Resumen S3 bq - daniela carolina muñoz encalada

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Resumen S-3 Bioquímica
CAPITULO XIV: LA ORGANIZACIÓN DEL
METABOLISMO
- Metabolismo: significa cambio: es una transformación
de nutrientes en energía y en material celular. Se basa
en la producción de energía y de materiales útiles para
el organismo también.
- Vías metabólicas principales en el organismo: Una de
las vías principales es la glicolisis que es casi idéntica
en la echerichia coli que en el humano.
- Diferencias metabólicas entre organismos: estas
variaciones: se encuentran en: fuentes de carbono y de
energía y dadores de electrones. Según esta división
existen 4 grupos de organismos:
àfotoautotrofos: plantas verdes, su fuente de carbono
es CO2 (fuente mas oxidada) su fuente de energía es la
luz, el dador de electrones mas importante es el agua.
Generan fenómenos de fotosíntesis. La fotolisis del
agua es donde el agua entrega electrones gracias a la
acción de la luz
àfotoeterotrofos: algunos bacterios purpuras no
sulfurosos, su fuente de carbono son compuestos
organicos como la glucosa, su fuente energética es la
luz, y su dador de electrones son compuestos organicos
àquemoautotrofos: bacterias especiales, no usan la luz
solar como fuente de energía si no que reacciones
oxidoreductoras, usan co2 como fuente de carbono. Su
fuiente de energía son ecuaciones redox a partir de
compuestos inorgánicos. Su dador de electrones son
compuestos inorgánicos. industria del cobre
àquemoeteretroficos: todos los animales, la mayoría
de los microorganismos y los humanos, su fuente de
carbono son compuestos organicos, su fuente de energía
son reacciones redox y sus dadores de electrones son
compuestos organicos. Las plantas de noche se
comportan como quemoeterotroficos gracias a las
reservas almacenadas por fotosíntesis en el dia
- fuente de energía: tiene como fin principal generar ATP,
que será utilizada en el mismo metabolismo
- Flujo de energía en la
biosfera: se acopla al ciclo
del carbono y del oxigeno.
 Por un lado las plantas
verdes utilizan CO2 y H2O
(fuente de carbono, y fuente
dadora de electrones)
,producen por esto glucosa y oxigeno, gracias a la
acción de estas los quermoeterotroficos pueden recibir
glucosa y O2 para poder producir agua y CO2.
- Catabolismo y Anabolismo:
- Catabolismo: procesos oxidativos y degradativos, los
carboidratos, grasas y proteinas son degradados. Este
proceso es exergonico (es espontaneo). Generará
productos degradativos finales de bajo índice energético
(agua, CO2 y amonio (NH3)). También producen
compuestos intermediarios que producen energía
química como el ATP y NADPH, los cuales son
necesarios para el anabolismo.
- Anabolismo: proceso de biosíntesis, reductivo. Es
endergonico (requiere energía, no es espontaneo), a
partir de aminoácidos, azucares, bases nitrogenadas,
acidos grasos y otros, gracias a la energía química del
ATP y el NADPH produce macromoléculas: proteinas,
acidos nucleicos, carbohidratos.
- Relación: Los procesos de catabolismo y anabolismo
están sumamente relacionados entre si, este se producen
gracias a la generación de ATP y de NADPH (agente
reductor)
- Catabolismo: se le dvide en tres etapas:
àprimera etapa: roptura de los nutrientes
macromoleculares. Es la digestión. No se recupera
energía a partir de este proceso, es una etapa
preparativa que genera moléculas mas pequeñas o
ladrillos fundamentales para luego poder extraer su
energía. Actúan hidrolazas (grupo tres), que hidrolizan
macromoléculas.
àsegunda etapa: degradación intracelular, el material
pasa a la sangre y a los tejidos. Para generar un numero
mas pequeño de intermediarios metabolicos, de esa
forma todos los ladrillos se transforman en piruvato
(C3) y ancetilCoenzimoA (C2). Es una etapa anaerobia,
libera energía pero no requiere oxigeno para operar,
produce una liberación parcial de energía metabolica
mucho menos de lo que se obtendrá finalmente.
àtercera etapa: corresponde al ciclo cítrico. Es aerobia
y se degerada el piruvato a opartir del acetilCoA,
finalmente si libera CO2 y H2O. se acopla con la
fosforilacion oxidativa donde se libera mas del 90% de
la energía que es posible recuperar del proceso.
- Ciclo cítrico: Libera y recupera energía, tiene otra
característica, ya que es una via anabólica anfibolica
(mixta) tambien participa en el anabolismo por ende, es
la primera etapa del anamolismo y la ultima del
catabolismo.
- Anabolismo y catabolismo: dos procesos
aparentemente opuestos, catabolismo degrada y libera
energía, anabolismo usa energía y sintetiza moléculas.
Operan simultáneamente en tejidos, pero en diversos
compartimientos para que operen es sectores diversos.
Existen mecanismos regulatorios tambien.
El catabolismo es convergente ya que todas las fuentes
de energía convergen en dos compuestos solamente, en
cambio el anabolismo es divergente ya que a partir de
un compuesto o unos pocos se pueden generar muchos
compuestos
- Regulación del catabolismo y
el anabolismo: procesos que se
suman a la compartimentacion
para el funcionamiento correcto
de ambos procesos. 
dos factores o formas de
regulación:
àsecuencias metabólicas paralelas: las vías operan
por rutas independientes. Un ejemplo es el
metabolismo de acidos grasos, que van por diversos
caminos, y cuando ahí anambolismo se frena el
catabolismo y viceversa. 
àsecuencias metabólicas en conjunto: rutas similares
con una sola reaccion propia de cada una, como en el
metabolismo de la glucosa. La via anabólica y
catabólica son las mismas solo varian en una reaccion,
una del catabolismo y otra del anabolismo. Una de esas
visas bloquea la otra como anteriormente visto.
- El ciclo del ATP: el ATP es la fuente energética. La
fotosíntesis a partir de ADP y fosforo inorgánico genera
ATP, los organismo eterotroficos utilizan catabolismo
para generar ATP. Usan esta ATP los organismos para:
biosíntesis, mantener el tono osmótico, contracción
muscular. Al utilizar esta ATP se libera ADP y fosforo
inorganico y se vuelve a generar el ciclo del ATP.
-
Niveles de oxidación del carbono: el carbono tiene
diversos niveles de oxidación, en el catabolismo se
pasa de un estado más reducido a uno más oxidado:
En el metabolismo se va trasladando al carbono de la
forma más reducida a la más oxidada, acompañado de
la liberación de energía.
- NAD y
NADP: muy
parecidos,
cumplen
funciones
similares
àNAD:
 nicotinamida
adenina
dinucleotido,
es una vitamina del complejo B. Tene dos nucleótidos
unidos por enlace anihidrido. El NAD sufre una
reacción de deshidrogenación, en donde reacciona con
la alcohol deshidrogenasa, la cual es importante en el
hígado. El alcohol es oxidado y se forma acetaldehído,
el NAD se reduce, se le agrega un hidrogeno, y se
transforma en NADH, este proceso también ocurre en
el NADP, la diferencia está en el destino del producto
reducido. Se pierde una carga positiva y se ganan dos
electrones, el NAD+ pierde su carga positiva y queda
neutro. Esta asociado a la síntesis de ATP y
transducción de energía, transforma energía de
procesos redox. De esa manera genera el ATP.
