7 metabolismo de los cho (carbohidratos)-veterinaria

1. METABOLISMO DE LOS
CARBOHIDRATOS

2. CONSIDERACIONES GENERALES
• Los hidratos de carbono, principalmente el almidón, es
el principal componente de la dieta humana.
• El proceso de digestión degrada los carbohidratos de los
alimentos hasta monosacáridos, se absorbe y es
metabolizado en las células.
• La glucosa predomina entre los monosacáridos
resultantes de la digestión de alimentos comunes. La
fructosa, la Galactosa.

3. CONSIDERACIONES GENERALES
• Después de su absorción, son transportados hacia el
hígado por la vena porta.
• Tanto la galactosa como la fructosa pueden ser
transformadas en metabolitos idénticos a los derivados
de la glucosa.
• La principal función de la glucosa es servir como
combustible.

4. CONSIDERACIONES GENERALES
• Su oxidación produce energía utilizable, es materia
prima para algunas síntesis.
• El hígado, órgano central en los procesos metabólicos,
capta buena parte de la glucosa.
• La incluye en moléculas poliméricas formando
(glucógeno) almacenadas como material de reserva. La
síntesis de glucógeno.

5. CONSIDERACIONES GENERALES
• La absorción intestinal de una comida, especialmente si
ésta es rica en glúcidos, el hígado no alcanza a capturar
toda la glucosa que le llega y transformarla en
glucógeno.
• Parte de ella pasa a la circulación, general.
• En un individuo normal se mantiene entre 80 a 120 mg
por 100 ml. Hay aumento transitorio después de las
comidas.

6. CONSIDERACIONES GENERALES
• Todos los tejidos reciben un aporte continuo de glucosa.
• Los tejidos tienen capacidad para sintetizar y almacenar
glucógeno, particularmente en hígado y músculo.
• Del total de glucógeno en el organismo de un adulto,
una tercera parte se encuentra en hígado y casi todo el
resto en músculos, muy pequeña la cantidad existente
en otros tejidos.

7. CONSIDERACIONES GENERALES
• El glucógeno hepático es desdoblado para dar glucosa a
la circulación general.
• Se denomina glucogenólisis se realiza en hígado.
• La glucogenólisis hepática es un importante mecanismo
para mantener el nivel de glucosa en sangre (glucemia)
es vital, especialmente para el sistema nervioso central.

8. CONSIDERACIONES GENERALES
• El glucógeno del músculo sirve como reserva energética
utilizada por el propio tejido cuando realiza trabajo
contráctil.
• A diferencia del hígado, el músculo no cede glucosa libre
a la circulación.
• En músculo la degradación de glucógeno da piruvato y
lactato como productos finales.
• El catabolismo de la glucosa y glucógeno se realiza
fundamentalmente a través de las siguientes vías:

9. CONSIDERACIONES GENERALES
• 1.- La glucólisis o vía de Embden-Meyerhof, cuyo
producto final es piruvato.
• Este se reduce a lactato cuando la provisión de oxígeno
es insuficiente.
• Es particularmente importante en músculo, que puede
contraerse en anaerobiosis gracias al ATP producido por
la glucólisis.

10. CONSIDERACIONES GENERALES
• El aumento de lactato detectado en sangre y orina
después de un ejercicio intenso es expresión de la
actividad glucolítica.
• 2.- En presencia de oxígeno el piruvato generado
durante la glucólisis es oxidado a C02 y H20.
• Primero es sometido a descarboxilación; se desprende
C02 y queda un resto de dos carbonos (acetato).

11. CONSIDERACIONES GENERALES
• Este resto ingresa en un ciclo metabólico llamado ciclo
del ácido cítrico, de los ácidos tricarboxílicos o de Krebs,
de gran rendimiento energético.
• Existe una vía anabólica, llamada gluconeogénesis, que
permite al organismo sintetizar glucosa a partir de
metabolitos de distinto origen de sustancias no
glucídicas.

12. CICLO DE CORI

13. CICLO DE CORI
• El Lactato formado por degradación de glucógeno o
glucosa en músculo es oxidado a C02 y H2O en el
propio tejido, previo paso a piruvato cuando el
suministro de oxígeno es suficiente.
• Sin embargo, en condiciones de actividad contráctil
intensa, la provisión de oxígeno no alcanza las
necesidades de oxidación.
• Gran parte del lactato pasa a la sangre y es captado por
el hígado, donde se convierte en glucosa y glucógeno.

