Los carbohidratos

1. Metabolismo de
Carbohidratos
Equipo 1:
• Naal Tun Melanie
Teresita (Digestión y Glucólisis)
• Ayora Calderón Oswaldo Fabrizio
(Ciclo de krebs)
• Uicab Bojórquez Pedro
Levi (Fosforilación Oxidativa,
Fermentación y Vías pentosas
Fosfato)
• Saavedra Chan Giovanni Daniel
(Glucogenesis, gluconeogénesis y
glucogenolisis)
B1

2. Proceso digestivo.

3. Almidón:
Amilasa: La amilasa es una enzima que ayuda a digerir los carbohidratos. Se produce en el páncreas y en
las glándulas salivales.
Actúa desde el extremo no reductor de la cadena, catalizando la hidrólisis del segundo enlace α-1,4,
rompiendo dos unidades de glucosa ( maltosa) a la vez.
Dextrina:
A) Las dextrinas son un grupo de oligosacáridos de poco peso molecular producidas por la hidrólisis del
almidón.
B) Tienen la misma fórmula general que los polisacáridos, pero son de una longitud de cadena más corta
Amilosa: Amilopectina:
25% al 30% 70% y 75%
300 a 3000 unidades 1,000 a 20,000 unidades
Unidos mediante enlaces
(alfa 1-4)
Unidos mediante enlaces
(alfa 1-4)
Ramificaciones cada 24-
30 unidades por el enlace
(alfa 1-6)

6. Insulina y glucagón
• El tracto digestivo descompone los carbohidratos y los transforma en
glucosa.
• La glucosa entra en el torrente sanguíneo a través del revestimiento
del intestino delgado.
• Una vez que la glucosa está en el torrente sanguíneo, la insulina hace
que las células de todo el cuerpo absorban el azúcar y lo utilicen para
obtener energía.
• Aumentar la cantidad de azúcar en sangre circulante.
• Estimular la liberación de glucosa almacenada en el hígado.

8. Glucolisis
Para que la glucosa
no se salga se
necesita que la
glucosa se fosforile.

9. Reacción 1:
• La hexoquinasa (enzima
del lisosoma) Separa un
fosforo del ATP y lo de
agrega a una molécula de
glucosa. Esto se conoce
como fosforilación. Obteni
endo así una Glucosa-6-
fosfato.

10. Enzima 1: hexoquinasa

11. Reacción 2:
• De glucosa 6 fosfato por acción de la Glucosa-6-fosfato isomerasa se
convierte en FRUCTOSA 6-fosfato

12. Enzima 2 Glucosa-6-fosfato isomerasa

13. Reacción 3:
• De fructosa 6-fosfato por acción de la fosfofructoquinasa se convierte
en FRUCTOSA 1,6 difosfato.

14. Enzima 3: Fosfofructoquinasa-1
Fructosa 1,6-bisfosfato

15. Enzima 4: Aldolasa
Gliceraldehido 3
fosfato
Dihidroxiacetona
fosfato
De Fructuosa 1,6 difosfato se producen DIHIDROXIACETONA FOSFATO Y GLICERALDEHÍDO 3-
FOSFATO.

16. Enzima 5: Triosa fosfato isomerasa
De dihidroxiacetona fosfato por acción de una isomerasa trifosfato se da GLICERALDEHÍDRO 3-fosfato y
viceversa.

17. Reacción 6:
• Al gliceraldehído 3-fosfato se le agrega un fosfato por acción
de deshidrogenasa gliceraldehído 3 FOSFATO produciendo 1,3
BIFOSFOGLICERALDEHÍDO

18. Enzima 6: Gliceraldehido 3-fosfato-
deshidrogenasa

19. Reacción 7: Fosfoglicerato quinasa
Enzima
7
ADP
De 1,3 dliceraldehído difosfato y un ADP reaccionan con un fosfoglicerato QUINASA dando
como resultado un 3 fosfoglicerato Y ATP.

20. Reacción 8: Enzima fosfoglicerato mutasa
De 3 fosfoglicetado reacciona con fosfoglicerato mutasa formando 2-fosfoglicerato, en esta
Reacción solo se cambia el fosforo del carbono tres al carbono 2

21. Reacción 9: Enzima enolasa
H2O
H2O
El 2 fosfoglicerato en una reacción con ENOLASA desprende una molécula de H2O y
se forma un FOSFOENOLPIRUVATO.