àNADPH: tiene un fosfato en el 2´ del azúcar del
nucleótido adenilico, existen enzimas para NAD o
NADPH. Genera la misma reacción de óxido reducción
pero no entrega los electrones para la síntesis de ATP si
no que los utiliza para biosíntesis directamente. 
En el inicio del catabolismo se tienen combustibles
reducidos que por el proceso de catabolismo lleva a
productos oxidados y el NADP que está asociado a
algunas enzimas se reduce formando NADPH. El
efecto inverso está asociado a procesos biosintéticos
que son reductores, un precursor oxidado pasa a un
producto biosintético reducido, y el NADPH se
recupera como NADP.
- Métodos para estudiar el metabolismo:
àuso de inhibidores: que llevan a la acumulación de
intermediarios. El inhibidor produce la acumulación de
intermediarios anteriores a la enzima bloqueada. Asi se
pueden determinar vías metabólicas 
àmutaciones: también genera bloqueo en vías
metabólicas, pero a través de mutaciones y no de
inhibidores. Sucede lo mismo que en el uso de
inhibidores
àmarcadores isotópicos:consiste en administrar a una
celula o a un tejido marcadores radiactivos. Los
isotopos engañan a las enzimas respectivas, estos
marcan enzimas especificas ya que las enzimas no
detectan entre moleculas frias o radiactivas por ende
generan compuestos radiactivos tambien. No todas las
enzimas son engañables por isotopos radiactivos. Los
productos marcados pueden aislarse y estudiarse.
àresonancia magnética
nuclear: no es invasivo por
ende esa es una característica
positiva, es costosa eso si.
Diversos cambios
metabólicos se pueden
observar por cambios en la medición magnética
nuclear. Este aparato es importante el uso de P31, Para
medir su función. Antes del ejercicio se mide el P31
midiendo los fosfatos presentes del ATP y la
fosfocreatna (mayor concentración) importante en la
contracción muscular, entrega energía para esta. Luego
del ejercicio el ATP principalmente se mantiene el
fosfato gama del ATP diminuye un poco, pero la
fosfocreatina diminuye fuertemente y el fosforo
inorganisco aumenta. De esa forma a traves de un
mecanismo no invasivo de midieron cambios
metabólicos.
NUTRICIÓN:
- Nutrición: es el requerimiento y uso de los alimentos
por los organismos. Estudia el consumo de alimentos, el
proceso de digestión, absorción, y el aprovechamiento
de los nutrientes ingeridos. Para si preocuparse de la
mantención de la salud y el crecimiento.
- Nutrientes: 
àmacronutrientes: se requieren en grandes cantidades,
proporcionan energía y ladrillos fundamentales: lípidos,
azucares y proteínas
àmicronutrientes: en bajas cantidades: vitaminas,
minerales y sustancias esenciales como AA y ácidos
grasos.
àfibras: tenemos fibras solubles e insolubles, su
función es generar que los procesos digestivos sean mas
adecuados, no se optiene productos ni energía a partir
de ellas
- Proteinas: son macronutrientes, componen entre el 10%
al 15% de la ingesta calórica. Son fuente importante de
nitrógeno organico. 
Influye en administración de aminoácidos esenciales. 
Aportan en el balance nitrogenado: en un niño debe ser
positivo ya que tiene que estar produciendo
constantemente, en un adulto debe ser neutro, una
igualdad en lo degradado y lo generado en términos de
nitrógeno organico. Si un niño tiene un balnce
nitrogenado negativo se encuentra en un proceso de
desnutrición.
Si existe un exeso de proteinas etsas va a parar en parte
a la ingesta calórica y otra parte puede ir a parar a otro
lugar según los aminoácidos que posea: existen
glucogénicos y cetogenicos, la gran mayoría son
glucogénicos, estos son glucogenicos y cetogenicos en
cambio los cetogenicos son solamente cetogenicos y no
glucogénicos. 
Los AA glucogénicos en exeso van a almacenarse como
glicógeno y los cetogenicos van a transformarse en
triglicéridos, y como los glucogénicos tambien son
cetogenicos tambien pueden convertirse en
triglicéridos, la capacidad de almacenar glicógeno es
limitada pero no la de grasas.
- Hidratos de carbono: son la fuente principal de energía
entre un 55 y un 60% d ela ingesta calorica. La
degradación principal es por la via de la glicolisis. Son
tambien moléculas importantes como tales y no solo
como dadores de enrgia, son esenciales de nucleótidos,
glicoproteínas y glicolipidos (membrana y enzimas
glicosiladas, anticuerpos, fibrinógeno)
la ingesta exesiva de hidratos de carbono genera
almacenamiento como glicógeno (presente en hígado y
musculos) y triglicéridos.
- Lípidos: no mas de un 30% de la ingesta calórica
aunque pueden ser mas, pero su ingesta exesiva se
almacena como triglicéridos. triglicéridos y acidos
grasos son utilizados como fuentes de energía mientras
que fosfolípidos y glicolipidos como constituyentes de
membrana. Además los lipidos ayudan en el consumo
de acidos grasos esenciales.
- Fibras: son componentes no degradables por las
enzimas digestivas (celulosa), existen dos tipos de
fibras:
àinsolubles: celulosa, hemicelulosa. Se encuentran en
ensaladas verdes y en granos vegetales. Facilitan el
movimiento digestivo y el movimiento de exreciones. 
*lignina: se encuentra en la madera, y en otras
sustancias como el trigo, esta absorbe moléculas
organicas como el colesterol y ayuda a eliminarlo. 
àsolubles: presentes en frutas, legumbres, avena,
pectinas y gomas (polisacáridos); forman geles hacen
más lenta la absorción de nutrientes como carbohidratos
y colesterol. Ayudan a controlar la glicemia en
diabéticos al comer azucares.
- Minerales: encontramos en mayor cantidad calcio,
fosforo y potasio (catión fundamental intracelular),
sodio, cloro. Y otros elementos o minerales traza en
menor cantidad como el fierro o el zinc.
- Vitaminas: existen dos tipos de vitaminas: liposolubles
(hidrofóbicas) e hidrosolubles (hidrofilicas), son
esenciales para la dieta
àliposolubles: A,D,E,K
àhidrosolubles: existen del complejo B (tiamina,
riboflavina, nicotinamida, piridoxal, ácido pantoténico,
ácido fólico, biotina, cobalamina, ácido lipoico) y la
vitamina C, existiendo variedades de estas.
- Consumo: las proteinas liposolubles se almacenan y un
exeso en el consumo de estas es malo, en cambio las
hidrosolubles pueden adquirirse en exeso ya que se
eliminaran por la orina.
à Vitaminas liposolubles:
- Vitamina A: liposoluble, son hidrofóbicas, se denomina
retinol, es un derivaedo terpenico.
tiene dos funciones: actua como hormona y como
pigmento visual
como hormona es el acido retinoico y como pigmento
visual como cis-retinal. Es importante en la visión.
- cis-retinal: inicia respuesta de células de la retina a la
luz
- acido retinoico: es una señal hormonal para células
epiteliales, regula la expresión génica en el desarrollo
de células epiteliales (tambien piel), se usa en
tratamientos de acné y arrugas de la piel.
- fuentes de vitamina A: leche entera (si la leche no tiene
grasa no trae vitamina A), mantequilla, huevos.Existen
precursores de la vitamina A: como la proteina beta-
caroteno presnente en zanahoria , espinaca, tomate. A
partir de este se puede generar vitamina A.