14. CICLO DE CORI
• Cuando la glucemia desciende, el hígado degrada su
glucógeno y envía glucosa a la circulación.
• Lo toma el músculo para cubrir sus necesidades o
restaurar sus reservas de glucógeno.
• Así como compuestos de origen no glucídico pueden
generar glucosa o glucógeno, productos derivados de la
glucosa sirven para sintetizar lípidos o esqueletos
carbonados de algunos aminoacidos.

15. CICLO DE CORI
Glucogeno Glucosa Glucogeno
(Hepatico) (Sanguinea) (Muscular)
Lactato Lactato Lactato
(Hígado) (Sangre) (Músculo)

16. METABOLISMO DE GLUCIDOS

17. INGRESO DE GLUCOSA
EN LAS CÉLULAS

18. INGRESO DE GLUCOSA EN LAS
CÉLULAS
• Al considerar la absorción intestinal de glucosa requiere
de un sistema de cotransporte Na+/glucosa (Na+, K+-
ATPasa).
• Este proceso permite acumular glucosa en el citosol.
• Una vez en la sangre, la glucosa llega a las células y
penetra por difusión facilitada mediante transportadores
que permiten el paso a favor del gradiente.

19. INGRESO DE GLUCOSA EN LAS
CÉLULAS
• Por esta razón la concentración de glucosa en el citosol,
con excepción de células de mucosa intestinal y túbulos
renales que disponen de sistemas de transporte activo,
no puede ser mayor que la existente en sangre y líquido
intersticial.
• Los transportadores de glucosa por difusión facilitada
forman una familia de proteínas integrales de
membrana.

20. FOSFORILACION DE LA
GLUCOSA

21. FOSFORILACION DE LA GLUCOSA
• La reacción de fosforilación es él paso inicial de todas
las vías de utilización de monosacáridos.
• Cualquiera sea el destino de la glucosa, la primera
transformación es su esterificación con ortofosfato para
formar glucosa-6-fosfato (G-6-P).
• Esta reacción es catalizada por hexoquinasa, enzima
presente en todas las células.

22. FOSFORILACION DE LA GLUCOSA
• Existen cuatro isozimas de hexoquinasa. Las isozimas I, II y
III se encuentran en variadas proporciones en distintos
tejidos.
• Son un tanto inespecíficas; fosforilan en el carbono 6 a otras
hexosas además de glucosa.
• Las hexoquinasas I a III son inhibidas alostéricamente por G-
6-P, producto de la reacción.
• La isozima IV, denominada glucoquinasa, se encuentra
exclusivamente en hígado y en células de islotes de
Langerhans en páncreas.

23. FOSFORILACION DE LA GLUCOSA
• La formación de glucosa-6-fosfato, además de convertir
la glucosa en un compuesto más reactivo, apto para
futuras transformaciones, cumple otro papel importante.
• Las membranas celulares son impermeables a G-6-P y
ésta no puede salir hacia el exterior.
• Una vez fosforilada, la glucosa queda atrapada dentro
de la célula, obligada a seguir las alternativas
metabólicas que allí se le ofrecen.

24. FOSFORILACION DE LA GLUCOSA
• Por otra parte, la rápida conversión de glucosa en G-6-P
mantiene baja la concentración intracelular de glucosa y
el gradiente favorable para el ingreso de más glucosa.
• La glucosa-6-fosfato es un metabolito muy importante.
• Constituye una encrucijada metabólica, de la cual parten
y a la cual llegan distintas vías:

25. VÍAS METABOLICAS DE LA
GLUCOSA
• 1. Glucógeno-génesis.- Conversión de glucosa en glucógeno.
• 2. Glucogenólisis.- Liberación de glucosa a partir de glucógeno.
• 3. Glucólisis o vía de Embden-Meyerhof.- Degradación de glucosa a
piruvato y lactato.
• 4. Descarboxilación oxidativa de piruvato.- El piruvato formado en la
glucólisis es convertido en un resto de dos carbonos (acetato).
• 5. Ciclo del ácido cítrico, o de Krebs, o de los ácidos tricarboxílicos.
Los restos acetato son finalmente oxidados a C02 y H20.
• 6. Vía de pentosa fosfato o hexosa monofosfato.- Vía alternativa de
oxidación de glucosa.
• 7. Gluco-neogénesis.- Formación de glucosa o glucógeno a partir
de fuentes no glucídicas. Los principales sustratos son aminoácidos
glucogénicos, lactato y glicerol.