22. Reacción 10: Enzima piruvato quinasa.

23. Piruvato:

25. Productos de
la glucolisis:
En la glucolisis obtenemos:
• 2 ATP netos
• Y 2 NADH2 (que sirven
como cheque en la
fosforilación oxidativa)
Cada NADH2 equivale a 3
ATP

26. 2 piruvatos = 2 NADH2

27. Fermentación Alcohólica
• En la fermentación alcohólica o
etílica, el piruvato se transforma en
etanol y se desprende CO2. La
realizan, sobre todo, levaduras del
género Saccharomyces que tienen
interés en la industria alimenticia
por los productos residuales de su
metabolismo: el CO2 para esponjar
la masa en la fabricación del pan; y
el etanol para producir diferentes
bebidas alcohólicas.
(6)

28. Fermentación Láctica
• En ella el piruvato se transforma en lactato.
La realizan diversas bacterias que fermentan
la leche, y se utilizan para obtener derivados
lácteos.
• Por otro lado, también la pueden llevar a
cabo las células musculares cuando no
reciben suficiente oxígeno.
• Cuando se realiza un esfuerzo intenso y
prolongado, los músculos obtienen un poco
de energía extra sin necesidad de oxígeno,
recurriendo a la fermentación.
• Por ello, el dolor el día después de hacer
ejercicio.
• (5)

29. Ciclo de Krebs
¿Qué es?
Es una secuencia de reacciones
químicas que ocurren en la
mitocondria de las células como parte
de su proceso de respiración celular.
Este consiste en una serie de 8 pasos
que se describirán a continuación.
[2]

30. 1-. Citrato sintasa.
De oxalacetato a citrato.
El sitio activo de la enzima activa el acetil-CoA para hacerlo a fin al
centro carbonoso del oxalacetato, como consecuencia de esto, la CoA
se hidroliza y forma así una molécula de citrato.
[1]

31. 2-. Aconitasa.
De citrato a isocitrato.
La aconitasa cataliza la isomerización del citrato a isocitrato para formar
cis-aconitato. La aconitasa a su vez cataliza en dirección inversa,
aunque, en el ciclo de Krebs, debido a la ley de acción de masas, la
reacción es unidireccional por lo cual la reacción se ve dirigida
únicamente a la producción del isocitrato.
[1]

32. 3-. Isocitrato deshidrogenasa.
De isocitrato a oxoglutarato.
El isocitrato deshidrogenasa mitocondrial cataliza la oxidación del
isocitrato a oxalsuccinato generando así, una molécula de NADH a
partir del NAD+, seguidamente aumenta la electronegatividad de esa
región molecular gracias a la presencia de un ion bivalente, generando
con ello la reorganización de los electrones de esa molécula y con ello
la ruptura de la unión del carbono y el grupo carboxilo adyacente,
gracias a ello, llega la formación de α-cetoglutarato.
[1]

33. 4-. α-cetoglutarato deshidrogenasa.
De oxoglutarato a succinil–CoA.
Se produce una segunda reacción de descarboxilación oxidativa que
lleva a formar succinil-CoA.
[1]

34. 5-. Succinil-CoA sintetasa.
De succinil-CoA a succinato.
El citrato sintasa hace de intermediario en la unión a alta energía para llevar
a cabo la fusión entre el acetil-CoA y el oxalacetato.
La enzima succinil-CoA utiliza la energía para fosforilar un nucleósido
difosfato purinico.
La energía del succinil-CoA llega convertida en energía enlazada con una
unión fosfato, esto genera un nuevo intermediario de energía, el succinil
fosfato, después una histidina remueve el fosfato de la molécula glucídica y
genera el succinato y una molécula de fosfohistidina que dona el fosfato a un
núcleo difosfato, recargándolo a trifosfato.
[1]

35. 6-. Succinato deshidrogenasa
De succinato a fumarato.
Se reorganizan las moléculas a 4 átomos de carbono hasta la
regeneración del oxalacetato, para ello, un grupo metilo en el succinato
se convierte en un carbonilo. Una vez hecho esto, se regenera el
oxalacetato y a parte permite extraer energía mediante el FADH2 y el
NADH.
[1]