- Vitamina D: no es estrictamente una vitamina, se puede
producir por la acción de la luz UV sobre el 7-
Dehidrocolesterol, por acción de la luz UV en la piel se
transforma en la vitamina D3, el colecalciferol origen
animal o en vitamina D2, el ergocalciferol origen
vegetal, es un esteroide de origen vegetal que es
producido por el ergosterol (similar al colesterol) por
acción de la luz UV se transforma en ergocalciferol D2.
estas vitaminas tienen una acción hormonal ejercida por
su forma activa.
- Vitamina D3: se transforma en una etapa en el hígado y
una en el riñon, en donde se forma la forma activa el
1,25-dihidroxicolecalciferol, esta es una hormona activa
regula la absorción intestinal del calcio y la homeostasis
del calcio y fosforo.
- Vitamina E: tiene un carácter antioxidante. Es un
terpeno tiene un anillo tocoferolico y una cola de
isopreno (sesquiterpeno) de tres pedazos de isopreno, le
da cualidad insoluble, además es variable. Debe ser
adquirida por la alimentación. Su función es ser un
antioxidante biológico. ). el anillo aromatico de la
vitamina E reacciona destrullendo radicales libres
reactivos del oxigeno y otros. Protege de esa manera
acidos grasos insaturados de emmbrana. La
encontramos: en huevos, aceites vegetales, trigo.
- Antioxidante: es una molecula que inhibe la oxidación
de otra molecula, importante en la eliminación de
radicales libres de oxigeno, son agentes reductores,
algunos de ellos: los tioles (glutatiónà reductasa de los
globulos rojos)), vitaminas C y E , y polifenoles (vino
tinto).
- Vitamina K: es un terpeno , se parece a la vitamina E,
es una naftoquinona osea una quinona unida a un
terpeno. Tiene una función muy distinta ya que es
importante en la cooagulacion sanguínea: ya que actua
como cofactor de la protombina una enzima necesaria
para una modificación posttraduccional. 
La vitamina K interviene en la transformación de la
preprotrombina en protombina activa, lo hace a traves
de una carboxilacion que produce la
glutamincarboxilasa la vitamina K es un cofactor en
estareaccion. La vitamina K sufre una transformación
se convierte en su 2,3 epoxido, pero puede recuperar su
estructura original por acción de una reductasa.
- Fuentes de vitamina K: hojas de plantas verdes.
- Walfarina: es un anticoagulante. Bloquea la reducción
del 2,3 epoxi y por ende la recuperación de la vitamina
K, bloquea a la reductasa que lo hace. Es un veneno de
ratones tambien. Bloquea la cooagulacion, es
concentraciones muy elevadas genera muerte por
desangracion. 
tambien tiene uso medico, se usa como anticoagulante
en dosis pequeñas, aunque no es tan efectivo , en
medicinase le llama cumadina.
- Edulcorante: productos químicos con el gusto dulce del
azúcar pero que no aportan calorías, existen sintéticos y
naturales.
- edulcorantes sintéticos:
- Aspartamo: dipeptido, aspartil
fenilalanina 1-metilester. 
180 veces mas dulce que el azúcar. Este
edulcorante se descompone al calentarse:
no debe usarse en pacientes con fenilcetonuria.
Al ingresar al organismo, en la digestión se hidrolizan
sus componentes dando como resultado la liberación de
metanol que es un toxico para el organismo. Es por eso
que el uso crónico de aspartamo puede ser dañino para
el individuo, por la acción del metanol.
- Sacarina: sulfinidina benzonica 300 veces mas dulce
que el axucar, tambien tiene un dejo amargo. No es
digerida
- Acesulfame: 200 veces mas dulce que el azúcar, tiene
un dejo amargo
- Sucralosa: 600 veces mas dulce
que el azúcar, es un disacárido, un
fructofuranosil galactopiranosa,
es estable al calor , no es
degradada por el organismo y es considerada junto al
Neotame como las mas seguras
- Neotame: 8000 a 13000 veces mas dulce que el azúcar,
es un derivado del aspartamo, donde se le agrega un
derivado que genera que no sea hidrolizado por
esterasas, por ende no genera metanol y puede ser
eliminado rápidamente. Es mas resistente la
temperatura que el aspartamo.
- Edulcorantes naturales:
- Estevia: 30 a 45 veces mayor que la sacarosa, no
incrementa los niveles de glucosa en la sangre, uno de
los productos acitivos que proviene de la hoja de
estevia son glicosidos de hasta 300 veces mas dulces
que la sacarosa. Es un producto natural que aporta sabor
dulce sin aportar calorías.
- D-tagatosa: es una cetohexosa isómero (epimero) de la
fructosa (92% de la capacidad edulcorante de la
sacarosa), tiene un bajo índice glicémico.
- Índice glicémico: mide el efecto de azucares en los
alimentos sobre los niveles de glucosa de la sangre.
Evalua en cuanto un gramo de azúcar en el alimento
incrementan los niveles de glucosa de la sangre, osea
como suben los niveles de glicemia en relación al
efecto de la glucosa. La sacarosa tiene un índice 68, la
fuctosa 24 y la tagatosa 3.
- Probióticos: son suplementos dietéticos, consistentes en
bacterias o levaduras potencialmente beneficiosas. Al
ser administrados en porciones adecuadas producen
beneficios: yogurt lactobasilos fermentan azucares en
acidos lácticos. El beneficio de ingerir estas bacerias es
mucho:
àprevenir cáncer de colon
àreduccion de colesterol
àreduccion de PA
àneutralizar efectos negativos de antibióticos
estos cultivos tienen como objeto suplementar la flora
natural del colon.
- Prebióticos: son suplementos dietéticos favorables
tambien, pero son muy distintos a los probioticos, son
componentes no digeribles de los alimentos. Ellos
estimulan el crecimiento de bacterias beneficiosas del
colon, tienen un efecto indirecto del de los probioticos.
Se encuentran en un nivel intermedio entre alimentos y
medicamentos. 
muchos oligosacáridos no digeribles son probioticos,
una de ellas la lactulosa que es una fibra soluble
tambien.
- lactulosa: pariente de la sacarosa, en vez de tener
glucosa tiene fructosa. Es un laxante bastante efectivo.
CAPITULO III: LA TERMODINAMICA EN LOS
SISTEMAS BIOLOGICOS
- materia y energía: la materia posee masa y volumen, la
emergia por su parte aparece de varias maneras
(cinetica, mecánica, etc…)
- energía: concepto complicado, es la capacidad de hacer
algo, para definirlo se utilizan ecuaciones matemáticas
- termodinámica: su objetivo es determinar si un proceso
es energéticamente posible, y cuanta energía se puede
obtener de este proceso. No nos dice nada sobre la
velocidad de una reacción o un proceso , si no con la
favorabilidad. Un proceso puede ser
termodinámicamente favorable pero muy lento, ya que
la velocidad esta determinada por las enegia de
activación
- sistema: conjunto de moléculas o partículas.
àsistema aislado: no existe intercambio ni de masa ni
de materia
àsistema cerrado: existe intercambio de energía y no de
materia
àsistema abierto: existe intercambio de materia y de
energía
- organismos vivos: son sistemas abiertos. Pero en
temrodinamica se definen como sistemas aislados o
cerrados. Por ende su análisis termodinamico se basa en
aproximaciones solamente.
- Trabajo: se define como fuerza X distancia recorrida
- Energía: capacidad de realizar trabajo. Puede ser
potencial o cinetica
- Calor: concepto asociado a la temperatura. 
Q= C(Tf-Ti)
*C: capacidad calórica. Calorías/kelvin. Su valor
depende del sistema y de la masa
- Temperatura: manifestación de la energía cinética a
nivel molecular.
