3. Glucólisis 2022.pdf
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1. La glucólisis es la primera ruta metabólica por la cual la glucosa se oxida para producir energía en forma de ATP en todas las células de los seres vivos. 2. En la glucólisis, la glucosa se convierte en piruvato a través de una serie de reacciones que consumen ATP pero también producen ATP y NADH. 3. El piruvato puede seguir diferentes rutas como la fermentación láctica, la carboxilación o la descarboxilación para alimentar otros procesos metabólicos como la gluconeogénesis o el
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- 1. Glucólisis
- 2. ▪ Grasas ▪ Proteínas ▪ Glúcidos ATP necesitan ▪ Tejidos ▪ Organos ▪ Células Todos Para hacer frente a sus necesidades De combustibles (alimentos) ¿De donde se obtiene?
- 3. Polisacáridos Lípidos Proteínas Acetil-CoA monosacáridos Aminoácidos AG + glicerol
- 4. Homeostasis metabólica Control del balance entre la necesidad y la disponibilidad de un sustrato
- 6. Rutas de utilización de la glucosa
- 7. En todas las células de todos los tejidos de todos los seres vivos: La primera parte del camino por el cual la glucosa sintetiza ATP Animales, vegetales y microorganismos es la GLUCÓLISIS
- 8. Glucólisis Glucosa → 2 Piruvato 6 C 2 x 3 C C6 H12 O6 2 x C3 H4 O3 La energía producto de la oxidación de la glucosa se conserva como ATP y NADH oxidación Ocurre en el citosol de la célula
- 9. Glucólisis Nivel 2 Nivel 1 Monosacáridos Polisacáridos Glucosa Ciclo de Krebs Cadena Gliceraldehído 3-P Piruvato ATP ADP Fase inicial del catabolismo de los hidratos de carbono: GLUCOLISIS NAD+ NADH + H+
- 10. Se consumieron 2 ATP / glucosa
- 16. Se consumieron 2 ATP / glucosa
- 30. Balance de la oxidación de la glucosa en aerobiosis 2 ADP ATP + AMP Adenilato quinasa NADH NADH NADH ATP ATP ATP Se producen Se producen Glc → Glc 6 - P Glc Glc → → Glc Glc 6 6 - - P P Fr 6 - P → Fr 1,6 - BP Fr Fr 6 6 - - P P → → Fr Fr 1,6 1,6 - - BP BP 2 Glicerol 3 - P → 2 1,3 - DPG 2 2 Glicerol 3 Glicerol 3 - - P P → → 2 2 1,3 1,3 - - DPG DPG 2 1,3 - BPG → 2 3 - PG 2 2 1,3 1,3 - - BPG BPG → → 2 2 3 3 - - PG PG 2 PEP → 2 Pir 2 2 PEP PEP → → 2 2 Pir Pir -1 - -1 1 -1 - -1 1 +2 +2 +2 +2 +2 +2 2 2 2 1. Glucólisis 1. Glucólisis 2 2 2 2 2 2 NADH NADH NADH ATP ATP ATP Se producen Se producen Glc → Glc 6 - P Glc Glc → → Glc Glc 6 6 - - P P Fr 6 - P → Fr 1,6 - BP Fr Fr 6 6 - - P P → → Fr Fr 1,6 1,6 - - BP BP 2 Glicerol 3 - P → 2 1,3 - DPG 2 2 Glicerol 3 Glicerol 3 - - P P → → 2 2 1,3 1,3 - - BPG 2 1,3 - BPG → 2 3 - PG 2 2 1,3 1,3 - - BPG BPG → → 2 2 3 3 - - PG PG 2 PEP → 2 Pir 2 2 PEP PEP → → 2 2 Pir Pir -1 - -1 1 -1 - -1 1 +2 +2 +2 +2 +2 +2 2 2 2 1. Glucólisis 1. Glucólisis 2 2 2 2 2 2
- 31. → Ayuno → [Glucosa]: 4-5 mM 80-100 mg/dl 80-100 mg/100 ml
- 32. Las enzimas se clasifican en: • Adaptativas (inducidas) Sólo están presentes después de una señal. Glucoquinasa que aparece con la señal de insulina • Constitutivas Siempre están presentes Hexoquinasa nunca falta
- 35. Insulina y glucagon se sintetizan como prohormonas en el páncreas