26. GLUCOGENO-GENESIS

27. GLUCOGENO-GENESIS
• La síntesis de glucógeno a partir de glucosa se realiza
en muchos tejidos, por su función, es realmente
importante en hígado y músculo.
• En el ser humano, el hígado contiene hasta 5% de su
peso en glucógeno. En músculo esquelético, representa
aproximadamente 1% de su peso.
• La glucogeno-génesis es un proceso anabólico que
requiere energía.
• Las etapas de esta síntesis son las siguientes:

28. GLUCOGENO-GENESIS
• 1.- Fosforilación de glucosa.-
La primera etapa en la síntesis de glucógeno es la conversión de
glucosa en glucosa-6-fosfato. Esta reacción catalizada por
hexoquinasas (glucóquinasa entre ellas.
• 2.- Formación de glucosa-1-fosfato.-
En la segunda etapa, la fosfoglucomutasa cataliza la transferencia
intramolecular del grupo fosfato desde carbono 6 a carbono 1. La
glucosa-6-fosfato se convierte en glucosa-1-fosfato. La fosfoglu-6-
comutasa requiere Mg2+ y glucosa-1,6-bisfosfato como cofactor.
La reacción es reversible.

29. GLUCOGENO-GENESIS
• 3.- Activación de glucosa.-
• La glucosa-1-fosfato reacciona con el nucleótido de alta energía
uridin-trifosfato (UTP) para dar uridin-difosfato-glucosa (UDPG) y
pirofosfato inorganico(PP).
• La reacción es catalizada por uridin-difosfato-glucosa
pirofosforilasa, es irreversible.
• Su inclusión en el nucleótido-azúcar (UDPG) dota a la glucosa de la
reactividad necesaria para participar en la síntesis de glucógeno; La
glucosa se "activa" por su unión a UDP.

30. GLUCOGENO-GENESIS
• 4.- Adición de glucosas a la estructura polimérica.-
• En esta etapa la glucosa ''activada“ del UDPG es transferida a la
cadena de glucógeno preexistente.
• Se establece una unión glucosídica con el carbono 4 de una
glucosa terminal en las cadenas del glucógeno.
• Esta reacción es catalizada por glucógeno sintetasa o glucosil
transferasa que requiere la presencia de una estructura polimérica
sobre la cual seguir agregando glucosas en unión a 1-4. La
reacción es prácticamente irreversible

31. GLUCOGENO-GENESIS
• Formación de ramificaciones.-
• Cuando la acción de la glucógeno sintetasa ha alargado una cadena hasta diez o
más residuos de glucosa, interviene otra enzima que secciona un segmento terminal
de no menos de seis glucosas para insertarlo, mediante unión glucosídica I-6. La
enzima es la oligo (l,4)(l,6) glucanotransferasa enzima ramificante.
• De este modo, la molécula de glucógeno va siendo modelada por acción conjunta de
glucógeno sintetasa y enzima ramificante.
• Costo energético de la síntesis de glucogeno.-
• La incorporación de una molécula de glucosa al glucogeno, es un proceso
endergonico, requiere energía.
• La energía utilizada son ATP, UDP, UTP. La unión utiliza 2 ATP.

32. GLUCOGENO-GENESIS

33. GLUCOGENOLISIS

34. GLUCOGENOLISIS
• La glucogenólisis no es simplemente el proceso inverso de la
glucogenogénesis.
• Las etapas de glucogenólisis son las siguientes:
• 1.- Fosforólisis de glucógeno.-
• La degradación de glucógeno es iniciada por la acción de la
fosforilasa, que cataliza la ruptura de uniones glucosídicas alfa (l-4)
por inserción de fosfato en el C1 de los restos de glucosa.
• El ortofosfato utilizado en esta reacción proviene del medio (P¡) no
hay gasto de ATP.

35. GLUCOGENOLISIS
• La fosforilasa actúa a partir del extremo de las ramificaciones y
libera glucosa 1-fosfato.
• La acción enzimáticá se detiene cuatro restos glucosa antes de la
próxima unión a-l-6.
• Aquí interviene otra enzima, oligo-a(1-4), a(1-4) glucanotransferasa,
que desprende el trisacárido terminal de la ramificación y lo
transfiere al extremo de una rama vecina, al cual lo une por enlace
alfa (l-4).
• La ramificación queda con una sola glucosa con unión alfa l-6.

36. GLUCOGENOLISIS
• 2.-Hidrólisis de uniones glucosídicas a l-6.-
• La ruptura de este enlace es catalizada por alfa(1-6)
glucosidasa o enzima desramificante, deja glucosa libre.
• La cadena es de nuevo atacada por la fosforilasa, que
continúa liberando glucosa-l-P hasta que la próxima
unión a(l-6) se encuentre a una distancia de cuatro
restos glucosa.
• Entonces se repite la participación de las otras enzimas.