- Caloría: energía suficiente para subir 1°C 1gr de agua. 1
caloría= 4184 J.
- Primera ley
de la temrodinamica: ley de conservación de la
energía, la energía se transforma de un tipo a otro. 
no se puede determinar el estado 0 de energía por ende
se determinan cambios:
- Cambio de energia interna: no depende del camino
recorrido, solo del estado final y del inicial. Por ende
es una funcion de estado. Una función de estado solo
depende de los estados inicial y final y no de los
procesos que ocurran en el camino.
- Exceso de nutrientes y ausencia: Para fabricar un
producto se requiere un exceso de nutrientes, no se
puede tener lo justo porque siempre hay perdidas en el
proceso. Por su parte en ausencia de alimentos el
organismo sacrifica masa para permanecer vivo
- Procesos químicos: ocurren a presion constante
- Entalpia ∆H: tambien una funcion de estado. Se define
como el cambio de energia interna a presion constante.
Refleja el cambio en el numero y tipo de enlaces
quimicos
- Relacion ∆H y ∆E:
- Conclusión: ∆H= Q a presion constante
- Sistemas quimicos y biologicos: las ecuaciones se
simplifican considerablemente, ya que persion y
tambien volumen son contantes. Por lo tanto:
ΔH = ΔE
En ausencia de trabajo útil: ΔH = ΔE = Q
Si ΔH es (-) la reacción es EXOTERMICA (Hay
liberación de calor)
Si ΔH es (+) la reacción es ENDOTERMICA (Hay
absorción de calor)
- Calorimetro: Mediante el calorímetro se puede medir el
∆H de cambio de estado. Se pueden registrar los
cambios de temperatura a través de los dos termómetros
que se posee. Así se puede determinar si el proceso es
endo o exotérmico.
- Primera ley de la temrodinamica: no responde a la
epontaniedad de un proceso, ∆H solo responde a si un
proceso es favorable o no peor no si son espontaneos.
La primera ley tampoco pone restricciones respecto a la
cantidad de trabajo que puede obtenerse en un cambio
de estado. Sólo establece que la energía total se
mantiene constante.
- Segunda ley de la temrodinamica: si responde el tema
de la espontaneidad.
Convertir calor en trabajo implica que habrá cambios en
la vecindad, y también dice que el calor es un tipo de
energía de segunda clase.
- Restricciones: los organismos vivos son isotermos y
viven a temperaturas cercanas a las del ambiente, los
organismos no pueden absorber calor y transformarlo
en trabajo, no poseen este mecanismo.
- Segunda ley de la temrodinamica: establese que existe
una cantidad maxima de trabajo que puede obtenerse de
un proceso isotermico: estas es el mínimo trabajo
necesario para volver a su sistema original, todo esto
depende del estado inicial y final del sistema, por lo
tanto es una función de estado. Se denomina ∆G.
- ∆G: trabajo mínimo para devolver un sistema a su
estado inicial a presión y temperatura constante.
ΔG = Wmin (T, P constantes)
Como el signo + significatrabajo aplicado al sistema, (-
) ∆G significa el trabajo máximo que un sistema puede
realizar sobre su vecindad siempre que el proceso sea
reversible.
- Proceso reversible: tanto el sistema como la vecindad
pueden devolverse a su estado incial: pero según la
experiencia para volver al estado inicial ahí que pagar
sierto costo.
- En la practica: 
Wmin (T,P) = Wrev (T,P)
Wrev (T,P) < Wirrev (T,P) (Trabajo efectuado SOBRE el
sistema)
àConclusión probada por la
experiencia: cualquier proceso
real produce menos trabajo que el
disponible en condiciones
óptimas (reversibles): El ∆G
teórico será igual o menor al
trabajo reversible. 
ΔG ≤ Wrev (T,P)
- Valores del ∆G: Si ∆G es
negativo quiere decir que el sistema va a realizar
espontáneamente trabajo, y si ∆G es igual a cero el
sistema estará en equilibrio. Mediante este concepto no
se puede decir nada de la velocidad, porque faltan otros
tipos de datos.
- Espontaniedad: no quiere decir que un proceso por ser
espontaneo va a ocurrir, solo que tiene tendencia a
producirse, ya que para que se porodusca se requiere
eficiencia de choques para llegar a un momento de
máxima energía libre. Esto es lo que modifican las
enzimas para generar un aumento en la velocidad de la
reaccion, pero el ∆G sigue siendo el mismo.
- Entropía: La Energía Libre (ΔG) es una función de
estado que ha sido definida a T y P constantes (lo que es
muy útil en el análisis de organismos vivos). Pero ¿
Habrá otra función de similar utilidad que no se limite a
estas condiciones ? Esta función es la denominada
entropía, y está definida en términos de intercambio
calórico y no de trabajo. La entropía es un concepto
más abstracto y de menor utilidad en el análisis de
sistemas biológicos. La entropía, a diferencia de la
energía libre, debe ser evaluada tanto en el sistema
como en la vecindad. 
En cualquier transformación espontánea:
ΔS = (Q/T)sistema + (Q’/T)vecindad > 0
- Entropia: índice de espontaniedad y de orden de la
reaccion. Si la entropia es baja quiere decir que hay
orden mientras que si es alta indica desprden. En la
entropía el signo positivo será espontaneo, se tendrá un
entropía igual a cero cuando el sistema esté en
equilibrio.
- ∆G relacionado con ∆S: Es posible desarrollar
ecuaciones que permitan relacionar ΔG con ΔS:
ΔS = Qrev,T/T Qrev,T = T ΔS
ΔH = QP + wP 
Si el cambio de estado es reversible y a T constante:
wrev T,P = ΔH - Qrev,T = ΔH - T ΔS
como wrev T,P = ΔG, resulta que
 ΔG = ΔH - T ΔS
- ΔG: indica el mínimo de trabajo útil que requiere un
sistema para sufrir un cambio determinado bajo
condiciones de temperatura y presión constantes. Estas
condiciones son aplicables a sistemas biológicos
- Determinación: podemos saber si el proceso es o no
espontaneo gracias al valor de ∆G, donde el paso de
agua a hielo (+0,5) no lo es, mientras que el paso de
hielo a agua si lo es (-0,5). 
La temperatura se expresa en grados, el ∆H en Cal/mol,
T∆S en gradosxCal/mol, y ∆G en Cal/mol.
∆G si depende de la masa.
- ¿Cómo determinar ∆G en procesos biológicos y
utilizarla para analizarlos?
Debemos encontrar una forma de describir como
cambia ∆G en un sistema al cambiar la concentración
de cada componente.
- Potencial químico: mide el cambio de energía libre del
sistema que ocurre al cambiar en un mol la cantidad de
un componente manteniendo constantes todos los
demás componentes.
Si tenemos la reacción: A + B ® C + D, para la
sustancia A tendremos:
µA = (δG/δ µA)P,T, nB, nC, nD
Y considerando todos los componentes:
ΔGT,P = µAΔnA + µBΔnB + µcΔnC + µDΔnD
¿Cómo serán los signos de ΔnC y de ΔnD con
respecto a ΔnA y ΔnB en el caso de la reacción
A + B ® C + D ?
 -ΔnA = -ΔnB = ΔnC = ΔnD = Δn (si la estequiometría
es igual para reactantes y productos)
Por lo tanto:
ΔGT,P = [(µC + µD) - (µA + µB)] Δn
- El cambio de energía libre producido por la reacción es
la suma de los potenciales químicos de los productos
menos los reactivos, multiplicada por el número de
moles (si es igual para reactantes y productos).
