GENERALIDADES GENERALIDADES DEL DEL

METABOLISMOMETABOLISMO

IMPORTANCIA BIOMEDICAIMPORTANCIA BIOMEDICA

VIAS METABOLICAS:VIAS METABOLICAS: Vías anabólicas:Vías anabólicas: Intervienen en la Intervienen en la

síntesis de compuestos. Son síntesis de compuestos. Son endergónicas. endergónicas.

VíasVías catabólicascatabólicas :: interviene en la interviene en la descomposición de las moléculas mas descomposición de las moléculas mas grandes. Son vías exergónicas. grandes. Son vías exergónicas.

Vías anfibólicas:Vías anfibólicas: actúan como enlaces actúan como enlaces entre las vías anabólicas y catabólicas. entre las vías anabólicas y catabólicas.

VIAS EN LAS QUE SE VIAS EN LAS QUE SE PROCESAN LOS PROCESAN LOS

PRINCIPALES PRODUCTOS PRINCIPALES PRODUCTOS DE LA DIGESTIONDE LA DIGESTION

Todos los productos de la digestión Todos los productos de la digestión se metabolizan a un producto común, se metabolizan a un producto común, aceti l-CoA,aceti l-CoA, que después se oxida que después se oxida en el ciclo del acido cítrico.en el ciclo del acido cítrico.

EL METABOLISMO DE EL METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS SE CARBOHIDRATOS SE

CENTRA EN EL CENTRA EN EL APROVISIONAMIENTO y APROVISIONAMIENTO y destino de la glucosadestino de la glucosa

La glucosa se metaboliza a piruvato por la La glucosa se metaboliza a piruvato por la vía de la glucólisis. vía de la glucólisis.

El los tejidos aeróbicos se metaboliza el El los tejidos aeróbicos se metaboliza el piruvato a acetil-CoA, la cual entra al ciclo piruvato a acetil-CoA, la cual entra al ciclo del acido cítrico para completar la del acido cítrico para completar la oxidación a COoxidación a CO22 y H y H22O, relacionado con O, relacionado con ATP en el proceso de fosforilación ATP en el proceso de fosforilación oxidativa. oxidativa.

OTROS PROCESOSOTROS PROCESOS1.1. Conversión al polimérico de almacenamiento Conversión al polimérico de almacenamiento

glicógeno en el músculo esquelético e hígado.glicógeno en el músculo esquelético e hígado.2.2. La vía del fosfato de pentosa , una opción para una La vía del fosfato de pentosa , una opción para una

parte de la vía de la glucólisis, es una fuente de parte de la vía de la glucólisis, es una fuente de equivalentes reductores (NADPH) para biosíntesis, y equivalentes reductores (NADPH) para biosíntesis, y la fuente de ribosa para la síntesis de nucleótidos y la fuente de ribosa para la síntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos.ácidos nucleicos.

3.3. El fosfato de triosa da origen a la parte de glicerol de El fosfato de triosa da origen a la parte de glicerol de los triacilgliceroles. los triacilgliceroles.

4.4. El piruvato y los intermediarios del ciclo del acido El piruvato y los intermediarios del ciclo del acido cítrico proporcionan los esqueletos de carbono para la cítrico proporcionan los esqueletos de carbono para la síntesis de a.a., y la acetil-CoA, precursora de los síntesis de a.a., y la acetil-CoA, precursora de los ácidos grasos y el colesterol ácidos grasos y el colesterol

EL METABOLISMO LIPIDICO SE EL METABOLISMO LIPIDICO SE RELACIONA PRINCIPALMENTE RELACIONA PRINCIPALMENTE

CON ACIDOS GRASOS Y CON ACIDOS GRASOS Y COLESTEROLCOLESTEROL

Los ácidos grasos podrían oxidarse hasta acetil-CoA o Los ácidos grasos podrían oxidarse hasta acetil-CoA o eterificarse con glicerol para formar triacilglicerol como eterificarse con glicerol para formar triacilglicerol como principal combustible de reserva del cuerpo. principal combustible de reserva del cuerpo.

