metabolismo de carbohidratos

1. UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR
ORREGO
FACULTAD DE MEDICINA HUMANA
BIOQUIMICA
METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
Dr. Pedro Lezama A.
plezamaa@upao.edu.pe

2. Glucólisis y gluconeogénesis

3. Glucólisis Glucosa
Glucosa 6P
Fructosa 6P
Fructosa 1,6 BP
GAL 3P DHAP
1,3 BP glicerato
3P Glicerato
2P Glicerato
PEP
Piruvato
ATP
ATP
ATP
ATP
NADH
GK/HK
Fosfofructo cinasa
aldolasa
ATP
ATP
Fase de activación
Fase de escisión
Fase de oxidación
(Producción energética)
NADH
isomerasa
GAL 3P DHG
Fosfoglicerato cinasa
Enolasa
Mutasa
Isomerasa
Ruta metabólica común a todos los
organismos, ocurre en el citosol, pudiendo
funcionar en anaerobiosis o aerobiosis

4. Glucolisis
• Es la principal ruta para el metabolismo de G, F,
Gal, y otros monosacáridos
• El músculo esquelético puede tener un
desempeño óptimo aun en condiciones
deficitarias de oxígeno y sobrevivir a episodios de
anoxia porque tiene la capacidad de generar ATP
• El musculo cardiaco funciona aeróbicamente, su
actividad glucolítica es relativamente baja y poca
supervivencia en condiciones de isquemia

5. Glucolisis
• La deficiencia de sus enzimas puede ocasionar:
– anemia hemolítica (piruvato cinasa, aldolasa A)
– cuadros de fatiga (fosfofructocinasa) si afecta músculo
esquelético
– acidosis láctica (Piruvato deshidrogenasa)
• En células cancerosas, la glucólisis se produce a un índice
elevado, formando grandes cantidades de piruvato, el
cual es reducido a lactato generando un ambiente ácido
intracelular (Incluso incrementa actividad de GLUT 1)
• El lactato se usa para gluconeogénsis (Ciclo de Cori), del
cual depende el hipermetabolismo que se observa en la
caquexia por cáncer

6. Glucosa
Glucosa 6P
Fructosa 6P
Fructosa 1,6 BP
2P Glicerato
PEP
GK/HK
Fosfofructo cinasa
ATP
ATP
Piruvato
OA
Malato
OA
F, 1.6 bi fosfatasa
G, 6 fosfatasa
3P Glicerato
ATP
GAL 3P DHAP
1,3 BP glicerato
aldolasa
2 NADH
H2O
H2O
G
L
U
C
O
L
I
S
I
S
G
L
U
C
O
N
E
O
G
E
N
E
S
I
S
Malato

7. Glucosa
Glucosa 6P
Fructosa 6P
Fructosa 1,6 BP
2P Glicerato
PEP
Piruvato
GK/HK
Fosfofructo cinasa
ATP
ATP
3P Glicerato
ATP
GAL 3P DHAP
1,3 BP glicerato
aldolasa
G
L
U
C
O
L
I
S
I
S
E
N
E
R
I
T
R
O
C
I
T
O
S
GAL 3,P
deshidrogenasa
Fosfo glicerato
cinasa
2, 3 bifosfoglicerato (2,3 BPG)
El rendimiento neto de ATP por
glucolisis es cero. Pero, sirve para
proporcionar 2,3-bisfosfoglicerato, que
se une a la hemoglobina, disminuyendo
su afinidad por el oxigeno
Metabolismo eritrocitario
- Glucólisis anaerobia : producción de ATP
- Sistema oxidorreductor: defensa antioxidante
- Sistema diaforásico: mantener Fe3+
- Metabolismo nucleotídico: mantenimiento del ATP
Shunt Rapoport Luebering
Vía de las
pentosas

8. Sistema de lanzaderas
Lanzadera del malato-Aspartato
Gliceraldehido 3P
Piruvato
CITOSOL
MMI
½ Glucosa Malato Malato

9. Sistema de lanzaderas
Lanzadera del Glicerol-P
CITOSOL
MMI
½ Glucosa
Glicertaldehido 3 P
Glicerol, 3P
Piruvato
Glicerol 3P DHG
Glicerol