Para la reacción general: aA + bB ® cC + dD:
ΔnA = -a, ΔnB = -b, ΔnC = c, ΔnD = d
por lo tanto:
ΔG = (c µC + d µD) - (a µA + b µB) (1) 
- Sistemas biologicos: experimentalmente se ha
establecido que los solutos a muy baja concentración
obedecen la relación:
µA = µA° + RT ln[A] (2)
µA° es el potencial químico standard a [A] = 1M
R = 1,99 cal/mol °K , T = temp. absol. (°K)
- Reemplacemos en la ecuación (1) las cantidades µA,,
µB, etc. con su valor equivalente en la ecuación (2):
 [C]c [D]d 
ΔG = ΔG° + RT ln --------------- (3)
 [A]a [B]b
ΔG° corresponde a la energía libre en condiciones
standard:
ΔG° = (c µC° + d µD°) - (a µA° + b µB°)
Cuando todas las sustancias participantes en una
reacción están a la concentración 1 M, ΔG = ΔG°.
- Valor de ∆G0: En una reacción al equilibrio:
 [C]ceq [D]deq
Keq = -------------------
 [A]aeq [B]beq
ΔGeq = ΔG° + RT ln K = 0, o sea:
 ΔG° = - RT ln K
- Ejemplo: para la reacción catalizada por la enzima
fosfoglucomutasa, se ha determinado que K =17 a 25°.
Calcular ΔG°
glucosa 1 fosfato Û glucosa 6 fosfato
ΔG° = - (2,303) (1,99) (298) log 17 = -1680 cal/mol
àla reaccion es espontanea por ende tiende a formar
glucosa 6 fosfato
à no se puede medir la velocidad, ya que esta depende
de la cinetica química y no de la termodinámica
- Problema: La reacción siguiente tiene un ΔG° de +
1830 cal/mol:
dihidroxiacetona fosfato Û gliceraldehído 3 fosfato
à¿Cuál de los dos ésteres será más abundante al
equilibrio? Tiende a formars emas el ester
dihidroxiacetona fosfato ya que el ∆G es positivo
- Preguntas y respuestas:
- àEl método descrito para calcular ΔG° no es
adecuado si el equilibrio de la reacción está muy
desplazado en una dirección. ¿Por qué?
Si se desplaza en una dirección algunos componentes
serán muy pequeños y quizás no se logren medir. Por
ende el método no seria adecuado.
à¿Es aceptable, para calcular el ΔG° global de una
serie de reacciones sucesivas, sumar
algebraicamente el ΔG° de las reacciones
individuales?
Si es correcto, ya que son funciones de estado.
àLos cálculos de ΔG°, ¿nos sirven para predecir el
comportamiento de una reacción en una célula viva?
No, porque en las células no hay condiciones estándar
(1M)
- ∆G: además de predecir si una reaccion es espontanea a
no, tambien me entrega el valor numérico que me
indica la magnitud energética.
- Catabolismo y anabolismo: Mediantes procesos de
catabolismo se obtiene la energía para el proceso de
anabolismo. Los procesos catabólicos son exergónicos,
liberan energía y tienen ∆G negativo. Mientras que los
procesos anabólicos son endergonicos, ocupan energía
y tienen ∆G positivo.
àReacciones endergonicas: requieren un dador externo
de energia
àReacciones exergonicas: producen energía
No se debe confundir con endotérmica o exotérmica.
Exergonica aseguramos que pasara espontáneamente y
exotérmica no necesariamente, lo mismo para las otras
- Efectos del pH sobre ∆G: a los valor a ph 7 se les suma
el apostrofe prima, para representar valores
termodinámicos a ph fisiológico. Ya que no tiene
sentido estimar ∆G en condiciones estándar de pH 0.
Para reconocer los valores a pH 7 se los designa: ΔG°’,
ΔG’, K’, etc.
En consecuencia:
ΔG°’ = ΔG° + RT ln (1/[H+])
- Efectos de la concentración sobre ∆G: a
concentraciones fisiológicas cambia notablemente, por
ende no solo el ph es importante si no tambuien las
concentraciones.
- ΔG° : Cambio de energía libre en condiciones standards
(1M) de reactantes, productos y pH =0.
- ΔG°’ : Cambio de energía libre en condiciones standard
(1M) y a pH 7.
- ΔG’: Cambio de energía libre a cualquier concentración
de reactantes y productos
y a pH = 7
- ΔG : Cambio de energía libre a cualquier concentración
y a cualquier pH.
- Reacciones acopladas: imporantisimas en el
metabolismo
1 etapa: ∆G´= -78 Kj/mol
2 etapa: ∆G´= +55 Kj/mol
à∆G´ total= -23 Kj/mol
àlas reacciones se acoplan para generar un resultado de
conjunto que si esespontanea, a pesar que una reacción
del conjunto no era esopontanea y era endergonica.
- Moléculas ricas en energía: son capoaces de entregar
energía a reacciones endergonicas, tienen una energía
libre de hidrolisis o potencial de transferencia de grupo
superior a 25 KJ/mol. Son sustancias que si son
hidrolizadas, liberan gran cantidad de energía. Por ende
su hidrolisis genera una enegria libre mayor a 25
Kj/mol, liberados. 
Son muy utilez para ser acopladas a procesos
endergonicos, paraque estos se produzcan.
àEjemplos: 
-anhídridos fosfatos: ATP, ADP
-enolfosfato: fofoenolpiruvato
-acetil fosfato: acetil fosfato
-tioesteres: acetil CoA
- Los valores exactos de ∆G: dependen de la
concentración, ph, temperatura y otros
- Requerimientos diarios de ATP: el consumo diario de
energía debre ser 11700KJ o 2800 Cal. si la eficiencia
es de un 50% usamos 5860 Kj, su hidrolisis libers 50Kj,
el organismo recicla por ende 58060/50= 117 moles de
ATP. Se reciclan cerca de 65 Kg de ATP al dia, un
adulto contien cerca de 50 g de ATP+ADP.
CAPITULO XV: GLICOLISIS
- Periodo post-prandial: después de comer, es el periodo
de absorción de los alimentos ingeridos
- Perido post-absortivo: después de la ingesta o
absorción de nutrientes
- Uso de nutrientes: entre ambos periodos existe gran
diferencia los nutrientes utilizados. Además los
periodos de reposo y actividad (física) se sobreponen a
estos procesos, no van de la mano
- Alimentación: Ingestión de 50% glúcidos, 25%
proteinas , 25% lípidos
- Periodo post-prandial: se absorben sustratos a la
sangre, el nutriente principal es la glucosa ya que todo
el organismo utiliza de preferecia glucosa. La hormona
principal liberada es la insulina que sube de 4 a 5 veces
a nivel sanguíneo, esta favorece la utilización de
glucosa e inhibe la utilización de acidos grasos y
proteinas. La secreción de insulina favorece el uso
activo de la glucosa que género que esta se liberara.
- Periodo post-absortivo: o situación de “hambre” , los
nutrientes utilizados dependen del órgano y aumenta el
uso de acidos grasos y el uso de la glucosa se restringe.
