·lules renals.
Precursors à lactat, alanina, glutamina, glicerol.
La glucosa-6-fosfatasa es troba al REL dels hepatòcits i cel. renals.
La glucoquinasa hepàtica es segrestada al nucli per evitar que fosforil·li la glucosa.
La glucosa lliure passa a la sang a través del GLUT-2.
Regulació recíproca de la gluconeogènesi i glucòlisi.
Insulina activa la glucòlisis i frena gluconeogènesi.
Adrenalina i Glucagó activen gluconeogènesi i frenen glucòlisi.
Els enzims irreversibles de la gluconeogènesi són exclusius de la ruta i es sintetitzen en resposta a ↑cortisol i glucagó circulants.
On va a parar el lactat produït als hematies i als músculs molt actius? § El cicle de cori és la recirculació de lactat i glucosa entre el fetge i el múscul actiu.
§ El lactat també és un bon combustible metabòlic per les cèl·lules musculars cardíaques.
Cicle de Krebs, de l'àcid cítric o dels àcids tricarboxílics § Matriu mitocondrial § Ruta amfibòlica § Oxida les restes d’acetil fins a CO2 alliberant equivalents de reducció i nucleòtids trifosfat en 8 reaccions.
§ El primer metabòlit és el citrat.
§ La succinat deshidrogenasa és l’únic enzim del cicle integrat en la membrana mitocondrial interna, conté FAD/FADH2 que transfereix equivalents de reducció a la ubiquinona o CoQ. o Q Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Acetil-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O à 2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH2 + GTP + CoA-SH § Els metabòlits intermediaris són precursors de glucosa, porfirina, aminoàcids, àcids grassos i isoprenoides Cicle de Krebs Regulació Caràcter amfibòlic del cicle de Krebs a) b) Paper catabòlic, obtenció de GTP / ATP i poder reductor (NADH + H + i FADH2).
Paper anabòlic, subministrament d'intermediaris per a la síntesi de sucres, lípids i aminoàcids.
Cadena respiratòria mitocondrial transportadora d’electrons o § Els Complexos de la cadena respiratòria mitocondrial són associacions d’enzims, coenzims i cofactors que transfereixen equivalents de reducció (procés espontani) dels coenzims reduïts a l’O2 al mateix temps que creen un gradient quimiosmòtic de H+ a ambdós costats de la membrana mitocondrial interna, del que depèn la síntesi de ATP.
§ Complex I o NADH- ubiquinona oxidoreductasa conté 1 FMN y 6 centres de Fe-S.
§ Complex II o Succinat-ubiquinona oxidoreductasa, conté 1FAD, 3 centres Fe-S i cit b.
§ Complex III o ubiquinol-citocrom c oxidoreductasa, conté cit b, cit C1 y 1centre Fe-S § Complex IV o Citocrom c oxidasa, conté 1 cit a+a3 y 2 Cu2+ 2 molècules de transferència mòbils: ubiquinona o Co Q i citocrom C.
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria ATP sintasa § Constituïda per un canal de H+ (F0) i una unitat catalítica (F1).
§ Sintetitza l’ATP segons la hipòtesis quimiosmòtica de Mitchell, procés denominat fosforilació oxidativa (al mitocondris) i fotofosforilació (al cloroplast).
§ El conjunt de processos oxidatius mitocondrials responsables de la producció del 95% de l’ATP cel·lular es coneix com “respiració cel·lular” Resum de la oxidació aeròbica de la glucosa § 30 o 32 ATPs considerant que 1 NADH dóna 2.5 ATPs i 1 FADH dona 1.5 ATPs Llançadora Malat – Aspartat Glucogen § Homopolisacàrid (α1→4), ramificat (α1→6), de fins a § Glucogenina (332 AA) § 50.000 residus de glucosa. Forma grànuls citoplasmàtics § Reservori de glucosa en cèl·lules animals.
§ Síntesi à glicogen-sintasa i enzim ramificant § Degradació à glicogen-fosforilasa i desramificant.
enzim Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria § Les ramificacions augmenten els punts on poden actuar els enzims § Glucogen total en l’organisme humà: 450g.
§ Glucogen hepàtic à 160 g aprox, manté la glucèmia en la fase postabsortiva.