10. GLUCOSA
glucolisis
PIRUVATO
LACTATO
ETANOL
VIA ANAEROBICA
ACETALDEHIDO
VIA AEROBICA
ATP
NAD+
NADH++ H+
NAD+
NADH++ H+
LDH
EtOH
DHG
CoA
CO2
ACETIL CoA
Ciclo de Krebs
3 NADH . H
1 FADH2
ATP
2 CO2
RESUMEN

11. Aminoácidos que participan en gluconeogenesis
GLUCOSA
PIRUVATO
CICLO DE KREBS
CITRATO
α KG
Acetil CoA
Acetoacetato
OA
SUCCINIL CoA
FUMARATO
Fen,
Tyr
AREA CETOGENICA
AREA GLUCOGENICA

12. CICLO DE CORI
HIGADO MÚSCULO

13. CICLO de Glucosa-Alanina o de CAHILL
AlaninaAlanina
Lactato
Glutamato
α k glutarato
ALTNH2
+
Urea
4 ATP
HIGADO MÚSCULO

14. Glucosa
Glucosa 6P
Fructosa 6P
Fructosa 1,6 BP
PEP
Piruvato
GK/HK
Fosfofructo cinasa
Piruvato cinasa
Malato
OA
F, 1.6 bi fosfatasa
F, 6 fosfatasa
Regulación de Glucólisis y Gluconeogénesis
Piruvato OA
Piruvato carboxilasa
Malato
Malato
Insulina
Glucagón, G, 6P
Insulina, F 6P
Glucagón, F, 1,6 BP
Citrato
Insulina, F 1,6 BP
ATP, Glucagón,
adrenalina
Acetil CoA, Glucagon,
glucocorticoides
insulina
insulina
Glucagon,
glucocorticoides
insulina
Glucagon,
glucocorticoides
Mod. positivo
Mod. negativo

15. VIA DE LAS PENTOSAS
(pentosa fosfato, hexosa fosfato,
fosfogluconato)

16. Via de las pentosas fosfato
Fase Oxidativa
• Genera Ribulosa 5P (Pentosa P)
• Produce NADPH+ + H+
Fase No Oxidativa
• Genera intermediarios
glicolíticos, GAL 3P, F, 6P, y
otros monosacaridos (desde
triosas hasta heptosas)
Biosintesis de nucleótidos;  NAD+, ATP, Acidos nucleicos
GLUCOSA GLUCOSA, 6P
6P GLUCONOLACTONA
6P GLUCONATO
RIBULOSA, 5P
RIBOSA, 5P
NADP+
NADPH++ H+
G, 6P DHG
NADP+
NADPH++ H+
XILULOSA, 5PC5
C7 +
C3
C4
GAL, 3P
F, 6P F, 6P
SEDOHEPTULOSA, 7P GAL, 3P
ERITROSA, 4P
C3 - C6
• Síntesis de AG, colesterol
• Protección contra infecciones
• Agente de oxidación (eritrocitos, leucocitos

17. Glutation
Espontánea o
por Glutation
peroxidasa (Se)
Glutation
reductasa
Agentes oxidantes
potencialmente dañinos
O2
-, OH-, H2O2
Peróxidos orgánicos
Formas reducidas
inocuas como el H2O
2GSH
GSSG NADPH
(NADH)
NADP
(NAD)
Función
protectora
Regeneración
de GSH

18. Vía del glucuronato
• En el hígado, la via del acido urónico
cataliza la conversion de glucosa en acido
glucurónico
• Participa en reacciones de conjugación
– incluyen su incorporacion hacia proteoglucanos
– Reacciona con sustratos como hormonas
esteroideas, bilirrubina y diversos
medicamentos que se excretan en la orina o la
bilis como conjugados glucuronidos

19. Metabolismo de la fructosa
FRUCTOSA FRUCTOSA, 6P
FRUCTOSA, 1,6 BP
GAL, 3PGLICERALDEHIDO
FRUCTOSA, 1P
DIHIDROXIACETONA, P
G
PIRUVATOGLICEROL GLICEROL, 3P
TAG
Hexocinasa
Fosfofructocinasa
Aldolasa B
(Hígado)
Fructocinasa
Triosacinasa
ATP ADP
Aldolasa A, C, B
ATP ADP
ATP ADP
Fructosuria
esencial
Intolerancia
Hereditaria a
la Fructosa