La acetil-CoA puede tener diferentes destinos:La acetil-CoA puede tener diferentes destinos:3.3. Al igual que la acetil-CoA que proviene de la glucólisis, se Al igual que la acetil-CoA que proviene de la glucólisis, se

oxida a CO2 + H2O por medio del ciclo del acido cítrico. oxida a CO2 + H2O por medio del ciclo del acido cítrico. 4.4. Es la precursora para la síntesis de colesterol y otros Es la precursora para la síntesis de colesterol y otros

esteroides. esteroides. 5.5. En el hígado, forma cuerpos cetónicos, que son combustibles En el hígado, forma cuerpos cetónicos, que son combustibles

importantes durante el ayuno prolongado. importantes durante el ayuno prolongado.

GRAN PARTE DEL GRAN PARTE DEL METABOLISMO DE A.A. SE METABOLISMO DE A.A. SE

RELACIONA CON LA RELACIONA CON LA TRANSAMINACIONTRANSAMINACION

LAS VIAS METABOLICAS LAS VIAS METABOLICAS PODRIAN ESTUDIARSE EN PODRIAN ESTUDIARSE EN DIFERENTES NIVELES DE DIFERENTES NIVELES DE

ORGANIZACIÓNORGANIZACIÓN

En el nivel subcelular, cada organelo de la En el nivel subcelular, cada organelo de la célula (mitocondria) o compartimiento célula (mitocondria) o compartimiento (citosol) tienen funciones especificas que (citosol) tienen funciones especificas que forman parte de un patrón subcelular de forman parte de un patrón subcelular de Bias metabólicas. Bias metabólicas.

En Tejidos y órganos la circulación de En Tejidos y órganos la circulación de la sangre integra el metabolismo.la sangre integra el metabolismo.

Los aa y glucosa hígado---(V. porta hepática)

GlucogénesisGlucogénesis:: formación de glucosa a partir de carbohidratos.

Lipogénesis: Lipogénesis: “ “ “ a partir de lípidos.

GlucogenólisisGlucogenólisis: desintegración del glucógeno.

Gluconeogénesis: Gluconeogénesis: formación de glucosa a partir de no carbohidratos. ( lactato, glicerol, y aa)

Mantener una concentración adecuada de glucosa en la sangre es vital para los tejidos. Es el combustible principal.

El músculo: 50% de masa corporal y es un almacén notable de proteínas que se utiliza para el suministro de aminoácidos para la gluconeogénesis en el ayuno.

A diferencia de la glucosa y los aminoácidos el hígado no capta de manera directa los TG de los quilomicrones.

TG (tejido adiposo) reserva principal de combustible

La mayor parte de los tejidos captan los ácidos grasos menos el cerebro y los eritrocitos.

En el nivel subcelular, la glucólisis ocurre En el nivel subcelular, la glucólisis ocurre en el citosol y el ciclo del ácido cítrico en en el citosol y el ciclo del ácido cítrico en

las mitocondrias.las mitocondrias. La compartimentalización de vías en compartimientos subcelulares separados u organelos facilita la integración y regulación del metabolismo.

La mitocondriamitocondria actúa como parte central del metabolismo de carbohidratos, lípidos y aminoácidos. Contiene:

•enzimas del ciclo del ácido cítrico

• B-oxidación de los ácidos grasos

•cetogénesis

•cadena respiratoria

•sintasa de ATP.

En el citosocitosol se encuentran:• la glucólisis• vía del fosfato pentosa•síntesis de ácidos grasos.

En la gluconeogénesisgluconeogénesis sustratos como lactato y piruvato forman el citosol y entran a la mitocondria para producir oxaloacetato.

Las membranas del retículo endoplasmico contienen:•Sistema enzimático para la sintesís de acilglicerol.•Y los ribosomas son los responsables de la síntesis de proteínas.

n Regulación del flujo total por una vía:Regulación del flujo total por una vía: es importante para asegurar un es importante para asegurar un suministro adecuado de los productos de suministro adecuado de los productos de esa vía (cuando se requiere)esa vía (cuando se requiere)

n Regulación:Regulación: se logra mediante el control se logra mediante el control de una o mas reacciones clave en la vía, de una o mas reacciones clave en la vía, catalizadas por catalizadas por enzimas reguladorasenzimas reguladoras