La hormona principal es el glucagón , este favorece la
liberación de acidos grasos y degeneración del
glicógeno hepático (reserva principal de azucares para
uso del organismo en su totalidad). El sistema nervioso
central y los globulos rojos necesitan todavía glucosa
que es obtenida del hígado directamente a partir del
glicógeno hepatico o desde la gluconeogénesis que es la
producción de glucosa proveniente de sustancias que no
son azucares. El hígado los musculos el corazón el
riñon y otros se adaptan al uso de acidos grasos
- Situaciones especiales:
àayuno: no comer por 72 horas, no se consumen
calorías. A las 72 horas se acaba el glicógeno hepático y
no se puede alimentar al glóbulo rojo y al cerebro, solo
queda disponible la gluconeogénesis, obtienen glucosa
de proteinas, o acidos nucleicos o acidos grasos. En ese
periodo los globulos rojos continúan exigiendo glucosa
, el SNC en cambio se puede adaptar a nuevos tipos de
energía. Es por esto que un ser humano puede vivir
muchos días de ayuno.
àfrio: me obliga a consumir mas calorías.
- Variaciones en las concentraciones de acidos grasos,
insulina y glucosa:
àprimera comida: se tenían niveles altos de acidos
grasos ya que era periodo post-prandial, bajan porque
aumenta la glucosa y la insulina aumenta por ello 5
veces, luego decae la insulina y la glucosa , y empiezan
a subir los acidos grasos nuevamente. En el almuerzo
se vuelve a disparar la insulina sube la glicemia y los
acidos grasos disminuyen. En la noche se produce un
periosdo post absortivo mas duradero, en donde
predominan los acidos grasos, baja la insulina y
aumenta el
glucagón,
disminuye la
concentración de
glucosa pero se
estabiliza ya que
comienza a
funcionar la
glucvoneogenesis y liberación de glucosa hepática. En
ayuda se estabiliza la glucosa y por ello se mide en este
punto
- Periodo de actividad: 
àperiodo post-prandial en actividad se utilizan glucosa,
acidos grasos y glicógeno muscular (se requiere mas
energía), el musculo además puede usar glicógeno
muscular. Se libera insulina y al sumarse el ejercicio
actúan las catecolaminas como la Adrenalina. 
àperiodo post-absortivo se utilizan acidos grasos y
glucosa de las reservas en ejercicio, se libera glucagón
y catecolaminas nuevamente (epinefrina,
norepinefrina), la acion de las catecolaminas es
“escapar o atacar”. 
- Catecolaminas: generan liberación de glucosa del
hígado, liberan acidos grasos del tejido adiposo, ambos
al igual que el glucagón. Pero además generan
degradación de glicógeno muscular.
- Digestión y absorción de azucares: Los carbohidratos
se absorben como monosacáridos, todo lo que no sea
monosacárido debe romperse. La amilasa salival es una
hidrolasa que degrada el almidón y el glicógeno que se
está consumiendo su acción es muy breve, hidroliza los
polisacáridos disminuyendo su tamaño para generar
monosacáridos. Luego en la digestión intestinal la
amilasa pancreática (es una endoglucanasa), la maltasa
la lactasa y la inverstasa hidrolizan polisacáridos y estas
ultimas tres se encuentran en el ribete de cepillo del
intestino.
- Absorción: luego en el intestino se absorben y llegan al
hígado: el cual toma todos los azucares que no son
glucosa y los tranforma en glucosa. Y libera a la
circulación prácticamente solo glucosa.
àgalactosemia: cuando el hígado es incapas de
transformar galactosa en glucosa, lo que aumenta la
concentración de galactosa en la sangre que no se puede
utilizar.
- Glicemia: parámetro medido en diabetes, se mide en el
periodo post-absortivo, sus valores normales son de 60-
100 mg/% (5mM aprox.), donde se estabiliza.
- Fuentes de glucosa sanguínea:
veine de la alimentación, o
puede venir en el glicógeno
hepático (si hay ejercicio) en el
periodo post-absotivo viene del
glicógeno epatico o de la
gluconeogénesis.
- Test de tolerancia a la glucosa:
se administra un concentrado de 50 g de glucosa luego
de haber medido la glicemia en ayuno. En condiciones
normales la glicemia debe volver a su valor normal al
cabo de 2 horas, en la diabetes la glicemia se mantiene
alta.
- Destino metabólico de la glucosa: La glucosa se puede
ir a almacenar como glicógeno en el ser humano, en
plantas como almidón o sacararosa. También puede
entrar en la vía oxidativa de la glicolisis que nos lleva a
la formación de Piruvato, y existe otra vía que es la de
la oxidación de la pentosa fosfato, que lleva a la
formación de ribosa-5-fosfato, el cual es un precursor
de nucleótidos, y por lo tanto
de ácidos nucleicos.
- Glicolisis: via metabolica mas
importante en la degradación
de glucosa, es la principal y es
universal ( echerichia coli y
bacterias). Esta ocurre en el
compartimiento citosolico de
la celula. Es una via esencialmente anaeróbica en donde
participan intermediarios fosforilados (todos los
intermediarios son fosforilados menos los dos
extremos) que entregan energía.
- Fases de la glicolisis: esta consta de dos fases:
àpreparatoria: transforma glucosa en gliceraldehido-
3-fosftato con consumo de dos moléculas de ATP por
molécula de glucosa
àcosecha: el gliceraldheido-3-fosfato de transforma en
piruvato con recuperación de 4 moléculas de ATP.
- Balance: como balance en la glicolisis se generan 2
moléculas de ATP por cada glucosa.
- Glicolisis: Los derivados fosforilados son esenciales
para la formación de ATP y no pueden difundir fuera de
la célula, una molécula de glucosa que se fosforilo no
podrá salir de la célula.
Si la glicolisis fue en condiciones anaerobias el
Piruvato va a los procesos de fermentación (procesos
degradativos que ocurren en condiciones anaerobias).
En el músculo se genera fermentación láctica y en
levaduras la alcohólica.
Si la glicolisis se genera en condiciones aeróbicas, el
Piruvato va a formar parte del acetil coenzimo A.
- Ocurren tres tipos de transformaciones importantes:
àdegradacion del esqueleto carbonico o piruvato
àfosforilacion de ADP a ATP
àtransferencia de hidrógenos yelectrones al NAD+
- Glicolisis: es esencialmente
anaeróbica, además
participan elementos
fosforilados que tienen la
característica de no poder
atravesar las membranas
celulares: los elementos
fosforilados no pueden
entrar ni salir de la celula,
una vez que entra la
glucosa es fosforilada y no puede salir.
- Producto: De la glucosa, en la glicolisis 10 reacciones
sucesivas nos llevan al Piruvato, en condiciones
anaerobias, levadura nos lleva a la formación de etanol
y CO2. Una glucosa nos da 2 piruvatos, el etanol es un
C2, por lo tanto la glucosa que sigue este camino
generara 2 etanoles y 2 CO2.
- En el musculo que se está contrayendo lleva a la
formación del lactato: cada piruvato da un lactato, esto
se produce en el musculo o en el eritrocito, si bien el
glóbulo rojo está lleno de oxígeno, solo hace
fermentación láctica ya que no tiene mitocondria, la
córnea también es anaerobia. En el intestino grueso
tambien ocurre fermentación, lo que produce la
producción de gases, una patología es el meteorismo
que es la fermentación exesiva en el intestino grueso.
En condiciones aerobias el piruvato pasa a acetyl-CoA
y este mediante el ciclo del ácido cítrico lleva a la
formación de CO2 , agua y energía.
- Glicolisis: La glucosa llega a un intermediario llamado
fructosa-1,6-bifosfato, se separan en dos ramas porque
se tienen dos C3,
llegando finalmente
a los 2 piruvatos. En
la etapa preparatoria
se consumen 2 ATP
luego en la etapa de
cosecha se recupera
ATP a partir de ADP
(4), y ocurre un
proceso de reducción
del NAD a NADH+.