20. Metabolismo de la Galactosa
GALACTOSA
GALACTOSA, 1P
Galactosuria Galactocinasa
ATP
ADP
UDP GLUCOSA
UDP GALACTOSA Glucolípidos, glucoproteinas,
glucosaminoglucanos
Glucolisis
GLUCOSA, 1P UDP GLUCOSA Glucogenogénesis
GLUCOSA, 6P
GLUCOSA, 1P
UTPPPi
UDP, G pirofosforilasa
LACTOSA
G
Epimerasa
GALACTITOLAldosa reductasa
NADPH+ + H+
NADP+
Acumulación en
cristalino, SN
Galactocemia
Años después del
nacimiento

21. Regulación del metabolismo de
carbohidratos

22. HOMEOSTASIS
DE LA GLUCOSA

23. Algunas alteraciones en el metabolismo de
Carbohidratos

24. DEFICIT DE GLUCOSIDASAS INTESTINALES
• Hipolactasia (Intolerancia a la lactosa del adulto)
– Déficit de la actividad de lactasa (Chr 2)
– Normalmente, luego del destete la actividad de esta
enzima decae hasta 5-10%
– En estos casos su actividad prácticamente desaparece
– No se manifiesta durante la lactancia
– Manifestaciones: dispepsia, pérdida de apetito,
dolores abdominales, vómitos , diarreas
– Puede ocasionar osteoporosis
– Dx real: biopsia intestinal

25. DEFICIT DE GLUCOSIDASAS INTESTINALES
• ALACTASIA (Déficit congénito de lactasa)
–Poco frecuente, a veces se confunde con
intolerancia a la lactosa
– Signos y síntomas: diarreas desde las primeras
horas de vida, desnutrición si no se corrige,
aparición de lactosa en heces
–Dx por biopsia a yeyuno

26. DEFICIT DE GLUCOSIDASAS INTESTINALES
• DEFICIT DE SACARASA (déficit congénito de sacarasa - isomaltasa).
– Se observa mutaciones de la enzima o su promotor
– Defectos en el procesamiento y transporte de la enzima por el
Aparato de Golgi
– Aparece sacarosa en las heces
– Mayor gravedad cuando existe deficit de isomaltasa
– Diagnóstico práctico: sobrecarga de sacarosa y comparación con
otras de glucosa y fructosa
• DEFICIT DE TREHALASA
– Fuente de trehalosa en setas de hongos
– Muchas veces pasa desapercibida
– Signos y síntomas: diarreas cuando se ingieren hongos

27. MALA ABSORCION DE CARBOHIDRATOS
• MALA ABSORCION DE GLUCOSA Y GALACTOSA
– Denominada también intolerancia a la lactosa aunque su
etiología molecular no está relacionada con glucosidasas
intestinales
– Existe defecto de la absorción de glucosa y galactosa, por
alteración o mal funcionamiento de SGLT 1 intestinal o
renal
– Signos y síntomas: vómitos e intolerancia a los alimentos
con abundante lactosa, se presenta con lactosuria,
aminoaciduria, acidosis y cataratas.
• MALABSORCION DE FRUCTOSA
– Caracterizado por presentar síntomas de intolerancia a la
fructosa en presencia de actividad de sacarasa.
– Probablemente por defecto de GLUT 5

28. ENFERMEDADES DEL METABOLISMO DE LA
FRUCTOSA
• FRUCTOSURIA ESENCIAL
– Existe déficit de fructoquinasa (Fk) hepática, generalmente asintomática
– Produce en elevada y persistente hiperfructesemia, acompañada por
fructosuria
– Dx . por respuesta a la sobrecarga de fructosa, pero de manera definitiva
determinando la actividad enzimática en una biopsia
• INTOLERANCIA HEREDITARIA A LA FRUCTOSA
– Existe déficit de Aldolasa B (Ch 9) , pero no existe déficit de aldolasas A y C
– Se manifiesta solo después del destete, apareciendo los primeros síntomas
cuando se agrega frutas en la alimentación del bebé
– Se manifiesta con vómitos, malnutrición, y falta de crecimiento
– Bioquimicamente se aprecia caida de las concentraciones de plasmáticas
de fosfato e hipoglucemia; posteriormente se incrementa acido úrico,
ácido láctico, AGL, Ala, glicerol
– Actualmente se disponen de oligonucleotidos que permiten un rápido Dx
de la enfermedad mediante la localización de las mutaciones del gen