- 38. Procesamiento post transcripcional de la insulina. RER Golgi Vesículas de almacenamiento
- 41. ESTRUCTURA DEL GLUCAGON (29 aa) His Ser Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Tyr Ser Lys Tyr Leu Asp Ser Arg Arg Ala Gln Asp Phe Val Gln Trp Leu Met Asn Thr +NH3 COO- 5 10 20 23 • Preproglucagon – proglucagon – glucagón • Señal para liberación: insulina y glucosa circulante • Adrenalina y cortisol estimulan su secreción
- 43. Insulina Glucagon Citrato - + - ATP - AMP, ADP Fructosa 2,6 BP + + Insulina Glucagon ATP - + - Alanina - Fructosa 1,6 BP + Glucosa Glucosa 6-P ATP ADP Hexoquinasa Glucoquinasa (sólo en higado) Fructosa 6-P Regulación hormonal y alostérica de la glucólisis Fructosa 1,6 BP ATP ADP Fosfofructo- quinasa 2 Gliceraldehído 3-P 2 1,3 bifosfoglicerato 2 NAD+ 2 NADH + H+ Pi Piruvato 2 ADP 2 ATP Piruvato quinasa Ac. 2 fosfoglicerato Ac. 2 fosfoenol piruvato Enol piruvato 2 1,3 bifosfoglicerato Ac. 3 fosfoglicerato 2 ADP 2 ATP Glc 6-P - Insulina Glucagon - +
- 44. Acción de la INSULINA sobre la glucólisis Glucosa Glucosa 6-P ATP ADP Glucoquinasa (sólo en higado) Fructosa 6-P Fructosa 1,6 BP ATP ADP Fosfofructo- Quinasa-1 2 Gliceraldehído 3-P 2 1,3 bisfosfoglicerato 2 NAD+ 2 NADH + H+ Pi Piruvato 2 ADP 2 ATP Piruvato quinasa Ac. 2 fosfoglicerato Ac. 2 fosfoenol piruvato Enol piruvato 2 1,3 bisfosfoglicerato Ac. 3 fosfoglicerato 2 ADP 2 ATP
- 45. Variación de la actividad de glucoquinasa y hexoquinasa al incrementar la glucosa sanguínea % Vmax Glucosa (mmol/L) 0 10 20 50 100 Hexoquinasa Km HQ Km GK Actividad [Gluc]sang: 5 mM
- 46. Cuadro comparativo entre Glucoquinasa y Hexoquinasa Km (mmol/L) Especificidad Sustrato Regulación (-) glucosa 6-P inducida por insulina cualquier hexosa sólo glucosa menos específica específica Km = 0.2 mM > afinidad Km = 20 mM < afinidad Hexoquinasa Características de las enzimas Ubicación todos los Tejidos Hígado Glucoquinasa
- 48. FFK1 + Pir + AG hepático + Fructosa 2,6 BP fosfatasa Fructosa 2,6 BP fosfatasa Fructosa 6-P Fructosa 2,6-BP Fosfofructoquinasa II ADP ATP OH Insulina
- 49. Fosfofructoquinasa II Fosfofructoquinasa II Pi Fructosa 2,6 bifosfatasa Fructosa 6-P Fructosa 2,6-BP Pi Glucagon +
- 50. Fructosa 6-P Fructosa 2,6-BP Fosfofructoquinasa II Fructosa 2,6 Bifosfatasa OH Pi Insulina Glucagon Pi ADP ATP FFK1 + Pir + AG hepático +
- 52. Mitocondria Ciclo de Krebs (CK) Cadena Respira- toria (CR) Acetil CoA NADH FADH2 2 CK CO2 ADP ATP 02 H20 FAD NAD+ CR Glucólisis Citosol Gliceraldehído 3-P Glucólisis aeróbica Glucosa Piruvato Piruvato NAD+ NADH ADP ATP Glucosa
- 54. Acetil CoA NAD H FADH 2 CK CO2 ADP 36 ATP 02 H20 Glucólisis anaeróbica Glucosa Lactato Piruvato NAD+ NADH ADP 2 ATP FAD NAD+ CR Lactat o Piruvato Gliceraldehído 3-P Glucosa (fermentación)
- 55. Glucólisis anaeróbica Ej: eritrocitos (sin mitocondrias), músculo activo (hipoxia) No hay consumo de O2 ni cambian las [NAD+] y [NADH] Fermentación
- 56. No hay cambios en [NAD+] y [NADH] Glucólisis anaeróbica