- Destinos del
piruvato: tiene 3
destinos posibles: Para pasar de piruvato a lactato se
requiere de NADH, en la levadura se genera CO2 y
etanol también utilizando NADH. Y en condiciones
aerobias pasa al ciclo del ácido cítrico generando CO2,
agua y energía finalmente.
En condiciones anaerobias se produce etanol y CO2, o
lactato en el musculo.
- Transportadores de glucosa: la glucosa en el periodo
postabsortivo llega al hígado y se reparte al organismo
por la sangre y debe entrar a las células, la membrana
celular de distintos tejidos se comporta distinto con
razón a la entrada de glucosa. 
àen el hígado se produce difucion facilitada en ambas
direcciones: en el periodo post-prandial llega mucha
glucosa al hígado y en el post-absortivo este libera
glucosa, por la acción de masas y difusión simple
àen el musculo y en el tejido adiposo se produce pasivo
estimulado por insulina en el periodo postprandial.
 Osea en el periodo post-absortivo no ingresa glucosa al
musculo, se las arregla con lo que tiene.
Transportadores glut-4
àen el eritrocito se produce por difucion facilitada
independiente de la insulina, es por ello que debe estar
recibiendo glucosa constantemente y no dependiedo del
momento en que me encuentre, en el SNC se comporta
de la misma forma que en los eritrocitos.
- Entrada de
glucosa: La
glucosa al entrar
de diversas
formas a la
celula, se
fosforila
gastando un
ATP y no
permite que
salga
- Etapa preparatoria: Existen 4 etapas en la etapa
preparatoria
- Primera etapa: en primera instancia la hexokinasa
genera la fosforilacion de la glucosa usando como
cofactor el ion magnesio Mg+2, son transferasas del
grupo 2, transfieren un fosfato desde el ATP al carbono
6 de la glucosa, y se genera glucosa-6-fosfato. La
glucosa 6 fosfato tiene el carbono anomerico libre y
tiene por ende capacidad reductora.
- Hexoquinasa: existen dos tipos:
àhexokinasa: es poco especifica y fosforila varias
hexosas, la hexoquinasa tiene mas afinidad con la
glucosa que con la fructosa pero igual puede fosforilar
la fructosa. Además se distribuye en todos los tejidos
que utilizan glucosa. Es inhibida además por la glucosa-
6-fosfato que es su producto. Por ende si se acumula
mucha glucosa-6-fosfato se inhibe la hexoquinasa. Su
Km para la glucosa es 0,1mM
àglucokinasa: isoenzima de la hexoquinasa, solo
presente en el hígado y en las células beta del páncreas,
es además especifica para glucosa y es inducible por
insulina osea en presencia de insulina funciona
mayormente, osea en el hígado el control viene en la
misma enzima. Ya que la insulina induce la síntesis de
glucokinasa que puede asi fosforilar mayormente a la
glucosa, esto se da en el problema de diabetes tipo I
(produce hiperglicemia, si esta dañada esta enzima que
genera que la glucosa se mantenga en la sangre. Esta
enzima no es inhibida por glucosa 6 fosfato, y su Km
por la glucosa es 10mM, 100 veces mas que la
hexoquinasa.
- Destinos de la glucosa-6-fosfato: esta genera una
encrucijada metabolica, osea puede tener muchos
destinos diversos, su posibilidades son:
àvolver a glucosa
àvia glicolitica
àvia de las pentosas fosfato
àsinstesis de glicógeno
- Via glicolitica:
- 2da etapa: la glucosa-6-fosfato sufre una isomerización
por una enzima del grupo 5 la fosfohexosa isomerasa
(isomerasa) transformandose en fructosa-6-fosfato.
- 3ra etapa: Luego la fructosa-6-fosfato, pasa a fructosa-
1,6 bifosfato a traves de una kinasa que fosforila
nuevamente al sustrato, la enzima es la
fosfofructokinasa-1, el ATP en esta enzima funciona
como sustrato y como efector aleosterico. En presencia
de ATP se produce una curva de saturación sigmoidea,
por ende el ATP es un efector aleosterico negativo ya
que reduce la afinidad de la enzima por el sustrato. La
fosfo fructo kinasa es donde ocurre la regulación de la
glicolisis a traves de diversos efectores aleostericos,
además del ATP como inhibidor , tenemos activadores
como el AMP y el ADP. Por ende cuando existe poco
ATP se estimula la gluicolisis para formar ATP
finalmente. 
El ATP es a la vez sustrato y efector alostérico.
∆G’ = -18,8 Kj/mol, por lo tanto es un proceso
espontaneo y exergónico.
- Inhibidores de la
fosfo fructokinasa-1: El sistema adenilato lo
componen el ATP el ADP y el AMP, que se pueden
interconvertir entre si, pueden estar muy cargados
cuando ahí ATP y poco cargado cuando hay AMP y
ADP. Funcionan como un equipo de activadores e
inhibidores. Existe otro activador aleosterico que es la
glucosa 2,6 bifosfato que activa el funcionamiento de la
enzima. El citrato tambien es un inhibidor aleosterico
negativo de la enzima como el ATP.
- 4ta etapa: La fructosa 1,6 bifosfato se rompe por la
enzima aldolasa que es una liasa, se rompe y se produce
una ruptura aldolica, y produce dos triosas, una
dihidroxiacetona-fosfato y una gliceraldheido-3-fosfato,
en condiciones estándar es endergonica, osea requiere
energía para producirse (su ∆G´ es cercano a 0).
Solo una de esas triosas continua, el gliceraldehido-3-
fosfato sigue en la glicolisis
- 5ta etapa: dihidroxiacetona-fosfato sufre otra reacción
con una triosa-fosfato-isomerasa que una enzima y se
produce otro gliceraldheido-3- fosfato este puede seguir
la via de la glicolisis
Asi se termina la primera
etapa, y pasamos a la etapa de cosecha. 
- Etapa de cosecha: se obtienen finalmente 2 piruvatos
por molécula de glucosa: ocurren 5 etapas enzimáticas
y de transformaciones para esto.
- 6ta etapa: En primer momento el gliceraldheido-3-
fosfato reacciona con un fosfato inorgánico por la
acción de una enzima oxidoreductasa la gliceraldheido-
3-fosfatodehidrogenasa y participa el NAD+ como
cofactor y genera un 1,3 bifosfoglicerato, generando
poder reductor (NADH) y un anidrido rico en energía
(enlace del fosfato). Además un aldehído se oxida y se
convierte en acido, ya que actua el NAD que le roba un
H+ al ocurrir la deshidrogenación el gliceralheido-3-
fosfato pasara al estado de ácido, pero este ácido
carboxílico no queda suelto, sino que se incorpora
fosfato inorgánico formándose el 1,3-
bisfosforoglicerato.
- La enzima tiene un grupo sulfhidrilo, la cisteina, en su
sitio activo, el grupo sulfhidrilo puede ser inhibido por
la formación de un enlace carbono-azufre, una
carboximetilación y se inactiva la enzima: reaccionando
con iodoacetato produce la inactivación de la enzima.
Bloquea de esa manera la glicolisis.
En esta etapa se forman dos NADH.
- Nicotinamida: es
una vitamina del
complejo B ya que
actua como
coenzimode
muchas reacciones
enzimáticas. Esta
tiene la capacidad
de reducirse. Y es
componente del
NAD y de esa
manera obtiene un
H generando un NADH+.