29. ENFERMEDADES DEL METABOLISMO DE LA
GALACTOSA
• GALACTOSURIA
– Se presenta por déficit de galactoquinasa
– El consumo de productos lácteos trae consigo la aparición de
galactosemia, que puede producir galactosuria
– Como consecuencia se acumula galactitol en los tejidos,
particularmente en cristalino generando cataratas. No se complica con
retraso mental
• GALACTOSEMIA
– Se presenta por déficit de Gal, 1P Uridil transferasa (Chr 21)
– Presenta vómitos y diarreas lo cual retrasa gravemente el crecimiento
– La acumulación de Gal, 1P en el hígado ocasiona hepatomegalia e
ictericia; en eritrocitos ocasiona hemólisis grave
– Aparición inmediata de cataratas, y luego de varios meses se detecta
retrazo mental.
– Se observa incremento de la presión endocraneana por edema,
probablemente por acumulación de Gal,1P y galactitol

30. Glucogenosis
• Es un grupo de trastornos
hereditarios caracterizados por
deposito de un tipo o cantidad
anormal de glucógeno en los
tejidos, o por fracaso de la
movilización de glucógeno.
• De acuerdo a sus expresión clínica
y hallazgos histopatológicos, se
pueden distinguir tres tipos:
– Glucogenosis hepática
– Glucogenosis muscular
– Glucogenosis generalizada (con
manifestaciones, hepáticas,
musculares y cardiacas).

31. Algunos Tipos de Glucogenosis

32. DIABETES MELLITUS
SIGNOS Y SÍNTOMAS

33. CLASIFICACION DM (ADA)
1.DM tipo 1 (idiopático y auto inmune)
2.DM tipo 2
3. Otros tipos de Diabetes:
-defectos genéticos
-enfermedad de páncreas exocrino
-endocrinopatías
4.DM gestacional

34. Tipo 1 Tipo 2
Edad y sexo Generalmente en < 20
años/ adulto joven
Generalmente >40 años, ambos
sexos
Comienzo Brusco Insidioso
Evolución Inestable Estable
Insulina endógena Poca o ninguna Hiperinsulinemia (al menos al
comienzo)
Genera resistencia Insulinica
Tratamiento Requiere siempre insulina Fármacos hipoglicemiantes,
antihiperglicemiantes, y otros;
dieta, ejercicio, se puede usar
insulina
Obesidad No Si
Componente genético Si Si
Diabetes Mellitus
Características generales

35. DIABETES MELLITUS
• Diabetes Mellitus 1
– Existe escasa o ninguna célula productora de insulina
(celulas β), las demás normales
– Es una enfermedad autoinmune, que destruye a las
celulas β pancreaticas
– La autoinmunidad está relacionado con los antígenos
de contacto del Complejo Principal de
Histocompatibilidad (MHC II), llamado también
Antígeno Leucocitario Humano (HLA II), localizado en
el Chr 6
– Se genera hipoinsulinemia, o ausencia total de la
misma

36. DIABETES MELLITUS
• Diabetes Mellitus 2
– Morfología de los islotes de Langerhans normal
– Algunas veces se ha observado tendencia a la
hipertofia insular
– Concentración en sangre de insulina normal, incluso
con tendencia a la hiperinsulinemia, a inicios de la
enfermedad
– En la etiología molecular se observa dos vertientes:
alteraciones de la secreción de insulina y resistencia
a la acción de la insulina, estrechamente
relacionadas entre si

37. DIABETES MELLITUS
• SECUELAS
– Hemáticas
– Microangiopatias
– Macroangiopatías
– Neuropatías
– Cataratas
– Esterilidad masculina
ANALIZAR BREVEMENTE
CADA UNO EN BASE A
EJEMPLOS

38. PIE DIABETICO