37. GLUCOGENOLISIS
• En promedio, se produce una glucosa libre por cada
nueve glucosas-1-P.
• Sólo, unidades glucosa en la posición de ramificación
son liberadas como glucosa libre.
• Todas las otras aparecen como G-l-P.

38. GLUCOGENOLISIS
• 3.-Formación de gIucosa-6-fosfato.-
• La glucosa-1-fosfato es convertida en glucosa-6-fosfato por la
fosfoglucomutasa. Es la misma reacción de la glucogenogénesis,
en sentido inverso.
• 4.-Formación de glucosa libre.-
• La última etapa es la hidrólisis de glucosa-6-fosfato a glucosa y
fosfato inorgánico, catalizada por glucosa -6-fosfatasa.
Esencialmente irreversible.

39. GLUCOGENOLISIS
• La glucosa-6-fosfatasa se encuentra en hígado, riñón e intestino,
pero no en músculo.
• Esto explica por qué pueden ceder glucosa a la circulación y el
músculo no.
• En músculo, el glucógeno inicia su degradación con etapas
similares.
• La glucosa-6-fosfato formada no puede hidrolizarse por falta de
glucosa-6-fosfatasa y sigue su camino catabólico en el propio
músculo, principalmente por vía, de la glucólisis.

40. GLUCOGENOLISIS
• Papel funcional del glucógeno. Es una reserva a la cual se
recurre para obtener glucosa durante períodos de
hipoglucemia.
• El hígado cumple un rol muy importante como regulador de la
glucemia, asegurando la provisión constante de glucosa a
todos los tejidos.
• El hígado degrada su glucógeno y libera glucosa a la sangre.
• En músculo el glucógeno actúa como reserva rápidamente
movilizable.

41. ENFERMEDADES GENÉTICAS
RELACIONADAS CON EL METABOLISMO
DEL GLUCÓGENO
• Son trastornos genéticos de una determinada actividad
enzimática relacionada con las vías de síntesis o
degradación de glucógeno.
• Genéricamente se las denomina glucogénosis.
• Se caracterizan por acumulo de cantidades
anormalmente elevadas de glucógeno en tejidos, o por
la presencia de glucógeno de estructura anómala.

42. ENFERMEDADES GENÉTICAS
RELACIONADAS CON EL METABOLISMO
DEL GLUCÓGENO
• Se han descrito más de diez tipos de glucogénosis
debidas a deficiencias de diferentes enzimas.
• En general, los cuadros patológicos son de incidencia
poco frecuente, pero es importante conocer su
existencia derivar los pacientes a centros
especializados.
• Algunos de ellos son muy graves, llevan a la muerte a
edad temprana; otros permiten una mayor sobre vida.

43. GLUCOLISIS

44. GLUCOLISIS

45. DESCARBOXILACIÓN
OXIDATIVA DEL PIRUVATO

46. DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA
DEL PIRUVATO
• Cuando existe adecuada provisión de oxígeno, el
piruvato producido en la vía glucolítica es oxidado a
dióxido de carbono y agua.
• Incluso el lactato formado en anaerobiosis sigue el
mismo destino cuando hay disponibilidad de oxígeno;
para ello debe ser convertido en piruvato por acción de
la lactato deshidrogenasa.
• De esta manera el lactato resultante de la actividad
muscular intensa puede ser utilizado como combustible.

47. DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA
DEL PIRUVATO
• El piruvato formado en el citosol como producto de la vía
de la glucolisís es degradado oxidativamente dentro de
las mitocondrias.
• Aquí se cumple el primer paso de su degradación por
descarboxilación oxidativa, en la cual pierde el grupo
carboxilo, se desprende C02 y queda un resto de dos
carbonos (acetilo o acetato).
• La descarboxilación oxidativa de piruvato es catalizada
por un sistema multienzimático denominado complejo
piruvato deshidrogenasa.

48. CICLO DEL ACIDO CÍTRICO,
DE ÁCIDOS TRICARBOXILICOS
O DE KREBS

49. CICLO DEL ACIDO CÍTRICO, DE ÁCIDOS TRICARBOXILICOS O DE
KREBS

50. CICLO DE LAS HEXOSAS
MONOFOSFATO O VÍA DE
LAS PENTOSAS

51. CICLO DE LAS HEXOSAS MONOFOSFATO O
VÍA DE LAS PENTOSAS

52. GLUCONEOGÉNESIS

53. GLUCONEOGÉNESIS