§ Glucogen muscular à 300 g. No manté la glucèmia, és per ús exclusiu del múscul.
Glucogènesi 1. Glucosa-6-P isomeritza a Glucosa- 1-P.
2. Glucosa-1-P s’activa amb UTP (uridin trifosfat) formant UDP- glucosa.
3. Glucogen sintasa catalitza l’adició de la resta de glucosa activada a un extrem no reductor del glucogen.
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Regulació hormonal Regulació al·lostèrica Mecanisme d’acció del glucagó i de l’adrenalina § La hipoglucèmia activa la secreció del glucagó i la adrenalina, aquestes hormones interactuen amb els seus receptors en les cèl·lules diana i provoquen l’augment de segons missatgers: cAMP i Ca2+ que (activen quines) activen la glucogen fosforilasa i inhibeixen la glucogen sintasa, també activen els enzims de la gluconeogènesi i inhibeixen els de la glucòlisi.
§ La hiperglucèmia activa la secreció de la insulina, que frena la producció de cAMP (entre d’altres estratègies) i afavoreix les activitats enzimàtiques contraries.
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Funcions de la via pentosa fosfat § Permet enllaçar la glucosa amb la síntesi de pentoses (ribosa, ribulosa i altres sucres).
§ Gran flexibilitat per tant funcions diverses: 1) Inici via de síntesi de NADPH + H + 2) Via de síntesi d'intermediaris pentosesP en ribosa-P i desoxiribosa.
3) Reversibilitat de reaccions per tant: degradació de ribosa i desoxiribosa.
4) Permet interconversió de tipus molt diversos de monosacàrids de diferent números de carbonis (des de 3 a 8).
5) És la font de eritrosa 4-fosfat (sucre de quatre carbonis important com a precursor de compostos aromàtics com fenilalanina, tirosina i triptòfan.
Característiques de la via pentosa fosfat § No hi ha compartimentació entre les reaccions de la via i totes elles passen al citoplasma § Totes les enzims implicats en la via són solubles.
§ La fase oxidativa és irreversible. Per contra en § la fase no oxidativa tots els enzims catalitzen § reaccions reversibles llevat F 1,6 bisfosfatasa § Els enzims implicades no són totes exclusives de § aquesta ruta § La ruta de les pentoses és una via oberta Via de les pentoses fosfat o de la hexosa monofosfat § Versatilitat § Flexibilitat - Consta de 2 etapes, l’activitat de les quals respon a les necessitats cel·lulars de pentoses, NADPH i ATP en cada moment.
- És molt activa en adipòcits (NADPH per síntesi lípids) i hematies (NADPH per síntesi sistemes antioxidants) - Si ↑ demanda nucleòtids: ribulosa-5-P → Ribosa-5-P.
- Si ↑ demanda NADPH (per biosíntesi d’àcids grassos, isoprenoides i antioxidants): ribulosa-5-P → Fructosa-6-P o Glucosa-6-P → nova etapa oxidativa i més NADPH - Si ↑ demanda ATP: metabòlits de la etapa regenerativa s’encaminen cap a glicòlisi, C.
Krebs i cadena respiratòria per Fosforilació Oxidativa.
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Insulina, principal hormona anabòlica § Mecanisme de secreció de Insulina § entrada de glucosa (GLUT-2) a la cèl·lula Β.
§ Catabolisme de glucosa → ↑ ATP/ADP.
§ Tancament de canals de K+ → despolarització de la membrana.
§ Obertura canals Ca++→↑ [Ca++ ]citosol.
§ Exocitosi dels grànuls plens de insulina i pèptid C.
Mecanisme d’acció de la insulina sobre les cèl·lules diana § Unió al Receptor (activitat tirosina quinasa) característic de factors de creixement i activació vies de transducció: Fosforilació i activació rutes anabòliques: - Teixits en general: ↑ síntesi proteica, ↑ síntesi ATP, ↑ síntesi reserves: - Múscul i Adipós: transposició de GLUT4 a la membrana → ↑ ingrés de glucosa - Múscul i Hepatòcits: ↑ síntesi del glicogen.
- Hepatòcits i Adipòcits: ↑ síntesi d’àcids grassos.
Fosforilacions i activació de factors de transcripció nuclears relacionats amb la mitosi.
...