BOLILLA 9
INTEGRACION METABOLICA
•
•
•
•
•
Papel del ATP.
Requerimientos de poder reductor.
Compartimentalización enzimática.
Homeostasis de la glucosa
Niveles enzimáticos. Centros de control de las principales vías
metabólicas: glicólisis, ciclo de Krebs, vía pentosa, gluconeogénesis,
metabolismo del glucógeno, metabolismo de ácidos grasos.
• Conexiones claves: glucosa-6-fosfato, piruvato y acetil coenzima A.
• Perfil metabólico de los órganos más importantes: cerebro, músculo,
tejido adiposo, hígado.
• Adaptación metabólica al ayuno prolongado. Ciclo ayunoalimentación.
NUTRICION-METABOLISMO
ALIMENTO
NUTRICION
CELULAR
MACROMOLECULAS
DIGESTION
ABSORCION
METABOLISMO
BIOSINTESIS Y
DEGRADACION
Nutrientes
Contenedores
de Energía
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
VIAS CATABOLICAS
(Degradación oxidativa)
NAD+
NADP+
FAD
ADP+HPO42-
Macromoléculas
Celulares
Polisacáridos
Lípidos
Proteínas
Ácidos Nucleicos
Productos
finales
carentes
de Energía
CO2
H2O
NH3
NADH
NADPH Energía
Química
FADH2
ATP
Moléculas
Precursoras
VIAS ANABOLICAS
(Síntesis reductora)
Monosacáridos
Ácidos grasos
Aminoácidos
Bases nitrogenadas
RUTAS METABOLICAS
Colesterol
AcetilCoA
Catabolismo
convergente
Acetoacetil-CoA
Acidos Grasos
Anabolismo
Divergente
VIAS METABOLICAS
ENZIMAS
ENERGIA
ATP
VITAMINAS
MINERALES
PODER REDUCTOR
NADPH
PAPEL REGULADOR DEL ATP
Glucógeno
Glucosa-6-P
Grasas
Proteínas
Acetil-CoA
Acidos Nucleicos
Purinas y
Pirimidinas
Aminoácidos
NH3
C.Urea
CICLO
DE KREBS
Transporte activo
Contracción Muscular
Acidos Nucleicos
ATP
+
Vías que consumen
energía (Biosíntesis)
-
Procesos generadores de
energía (Degradación)
Ejemplifique en cada caso de que
manera el ATP actúa como regulador
• Vía Glicolítica
• Ciclo de Krebs
• Desaminación oxidativa de aminoácidos
• Biosíntesis de nucleótidos púricos
PODER REDUCTOR-NADPH
SE SINTETIZA EN VIA PENTOSAS Y EN REACCION DE LA
ENZIMA MALICA
• BIOSINTESIS
•
•
•
•
•
•ACIDOS GRASOS
SATURADOS E INSATURADOS
•COLESTEROL
•HORMONAS ESTEROIDEAS
•NUCLEOTIDOS
MANTENER REDUCIDO EL GLUTATION
REDUCCION DE COENZIMAS: BH4
GLUTAMATO DESHIDROGENASA
DEGRADACION DEL HEMO:HEMOOXIGENASA
CITOCROMO P450 EN MICROSOMAS
2) El NADPH es un agente reductor
importante utilizado en rutas anabólicas.
• a) Ejemplifique con reacciones de 3 vías
metabólicas diferentes donde se utilice este
compuesto
• b) Esquematice reacciones donde se reponga
NADPH a partir de la forma oxidada
• c) Indique la importancia de ese compuesto en
reacciones de detoxificación. (recuerde la
importancia del citocromo P450)
COMPARTIMENTALIZACION
Citosol
Glicólisis
Metabolismo del glucógeno
Vía de las pentosas fosfato
Síntesis de ácidos grasos
Matriz mitocondrial
Ciclo del ácido cítrico
Fosforilación oxidativa
b-oxidación de los ácidos grasos
Formación de cuerpos cetónicos
Interrelación entre ambos compartimientos
Gluconeogénesis
Síntesis de la urea
En el metabolismo de los lípidos (Biosíntesis y
Degradación) la compartimentalización de
ambos procesos permite su regulación. Explique
Intermediarios de Vías metabólicas
sintetizados en mitocondrias pueden regular
vías metabólicas que tienen lugar en citosol.
