12. interrelaciones metab olicas y principios generales de la regulacion metabolica

1. INTERRELACIONES
METABÓLICAS Y PRINCIPIOS
GENERALES DE LA
REGULACIÓN METABÓLICA

2. 1. Conceptos básicos del metabolismo
2. Mecanismos de regulación del metabolismo
3. Perfiles metabólicos de los principales órganos
4. Integración del metabolismo

3. METABOLISMO:
Conjunto de reacciones químicas que permiten la obtención de
energía de moléculas combustibles (nutrientes) y su utilización en
diferentes procesos celulares
Obtención de energía necesaria para:
1- Trabajo mecánico (movimiento)
2- Transporte activo de moléculas e iones
3- Síntesis de macromoléculas a partir de sus precursores

4.  Conjunto de reacciones químicas
interconectadas
 Transforman una determinada
molécula (sustrato de la vía) en otra(s)
molécula(s) de forma controlada
 La actividad de las diferentes vías
metabólicas se encuentran
coordinadas y reguladas
 Las vías son flexibles adaptándose a
los cambios del entorno

5. CLASIFICACIÓN DE LAS VÍAS METABÓLICAS
1. CATABÓLICAS: Aquellas que convierten energía en formas biológicamente
utilizables
Nutrientes (carbohidratos-grasas)  CO2 + H2O + Energía útil
2. ANABÓLICAS: Aquellas que requieren de energía para producirse
Energía útil + Moléculas pequeñas  Macromoléculas
3. ANFIBÓLICAS: Pueden ser tanto catabólicas como anabólicas

8. INTERMEDIARIOS METABÓLICOS ACTIVADOS
ATP
NAD(P)H-FADH2
Acetyl-CoA

9. ATP
El ATP se sintetiza a partir de ADP y Pi cuando los nutrientes son
oxidados mientras que la energía liberada en su hidrólisis es utilizada
para diferentes procesos celulares que la requieren.

10. TRANSPORTADORES DE ELECTRONES
Dinucleótido de Adenina y Nicotinamida: NAD+

11. NADH/NADPH: Transportadores de electrones solubles
A NIVEL CELULAR:
 Relación NAD- / NADH es alta
(se favorece la oxidación de los sustratos y la reducción a NADH)
 Relación NADP+ / NADPH es baja
(se favorece la oxidación de NADPH y la reducción de sustratos)
NADH Participa en reacciones de oxidación
NADPH Participa en reacciones de reducción (biosíntesis)

12. ETAPAS EN LA OXIDACIÓN DE
NUTRIENTES
1. Degradación de macromoléculas a grupo
acetilo (2 carbonos) transportados en la Acetil-
Coenzima A: Acetil-CoA
2. Oxidación del grupo acetilo de Acetil-CoA a
CO2. Los electrones extraídos en la oxidación son
transportados en moléculas especializadas:
NADH + H+ y FADH2
3. Oxidación NADH + H+ y FADH2 en la cadena de
transporte de electrones mitocondrial y
generación de ATP
(fosforilación oxidativa)

13. 5 CARACTERÍSTICAS DEL METABOLISMO:
1. Las vías metabólicas son irreversibles
2. Las vías anabólicas y catabólicas deben ser diferentes
3. Todas las vía metabólicas tiene un primer paso limitante
4. Todas las vías metabólicas están reguladas finamente
5. En los eucariotas las vías metabólicas transcurren en localizaciones
celulares específicas

14. LAS VÍAS BIOSINTÉTICAS
(ANABÓLICAS) Y CATABÓLICAS
SON DIFERERNTES
Las biomoléculas se construyen a partir de un
número pequeño de precursores
Ejemplos:
Acetil-Coa: Ácidos grasos
Piruvato/PEP: Aminoácidos
Ribosa 5P: Nucleótidos
Glucosa 6P: Glucógeno

15. REGULACIÓN DE METABOLISMO
La activación de una vía catabólica debe acompañarse de la inhibición de la
vía anabólica correspondiente y viceversa de manera de evitar ciclos fútiles
(gasto neto de ATP)
3 formas principales de regulación:
1- Niveles de enzimas
2- Actividad enzimática
3- Compartimentalización de las vías

16. 1. NIVELES DE ENZIMAS

17. 2. ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
a) Control alostérico reversible – inmediato
En muchas vías metabólicas la primera reacción se inhibe de forma
alostérica por el producto de la vía.

19. 3- COMPARTIMENTALIZACIÓN
a) Compartimentalización de sustratos:
Captación regulada de sustratos por la célula (ej: Glucosa)
Transporte de sustratos entre compartimentos (ej: β-oxidación)
b) El mismo sustrato puede tener muchas vías
Derivar una metabolito hacia una vía en particular afecta las otras vías en las que el
metabolito participa (Glucosa-6-P: glucólisis, ruta de las pentosas,
gluconeogénesis)
c) Compartimentalización de vías metabólicas opuestas
Síntesis de ácidos grasos (Citosol)
Degradación de ácidos grasos (Matriz Mitocondrial)

22. CARGA ENERGÉTICA CELULAR

24. REGULACIÓN COORDINADA DE LAS VÍAS METABÓLICAS

26. PERFILES METABÓLICOS DE LOS PRINCIPALES ÓRGANOS

27. HÍGADO
 Regula la disponibilidad de combustibles metabólicos para los
demás órganos
 Posee una reserva importante de glucosa en forma de glucógeno
y puede sintetizar glucosa a partir de precursores no glucídicos:
mantiene glicemia
 Sintetiza ácidos grasos y cuerpos cetónicos
 Participa del metabolismo de las lipoproteínas
 Utiliza principalmente ácidos grasos y cetoácidos derivados de
aminoácidos como fuente de energía

30. MÚSCULO
 El músculo puede utilizar diferentes nutrientes como fuente de energía:
glucosa, ácidos grasos y cuerpos cetónicos
 El músculo posee una reserva de glucosa en forma de glucógeno
 No puede exportar glucosa ya que carece de glucosa-6-fosfatasa
 Reserva propia

32. TEJIDO ADIPOSO
 El tejido adiposo es un órgano de reserva de combustible metabólico
(ácidos grasos)
 Almacena ácidos grasos sintetizados en el hígado (VLDL) los esterifica
al glicerol y los almacena como triglicéridos
 En condiciones de ayuno los triglicéridos son hidrolizados y
movilizados a la circulación para su utilización por diferentes tejidos
(ej: músculo, hígado)

34. CEREBRO
 Utiliza glucosa y cuerpos cetónicos como combustible. Los ácidos
grasos no son permeables a la barrera hematoencefálica
 El cerebro no tiene reserva de glucógeno por lo que requiere
suministro constante de glucosa
 Durante el ayuno prolongado el cerebro puede utilizar cuerpos
cetónicos como combustible

37. INSULINA

38. INTEGRACIÓN METABÓLICA

39. INSULINA

40. GLUCAGÓN

41. EPINEFRINA

42. Alteraciones en la regulación del metabolismo energético llevan a
diferentes patologías:
-Diabetes
-Obesidad
-Dislipemias
-Síndrome metabólico, etc.

43. ¿¿ PREGUNTAS ??
¿¿ DUDAS ??