36. 7-. Fumarasa.
De fumarato a L-malato.
La fumarasa cataliza la adición en trans protón y un grupo OH
procedentes de una molécula de agua, gracias a la hidratación que
recibe el fumarato se produce el L-malato.
[1]

37. 8-. Malato deshidrogenasa.
De L-malato a oxalacetato.
Es catalizada por el malato deshidrogenasa utilizando otra molécula
como receptor de hidrogeno y produciendo con ello NADH.
La actividad de la enzima es llevada por el consumo de oxalacetato por
parte del citrato sintasa y el NADH por parte de la cadena de transporte
de electrones.
[1]

39. Productos del
ciclo de Krebs:
• GTP: 1
• NADH2: 3
• FADH2: 1
• CO2: 2
De esta forma, tomando en cuenta el valor de
las moléculas anteriores en ATP, tendríamos:
• 1 GTP= 1 ATP
• 3 NADH2= 9 ATP
• 1 FADH2= 2 ATP
• En total tenemos 12 ATP
Si tomamos en cuenta que el ciclo de Krebs
ocurre 2 veces, tendríamos un total de 24 ATP.

40. Fosforilación
Oxidativa
• Fosforilación oxidativa:
es la mayor fuente
cuantitativa de fósforo
en organismos
aerobios. La energía
libre proviene de la
oxidación de la cadena
respiratoria usando O2
molecular dentro de
las mitocondrias
• (4)

43. NADH Y
FADH2
• Los transportadores de
electrones NADH y FADH2,
originados
fundamentalmente en el
ciclo de Krebs, pero también
en otros procesos
catabólicos, albergan el
poder reductor que les
confieren los electrones
“energéticos” que
transportan.

44. • Esa energía será liberada, poco a poco, a
lo largo de la cadena respiratoria que
tiene lugar en las crestas y en la
membrana mitocondrial interna.
• En dicha membrana existen tres
complejos enzimáticos transportadores
de electrones:
• El complejo NADH deshidrogenasa
• El complejo citocromo b
• El complejo citocromo oxidasa.
(4)

45. • La fuerza protón-motriz generada, impulsa los
protones a través de las ATP sintetasas
presentes en la membrana mitocondrial
interna, permitiendo la unión del ADP a un
grupo fosfato, con la consiguiente formación
de ATP. El conjunto de estos procesos, que
culminan con la formación de ATP.
(4)

46. • Tanto los electrones como los
protones, que han sido
impulsados a lo largo de la
cadena respiratoria, deben
unirse a un aceptor final. En la
respiración aerobia el aceptor
último de electrones (y
protones) es el O2, que al unirse
al H2, forma H2O como
producto final.
(4)

47. • Tanto el NADH como el FADH2 ceden los
electrones “energéticos” a la cadena formada
por esos tres transportadores y, a medida que
pasan de un transportador a otro, los
electrones van liberando energía.
• Esa energía (según la teoría quimiosmótica de
Mitchell) permite el bombeo de protones
desde la matriz mitocondrial al espacio
intermembranoso de la mitocondria.
• De este modo se genera un gradiente
electroquímico de protones, con una
concentración de protones mayor en el
espacio intermembrana que en la matriz.
(4)

48. Para terminar...
• Se considera
aproximadamente que,
una molécula de NADH
permite la formación de 3
moléculas de ATP,
mientras que una de
FADH2 sólo aporta 2
moléculas de ATP.
(4)

49. El piruvato formado en la glucólisis no siempre sigue la vía de la respiración
celular; en determinadas circunstancias puede pasar a la vía alternativa de las
fermentaciones.
Las fermentaciones son procesos anaerobios, realizados por microorganismos
que no toleran el oxígeno o por ciertas células animales o vegetales cuando no
disponen de suficiente oxígeno para llevar a cabo este proceso.
Son poco rentables desde el punto de vista energético, ya que la oxidación de la
materia orgánica es incompleta y se forma mucho menos ATP que en la
respiración celular aerobia.
En general, únicamente 2 ATP por cada molécula de glucosa.
Dependiendo el producto final, se diferencian varios tipos de fermentaciones.
Las más importantes son: la fermentación alcohólica y la fermentación láctica.
(4)