Ejemplifique
HOMEOSTASIS DE LA GLUCOSA
LOS NIVELES DE GLUCOSA EN SANGRE SON ESTABLES
Glucemia en ayunas, sangre venosa
(70-110 mg/dl)
PERIODO
POSPRANDIAL
MAXIMA
GLUCEMIA
2-3 h
NIVEL
NORMAL
30´- 1 h después
Sistema regulatorio integrado por hormonas
Asegura suministro permanente a los tejidos (SNC ppl/)
PARA EL MANTENIMIENTO DEL NIVEL NORMAL
DE GLUCOSA INDIQUE:
PROCESOS HIPERGLUCEMIANTES
PROCESOS HIPOGLUCEMIANTES
LNDIQUE SOBRE QUE VIAS METABÓLICAS
INTERVIENEN IAS HORMONAS PARA MANTENER
LA HOMEOSTASIS DE GLUCOSA
INSULINA
• GLUCAGON
• ADRENALINA
• GLUCOCORTICOIDES
(CORTISOL)
REGULACION DEL METABOLISMO
Ez. Alostéricas
INMEDIATA
Modif.
Covalente
HORMONAS
MEDIATA
Conc.de Enzimas
CITOSOL
COMPARTIMENTALIZACION MEMB.MITOC.INTERNA
CPLEJOS. MULTIEZ.
Regulación de Enzimas Alostericas
• Metabolismo de Hidratos de Carbono
• Metabolismo de Lípidos
• Metabolismo de Aminoácidos
• Metabolismo de Nucleótidos
Regulación Covalente
• Metabolismo de Hidratos de Carbono
• Metabolismo de Lípidos
Regulación a nivel de la
Transcripcion ó de la Traducción
• Metabolismo de Hidratos de Carbono
Glucoquinasa, Glucógeno sintasa, Enzimas de las
reacciones irreversibles de la vía glicolítica y
enzimas específicas de la gluconeogénesis
• Metabolismo de Lípidos: Acetil-CoA carboxilasa ,
HMG-CoA reductasa, Enzima biosíntesis ácido
graso y de NADPH
• Metabolismo de Aminoácidos: Enzimas del Ciclo
de la Urea
La síntesis de Glucosa 6-fosfato se considera
una encrucijada metabólica, su destino
depende de las necesidades de la célula
• . ¿Cuáles serían los destinos de la misma
en un estado de buena nutrición?
• Célula en división celular
• Glándula mamaria lactante
QUE VIAS METABOLICAS ESTAN ACTIVAS
EN LAS SIGUIENTES SITUACIONES???
 Cuando se están consumiendo alimentos
ricos en hidratos de carbono
 Durante una carrera de 100 m?
 Durante una maratón?
Diferencia metabólica en el hígado y músculo en situación de
“ataque o huída”: Durante una situación de “ataque o de huída” la
adrenalina pone en marcha la degradación de glucógeno en el
hígado, corazón y músculo esquelético. El producto final de la
degradación del glucógeno en el hígado es la glucosa. En cambio,
el producto final en el músculo esquelético es el piruvato.
a)- ¿ Por qué se observan diferentes productos de
degradación del glucógeno en los dos tejidos?
b)- ¿ Cuál es la ventaja para el organismo en una
situación de “ataque o huída” de tener estas rutas
específicas para la degradación del glucógeno?
PROCEDENCIAS DEL PIRUVATO
•
VIA GLICOLITICA
• AMINOACIDOS
Procedencia de la Acetil-CoA
Hidratos de
Carbono
Aminoácidos
PIRUVATO
ACETIL-CoA
b-Oxidación de
ácidos grasos
Cuerpos
cetónicos
Esquema General de la movilización de
Triglicéridos en el Tejido Adiposo
TRIACILGLICERIDOS
Lipasas
GLICEROL + AC. GRASOS
HIGADO
Gluconeogénesis
HIGADO, MUSCULO, ETC
NADH
FADH2
Glicólisis
Cadena
Respiratoria
ATP
b-oxidación
Acetil- CoA
C.Krebs
ACIDOS GRASOS DE NUMERO IMPAR
DE ATOMOS DE CARBONO
• Que beneficios tiene la utilización de ácidos
grasos de número impar frente a los de
número par de átomos de carbonos.