Factores fisicoquímicos que controlan Factores fisicoquímicos que controlan la velocidad de una reacción:la velocidad de una reacción:Concentración de sustratoConcentración de sustrato (control de (control de velocidad global de una vía metabólica) velocidad global de una vía metabólica)

LAS REACCIONES EN LAS REACCIONES EN “DESEQUILIBRIO” SON POSIBLES “DESEQUILIBRIO” SON POSIBLES

PUNTOS DE CONTROLPUNTOS DE CONTROLEn una reacción en equilibrio:En una reacción en equilibrio:

Las reacciones directa e inversa Las reacciones directa e inversa

Ocurren con la misma velocidadOcurren con la misma velocidad

Por consiguientePor consiguiente

No hay flujo en ninguna direcciónNo hay flujo en ninguna dirección

A B C DA B C D

En una En una reacción en desequilibrioreacción en desequilibrio, al , al intentar alcanzar el intentar alcanzar el equilibrioequilibrio

Se presentan grandes Se presentan grandes perdidas de perdidas de energía libreenergía libre como como calorcalor

Hace que esta reacción sea Hace que esta reacción sea irreversibleirreversible

Calor:Calor:

A B C DA B C D

LA REACCION GENERADORA DE FLUJO ES LA REACCION GENERADORA DE FLUJO ES LA PRIMERA REACCION EN UNA VIA QUE LA PRIMERA REACCION EN UNA VIA QUE

SE SATURA CON SUSTRATOSE SATURA CON SUSTRATOReacción de desequilibrio:Reacción de desequilibrio:

En la que Km de la enzima es considerablemente En la que Km de la enzima es considerablemente menor que la concentración normal de sustratomenor que la concentración normal de sustrato

Primera reacción en la glucólisis Primera reacción en la glucólisis (catalizada por (catalizada por hexocinasa):hexocinasa):

““Etapa generadora de flujo”Etapa generadora de flujo”

Porque su Km para la glucosa de 0.05 mmol/L esta Porque su Km para la glucosa de 0.05 mmol/L esta muy bajo de la concentración normal de glucosa muy bajo de la concentración normal de glucosa

en la sangre de 5 mmol/Len la sangre de 5 mmol/L

LOS MECANISMOS ALOSTERICO Y LOS MECANISMOS ALOSTERICO Y HORMONAL SON IMPORTANTES EN EL HORMONAL SON IMPORTANTES EN EL

CONTROL METABOLICO DE LAS CONTROL METABOLICO DE LAS REACCIONES CATALIZADAS POR ENZIMASREACCIONES CATALIZADAS POR ENZIMAS

Vía metabólica hipotéticaVía metabólica hipotética

Su flujo se regula mediante la disponibilidad de sustrato ASu flujo se regula mediante la disponibilidad de sustrato A

Depende a su vez de su suministro desde la sangreDepende a su vez de su suministro desde la sangre

Esto también depende de la ingestión de alimento o reacciones clave Esto también depende de la ingestión de alimento o reacciones clave que mantienen y liberan en la sangre sustratosque mantienen y liberan en la sangre sustratos

Se encuentran en las reservas de los tejidosSe encuentran en las reservas de los tejidos

Fosforilasa de glucogeno lipasa sensible a hormonas Fosforilasa de glucogeno lipasa sensible a hormonas (hígado) (tej. Adiposo)(hígado) (tej. Adiposo)

Enzimas que catalizan las reacciones Enzimas que catalizan las reacciones lejos del equilibriolejos del equilibrio suelen ser: suelen ser:

Proteínas alostéricasProteínas alostéricas sujetas a acciones sujetas a acciones rápidas de control por:rápidas de control por:

“ “retroalimentación” “alimentación retroalimentación” “alimentación directa” directa”

por modificadores por modificadores alostéricosalostéricos

En respuesta a necesidades de la célulaEn respuesta a necesidades de la célula

Otros mecanismos de controlOtros mecanismos de control

Dependen de la acción de Dependen de la acción de hormonashormonas

Responden a las necesidades del cuerpoResponden a las necesidades del cuerpo

Actúan rápido actúan lentoActúan rápido actúan lento

Si modifican la actividad si alteran la rapidezSi modifican la actividad si alteran la rapidez de las moléculas de síntesisde las moléculas de síntesis enzimáticas de enzimasenzimáticas de enzimas