- 58. Glucólisis anaeróbica Glucólisis aeróbica 2 ATP (30 o 32) 2 ATP ATP producido Sustrato Glucosa Glucosa Producto PiruvatoCO2 + H2O Lactato Tejidos SNC Hígado Músculo en reposo Riñón Glóbulo rojo Músculo en movimiento
- 59. Glucólisis en condiciones anaeróbicas • Es de gran importancia la formación de ATP en ausencia de oxígeno ya que permite a ciertos tejidos sobrevivir en anoxia ✓ En músculo estriado puede funcionar cuando por exceso de trabajo el oxígeno resulta insuficiente. ✓ El músculo cardíaco, adaptado para la glucólisis aeróbica, tiene baja actividad glucolítica y poca supervivencia en condiciones de isquemia ✓ La glucosa es el único combustible metabólico para la glucólisis de los hematíes que por ser células sin mitocondrias realizan una glucólisis anaeróbica ✓ Tumores, glia, astrocitos Ecuación general de la glucólisis anaeróbica (hasta lactato) Glucosa + 2 ADP + 2Pi 2 lactato + 2 ATP + 2 H2O
- 61. miel azúcar de mesa En hígado, ID y TP (menos) por el contenido de aldolasa B Intolerancia a fructosa: falta de aldolasa B
- 62. Destinos metabólicos del Piruvato Piruvato Decarboxilación oxidativa: Acetil CoA Carboxilación: Oxalacetato Reducción: Lactato Transaminación: Alanina
- 64. Piruvato DH Conectar la glucólisis con Ciclo de Krebs Objetivo COO- C ⎯ O CH3 ⎯ Piruvato CO ⎯ SCoA CH3 Acetil CoA (al Ciclo de Krebs) NAD+ NADH PDH OH CO2 CoASH oxidación Coenzima A (vit B5)
- 65. Acetil CoA Piruvato DH COO- C ⎯ O CH3 ⎯ Piruvato CO ⎯ SCoA CH3 NADH PDH OH - - Insulina (adiposo) + Regulación
- 66. Piruvato Carboxilasa Aportar el oxalacetato para el ciclo de Krebs o gluconeogénesis Objetivo COO- C ⎯ O CH3 ⎯ Piruvato COO- C ⎯ O CH2 COO- ⎯ Oxalacetato ATP ADP + Pi PC Pi Biotina CO2
- 67. Transaminasa: ALAT (GPT) COO- C ⎯ O CH3 ⎯ Piruvato Fosfato de Piridoxal Alanina COOH C ⎯ H CH3 NH2 ⎯ Obtener sustrato para gluconeogénesis y para síntesis de proteínas Objetivo
- 68. Lactato deshidrogenasa COO- C ⎯ O CH3 ⎯ Piruvato Lactato COOH C ⎯ H CH3 HO ⎯ NADH NAD+ Posibilitar la reoxidación del NADH en la glucólisis anaeróbica Objetivo
- 69. 20% 50% 300%
- 70. Glucosa Hígado Destino de la glucosa post-ingesta Digestión Glucosa Glucurónico CO2 + E Ciclo Pentosas TG (VLDL) Colesterol Glucógeno Glucosa Músculo Glucógeno CO2+ E Corazón Glucosa E CO2 Tejido adiposo Glucosa Glicerol AG TG Glóbulos rojos Glucosa Energía Lactato Sistema Nervioso Central Glucosa CO2 Energía
- 71. Glucosa Hígado Destino de la glucosa post-ingesta Digestión Glucosa Glucurónico CO2 + E Ciclo Pentosas TG (VLDL) Colesterol Glucógeno Glucosa Músculo Glucógeno CO2+ E Corazón Glucosa E CO2 Tejido adiposo Glucosa Glicerol AG TG Glóbulos rojos Glucosa Energía Lactato Sistema Nervioso Central Glucosa CO2 Energía Glucólisis ¿Dónde?
- 72. Post- ingesta (Insulina) Siempre Glucosa Hígado Destino de la glucosa post-ingesta Digestión Glucosa Glucurónico CO2 + E Ciclo Pentosas TG (VLDL) Colesterol Glucógeno Glucosa Músculo Glucógeno CO2+ E Corazón Glucosa E CO2 Tejido adiposo Glucosa Glicerol AG TG Glóbulos rojos Glucosa Energía Lactato Sistema Nervioso Central Glucosa CO2 Energía Glucólisis ¿Cuándo? Post-ingesta (Insulina)