• Que vitamina es necesaria para que
puedan degradarse los últimos tres
carbonos.
Síntesis y degradación de trigliceridos en
TEJIDO ADIPOSO
Glucosa
(sangre)
VLDL y
Quilomicrones
(Del hígado) (dieta)
Glucosa
Glicerol-3-P
Acidos grasos
Acil-CoA
TRIGLICERIDOS
Glicerol Acidos grasos
Glicerol
HIGADO
Tejidos
extrahepáticos
Complejos ác. grasoalbúmina
Tejido adiposo: El tejido adiposo tiene un metabolismo
dinámico, llevando a cabo biosíntesis de triglicéridos en
periodos de prevalencia de sustratos y degradando los
mismos en situación de ayuno.
Con respecto al proceso de degradación explique:
• Cuál ó cuales son los estímulos que puede recibir el
tejido adiposo para activar la enzima clave para la
lipólisis
• ¿Que productos se liberan a sangre y cual/cuales son
su/sus destinos?
• ¿Enumere situaciones metabólicas: fisiológicas ó
patológicas que activen este proceso
Metabolismo de los monosacaridos en el Hígado
Glucosa y
fructosa
DIETA
Glucógeno
Glucosa-6-P
Glucogenolisis
V. Glicolítica
Vía Pentosas
Glucosa en
Sangre
PIRUVATO
Síntesis de
Acidos grasos
Acetil-CoA
C. de Krebs
Metabolismo de los Acidos Grasos en el HÍGADO
Lipoproteínas
plasmáticas
DIETA
E
s Lipidos hepaticos
t
e Acidos grasos
r
i
f b-oxidación
NADH,
HMG-CoA
Acidos grasos
(unidos Albúmina)
llegan de la sangre
FADH2
ACETIL-CoA
CO2
Colesterol Cuerpos
cetónicos
Ciclo Krebs
ATP, H2O
Metabolismo de los Aminoácidos en el Hígado
Nucleótidos
Hormonas
Porfirinas
Proteinas hepáticas
Aminoácidos
Aminoácidos en
el hígado
DIETA
Proteínas
plasmáticas
Proteínas
tisulares
Aminoácidos
en sangre
Aminoácidos
DEGRADACION
Proteínas
C.
NH3
Urea
musculares
CETONICOS
Glucógeno
PIRUVATO
Glucosa
en músculo
CICLO KREBS
Lipidos
Acidos grasos
Acetil-CoA
ATP
Metabolismo en el Músculo
Actividad intensa Glucogeno
muscular
Lactato
Actividad ligera o reposo
Acidos grasos
Cuerpos cetonicos
Glucosa en sangre
ADP+Pi
ATP
CO2
Fosfocreatina
ATP
Creatina
Actividad intensa
- CICLO DE CORI
- CICLO GLU-ALA
Contracción
muscular
Glicólisis
Fuentes de energía en Cerebro
AYUNO, DIABETES
Cuerpos cetónicos
CO2
Glucosa
ADP+Pi
Dieta
normal
ATP
- Transporte electrogénico por la Na+ K+ ATPasa
- Metabolismo celular
ESTADOS METABOLICOS
CICLO AYUNO-ALIMENTACION
Estado
Curso temporal
POSPRANDIAL
AYUNO
0 – 4 hs
4 – 12 hs
Principales
combustibles usados
La mayoría de los tejidos
utilizan GLUCOSA
12 hs – 16 días
INSULINA
captación glucosa por
tejidos periféricos
glucógeno,TG,sintesis proteínas
CEREBRO:GLUCOSA
GLUCAGON Y ADREN.
MUSCULO
HIGADO
INANICION (a)
Control Hormonal
ACIDOS
GRASOS
CEREBRO:GLUCOSA y
algunos C.CETÓNICOS
MUSCULO: AC. GRASOS.
y algunos C.CETONICOS
Se estimula la rotura de
glucogeno hepático y TG
GLUCAGON Y ADREN.
Hidrólisis TG y Cetogenesis
CORTISOL
Rotura de proteína muscular
(aminoácidos p/gluconeogenesis
CEREBRO:utiliza >C.CETONICOS
< GLUCOSA
INANICION (b)
> 16 días
MUSCULO: solo AC. GRASOS
GLUCAGON Y ADREN.
Descargar

Destinos de Piruvato y de Acetil-CoA