50. Vía Pentosas fosfato:
• El ciclo pentosa fosfato es una ruta relacionada con la
glucólisis, utilizando la glucosa para crear ribosa y NADPH,
necesaria la biosíntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos.
• Ruta citosólica. Enzimas solubles, no se encuentran
formando complejos
• Consta de dos fases
• Fase oxidativa: irreversible -Oxidación de glucosa-6-fosfato
a ribulosa5-fosfato - Producción NADPH
• Fase no oxidativa: reversible Inter conversión no oxidativa
de azúcares de 3,4,5,6 y 7 carbonos: -Síntesis de
nucleótidos ( ribosa-5-fosfato) -Intermediarios de la
glucólisis.

51. Sitio e importancia en
el tejido conectivo
• Se lleva a cabo en el citosol de las
células de hígado y del tejido del
cuerpo que llevan a cabo la síntesis de
ácidos grasos.
• Es de gran importancia porque evita la
hemolisis (glóbulos rojos) en las células
del nuestro organismo, esto quiere
decir que evita una degradación de
forma prematura.

52. Productos principales:
• NADPH
• RIBOSA 5 FOSFATO
• No produce ATP

53. FOSFO PENTOSA
ISOMERASA

54. GLUCOGÉNESIS
• El glucógeno es un polímero de cadenas ramificadas de glucosa. Sirve
como reserva de energía en el hígado y musculo.
• Nos es útil cuando estamos en ayuno y para la contracción muscular.
• La glucogénesis se da en el citosol de las células hepatocitos y musculares.

57. Nivel de azúcar en sangre en ayunas
• De 70 a 100 mg/dl se considera normal.
• 100 a 125 mg/dl es prediabetes.
• Más de 126 mg/dl se considera diabetes .
• Hiperglucemia: Es un nivel de azúcar alto
en sangre de entre 180 a 120 mg/dl
presentado en su mayoría por gente
diabética.
• Hipoglucemia: Nivel bajo de glucosa
en sangre menos de 70 mg/dl.

58. Enlaces α 1-4 y α 1-6
• Dos tipos de enlaces glucosídicos resultantes de la unión de
dos glucosas.
• El enlace α 1-4 se da entre la interacción del carbono 1 de
una glucosa y la interacción del carbono 4 de otra misma
molécula de glucosa.
• En enlace α 1-6 se diferencia en que el carbono 1 ahora
interactuará con el carbono 6 de otra molécula de glucosa

59. 1ra reacción
• La glucosa entra a la célula hepatocito o muscular, la cual reacciona con la enzima
glucoquinasa o hexoquinasa, la enzima agrega un grupo fosfato a la molécula de
Glucosa en el carbono 6 , utilizando un ATP Y generando ADP . La reacción da
como resultado G- 6-P .
Glucoquinasa

60. 2da reacción
• La G-6-P reacciona seguidamente con la enzima fosfoglucomutasa. La
fosfoglucomutasa transfiere el grupo fosfato que se encuentra en el
carborno 6 al carbono 1 de la Glucosa obteniendo: G-1-P

61. 3ra reacción
• En este paso participa el UTP (Trifosfato de Uridina) siendo un nucleótido
conformado por tres grupos fosfato, una ribosa y una base nitrogenada uracilo. La
enzima pirofosforilasa se encarga de quitarle dos grupos fosfato al UTP y por
consiguiente unirlo a la G-1-P, dando como resultado Difosfato de Uridina Glucosa o
UDP-Glucosa
UTP

62. Iniciador
• Para formar el glucógeno se requiere
de un primer o iniciador que servirá
como base inicial. El que lleva a
cabo este proceso es una enzima
llamada glucogenina la cual agrega
una cadena pequeña de glucosas de
7 a 12 moléculas para que a partir de
ahí se unan las UDP-Glucosas

63. 4ta reacción
• A partir del primer la enzima Glucógeno sintasa
va a empezar a colocar glucosas a través de
enlaces glucosídicos α 1-4, por lo tanto la
glucógeno sintasa empezara sintetizar glucógeno.
• Es necesario recordar la utilización de UDP-
Glucosa

64. 5ta reacción
• Por último, la enzima ramificadora
de Glucógeno, creara ramificaciones
desprendiendo cadenas de glucosas
existentes de una cantidad mínima
de seis moléculas. Este punto de
ramificación estará unido por
enlaces glucosídicos α 1-6

65. Estructura final

66. Glucogenólisis
• La glucogenólisis es un proceso catabólico que haces referencia a la degradación
de glucógeno en moléculas de glucosa-6-P.
• Se da en situaciones en las que el organismo tiene niveles bajos de glucosa como
en el ayuno y al momento de realizar ejercicio, el hígado y musculo mandan
señales para que este proceso se realice.

67. Importancia y hormonas reguladoras
• Su importancia radica en la liberación de energía, que
mantiene al cuerpo en un estado de equilibrio al
carecer de glucosa, favoreciendo el mantenimiento
funcional de muchos órganos como el cerebro y el
musculo que con el buen requerimiento de glucosa
evita fatigarse y lesionarse. Ocurre en el citosol de la
célula.
• La adrenalina en el músculo junto con el glucagón en el
hígado son los encargados de activar el proceso de
glucogenólisis ,elevando el nivel de azúcar cuando el
cuerpo lo requiera.

68. 1ra reaccón
• La enzima Glucógeno fosforilasa se encarga de romper los enlaces α
1-4 tanto de la cadena ramificada como de la cadena principal de
glucosas mediante una fosforolisis liberando G-1-P, hasta encontrarse
cuatro unidades de glucosa de una ramificación.

69. 2da reacción
• Una vez que quedan intactas las
ultimas 4 moléculas de glucosa
entra en juego la enzima
desrramificante que cumple dos
funciones: transferasa y Alfa 1-6-
glucosidasa . Como transferasa
envía a esas 3 moléculas a la
cadena principal .

70. 3ra reacción
• Como segunda función, rompe
en enlace α 1-6 de la última
glucosa de la ramificación
mediante una hidrolisis,
dejando glucosa libre.
• El enzima glucógeno
fosforilasa puede continuar
rompiendo enlaces 1-4 hasta
encontrarse otra ramificación.

71. ¿Qué ocurre con la
glucosa-1-p?
• La glucosa liberada por la
fosforolisis reacciona con otra
enzima llamada
fosfoglucomutasa, la cual
convierte a la Glucosa-1-P a
Glucosa-6-P para que de esta
manera la glucosa pueda seguir
un proceso en otras rutas.

72. Estructura
final

73. Gluconeogénesis
• La gluconeogénesis es la
síntesis de glucosa a
partir de precursores no
glúcidos.
• Se da tanto en el
citoplasma como en la
mitocondria.
• La principal hormona
reguladora que activa el
proceso es el glucagón y
epinefrina

74. Importancia
• Cuando en el cuerpo ya se han agotada las reservas de energía como
el glucógeno, la gluconeogénesis es un último recurso para mantener
el nivel de glucosa estable , la glucosa que se genera puede ser
aprovechada por otros órganos en sus distintos metabolismos.
• Los principales precursores son: La alanina, glicerol y Lactato. Deben
ser convertidos en piruvato para su uso.

75. Precursor Lactato
• La ruta anaeróbica luego de la glucólisis es la fermentación láctica que
da como resultada Lactato, que al no poder ser utilizado en el
musculo requiere convertirse en Piruvato para entrar al hígado . Por
medio de una enzima llamada "lactato deshidrogenasa".

76. Precursor
Alanina
• La alanina se convierte en piruvato gracias a otra
molécula llamada α-cetoglutarato. Que intercambia
su "O" con el grupo amino de la alanina, usando
unas enzimas llamadas "alanina transaminasa" y
"glutamato deshidrogenasa", dando como resultado
Piruvato y glutamato

77. Inicio de la ruta
• La primera reacción de la gluconeogénesis transforma al piruvato en
oxalacetato en la mitocondria de la célula, debido a que la enzima
que participa en esta reacción solo se encuentra allí: "piruvato
carboxilasa", con un gasto de ATP.

78. 2da
reacción
• El oxalacetato resultando
es reducido a Malato
gracias a la enzima
"Malato deshidrogenasa",
y llevado nuevamente
hacia el citosol donde es
oxidado para convertirse
en oxalacetato por la
"Malato deshidrogenasa
citosólica".

79. 3ra reacción
• Por con siguiente el oxalacetato es
descarboxilado y fosforilado
simultáneamente por la
"Fosfoenolpiruvato carboxinasa" para
generar fosfoenolpiruvato, utilizando GTP .

80. 4ta reacción
• Luego de tener al fosfoenol piruvato, la enzima enolasa ,participa agregandole
una molécula de H2O, para convertirla en 2-fosfoglicerato
• Posteriormente la enzima fosfo glicerato mutasa, transfiere el grupo fosfato al
carbonono 3 quedando 3-fosfoglicerato.

81. 5ta
reacción
• Luego el 3-fosfoglicerato se convertirá a 1,3-
bifosfoglicerato por la interacción de la enzima
fosfoglicerato quinasa utilizando ATP y liberando ADP.
• El 1,3-bifosfoglicerato pasa a gliceraldehido 3- fosfato por
medio de la enzima gliceraldehido 3-fosfato
deshidrogenasa.

82. 6ta reacción
• La gluconeogenesis utiliza desde su inicio dos piruvatos
por lo tanto a este punto se han producido dos
gliceraldehídos 3-P, uno de ellos será convertido en
dihidroxiacetona fosfato por acción de la enzima triosa
fosfato isomerasa.
• El gliceraldehido restante se unirá a la dihidroxia cetona
fosfato formando fructosa 1,6-bifosfato al interactuar
con la enzima aldosa .

83. Reacción 7
• La fructosa 1,6-bifosfato se convertirá en fructosa 6-
fosfato con ayuda de una molécula de agua, liberando un
fosfato. Para este paso se requiere a la enzima 1,6-
bifosfatasa.
• Esa fructosa 6-fosfato se convertirá en glucosa 6-fosfato
dada la participación de la enzima fosfoglucosa
isomerasa

84. Reacción 8
• Por último, para obtener
definitivamente la glucosa, la enzima
glucosa 6-fosfatasa libera de la glucosa
6- fosfato un grupo fosfato utilizando
una molécula de H2O , dejando libre a
la molécula de glucosa

85. Resumen de consumo energético:

86. Conclusión
Finalmente, hemos abarcados los pasos que se siguen dentro de una
célula para la digestión de la glucosa, pasos que como se ha podido ver,
son muy extensos y hasta cierto punto complicados si se profundiza
demasiado en ellos, hemos visto como se genera energía a partir de la
glucosa y de donde proviene realmente el CO2 que expulsamos de
nuestro organismo cada vez que nosotros respiramos.
A su vez, hemos conocido gran cantidad de sustancias, compuestos,
procesos, enzimas, etc. Que se ven involucrados en estos procesos.
Básicamente, hemos visto todo lo que es el metabolismo de los
carbohidratos a fondo para poder entender perfectamente de donde
sacamos la gran mayor parte de la energía que utilizamos diariamente.

87. Bibliografía
1. Guillermo Pérez. Etapas del ciclo de Krebs. CiclodeKrebs.com
27/08/2022 https://www.ciclodekrebs.com/etapas_del_ciclo_de_kr
ebs
2. Ana Zita Fernández. Ciclo de Krebs: qué es y cómo ocurre.
Significados.com 13/072022;
27/08/2022 https://www.significados.com/ciclo-de-krebs/
3. Juan Luis Méndez. El ciclo de Krebs. Asturnatura.com 06/09/2014;
27/08/2022 https://www.asturnatura.com/catabolismo/ciclo-de-
krebs.html

88. 4. Procesos catabólicos Carbohidratos, Lípidos y Proteínas [Internet].
UADY Virtual ES. [citado el 30 de agosto de 2022]. Disponible
en: https://es.uadyvirtual.uady.mx/mod/folder/view.php?id=140101
5. Fermentación láctica [UNAM]. Portal Académico del CCH. 2014
[citado el 30 de agosto de 2022]. Disponible en:
https://e1.portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia1/unidad2/f
ermentacion/lactica
6. Fermentación_alcohólica [Internet]. Quimica.es. [citado el 30 de
agosto de 2022]. Disponible en:
https://www.quimica.es/enciclopedia/Fermentaci%C3%B3n_alcoh%C3
%B3lica.html