- 7ma etapa: el 1,3-bifosfoglicerato reacciona con ADP
gracias a la enzima fosfoglicerato-kinasa, que es una
transferasa. En fosfato rico en energía se transfiere al
ADP dando origen a un ATP, liberándose el 3-
fosfoglicerato. Es la primera fosforilación a nivel de
sustrato de la glicolisis. Por cada glucosa se liberan 2
ATP. Ya que por cada piruvato que ingres se libera
1ATP.
- Proceso en el glóbulo rojo: En el glóbulo rojo una parte
del 1,3-bifosfoglicerato se transformara en 2,3-
bifosfoglicerato gracias a la acción de la enzima
bifosfoglicerato mutasa, que es una isomerasa. 
El 2,3-bifosfoglicerato se degrada gracias a una
fosfatasa, que es una hidrolasa, dando como origen el 3-
fosfoglicerato. Al ocurrir esta reacción se gasta 1,3-
bifosfoglicerato que estaba destinado a generar ATP. Al
formarse el 2,3 forma solo esteres con los fosfatos y se
pierde el enlace anihidrido que es el que tiene la
energía. Por ende la fuente alta de energía se perdió.
- 8va etapa: el 3-fosfoglicerato sufre una modificación
por la enzima fosfoglicerato mutasa, que es una
isomerasa, moviendo el fosfato del carbono 3 al
carbono 2. Esto tiene por objetivo, que es una etapa
preparativa para la siguiente donde ocurre una
deshidratación, que requiere que el fosfato del carbono
3 este en la posición del carbono 2.
- 9na etapa: En esta etapa la enolasa que es una liasa
produce un deshidratación y el 2-fosfoglicerato se
transforma en fosfoenolpiruvato. Se produce un
reordenamiento, con generación de un compuesto rico
en energía se forma un enediol. 
esta reacción puede ser inhibida por floruro, el floruro
puede inhibir la enolasa impideindo esta reacción. Esta
se ocupa en muestras de sangre para frenar la glicolisis
y poder medirla.
- 10ma etapa: El fosfoenol piruvato puede pasar a
piruvato a traves de la enzima piruvato- kinasa
(transferasa) que tambien requiere magnesio y potasio
como cofactor. El fosfoenolpiruvato reacciona con
ADP, transfiriéndose el fosfato del primero al ADP, y
dando como resultado un ATP y piruvato. Esta es la
segunda fosforilación a nivel de sustrato. Se genera por
ende piruvato y ATP. Produciéndose el 2do ATP de la
reacción.
- Regulación: La piruvato kinasa tiene tambien
regualciones aleostericas, activada por AMP y fructosa
1,6-bis-fosfato e inhibida por ATP, acetil CoA, alanina
y acidos grasos largos. Además puede ser inhibida por
fosforilacion por la acción del glucagón que produce
esto en la enzima del hígado: el glucagón va a activar
una proteína kinasa, que por la cascada de AMPc
terminara fosforilando la enzima piruvato kinasa. En el
Periodo postabsortivo el hígado no ocupa glicolisis y
reserva glucosa o la entrega a otros tejidos. Por ende el
glucagón frena la glicolisis del hígado, no del musculo
ni de eritrocitos. En el periodo postprandial el glucagón
deja de ser producido y la insulina estimula la fosfatasa,
la cual genera el efecto contrario y desfosforila la
enzima para que funcione y puede producir energía
finalmente.
- Nivel muscular: En el musculo pasa todo lo anterior
visto, en donde la piruavato kinasa cuple las
regulaciones aleostericas que vimos. El acetil CoA es el
producto que sigue del piruvato pero tambien es el
producto final de la degradación de los acidos grasos
que puede ocurrir en el peroiodo post-absortivo, por
ende si ahí mucha presencia de estos se puede frenar
esta reacion. La alanina es tambien un efector
aleosterico negativo y se obtiene tambien del piruvato.
Esto ocurre en todos los tejidos
- NAD: El NAD tiene una
concentración reducida, y
por ende el NAD debe
estar produciéndose para
que ocurra la reaccion
vista.
- Fermentación: El piruvato
(producto de la glicolisis)
En el proceso de fermentación alcohólica, por la acción
de la gliceralheido-3-fosfato deshidrogenasa se formó el
NADH a partir de NAD+ y 1,3 BFG. En las levaduras
hay una enzima que transforma el piruvato en
acetaldehído liberándose CO2, se pasa de un C3 a un
C2 y por el alcohol deshidrogenasa pasa a etanol.
La reacción de deshidrogenación que pasa al
acetaldehído a etanol, toma el NADH y lo transforma
en NAD. En la levadura el paso de piruvato a
acetaldehído
esta mediado por una descarboxilasa que requiere
de un coenzimo llamada tiamina pirofosfato que es
derivado de una vitamina del complejo B (B1). 
La levadura es una forma de recibir vitaminas, contiene
en especialmente tiamina.
Del piruvato se transforma en acetaldehído, y por una
reaccion se produce etanol y el NADH puede ser
oxidado y transformarse en NAD+nuevamente.
- Nivel
muscular:
En el
músculo,
glóbulo
rojo y la
córnea no
está la
alcohol, no
se forma etanol. En primer lugar el
piruvato (producto de la glicolisis) por
la acción de la gliceralheido-3-fosfato deshidrogenasa
se formó el NADH a partir de NAD+ y 1,3 BFG. En
condiciones anaerobias en estos tres tejidos el piruvato
pasa a lactato, mediante la lactato deshidrogenasa.
Como el glóbulo rojo es anaerobio siempre se termina
formando lactato, pero el músculo es aerobio y se usa
esta vía para generar más ATP, en personas no
entrenadas el signo de cansancio esta dado en parte por
la acumulación de ácido láctico. Esta reaccion de la
lactato dehidrogenasa genera el paso de NADH a
NAD+ recuperándose este tambien en estos tejidos.
- Destino metabolico del lactato-ciclo de cori: el glóbulo
rojo produce lactato siempre, mas en un ejercicio
violento y breve se genera un aumento de lactato. En el
musculo se produce glicolisis por la conctraccion y se
produce lactato o acido láctico, que genera que se
acidifique el musculo, cambia el ph, y como las
enzimas tienen ph optimo y son desanturizadas, por
ende la fatiga muscular esta debido a esto. Esto influye
en el cansancio. Por ende el organismo con exeso de
acido láctico lo libera a la sangre y aumenta la lactemia,
y en el hígado se produce la gluconeogénesis que
sintetiza glucosa de vuelta a partir de lactato, esto se
produce en la recuperación luego de un ejercicio o una
fatiga muscular. De esa manera disminuye los valores
de acido láctico a niveles normales y aumenta también
la concentración de glucosa, este proceso es
dependiente de energía y utiliza ATP. Todo este proceso
se denomina ciclo de Cori y permite la recuperación del
musculo luego del ejercicio porque vuelve al pH normal
en el musculo para la buena funcionamiento de las
enzimas de este.
- El eritrocito: el glóbulo rojo se caracteriza por tener una
capacidad metabólica restringida porque no tiene
mitocondria , requiere energía para mantener su
gradiente y preservar membranas, si existen
deficiencias metabólicas se puede producir hemolisis.
Uno de estos casos es la deficiencia de piruvato-kinasa
que genera anemia hemolítica, ya que la glicolisis no
funciona en los globulos rojos y si no existe suficiente
ATP se rompen las membranas y el glóbulo pierde su
estructura.
El glóbulo rojo es un modelo metabolico interesante, ya
que tiene menos encrucijadas metaolicas: de esa manera
se ha podido calcular el ∆G´ de todas las reaccione
metaboliticas del glóbulo rojo. Existen algunas que en
condiciones fisiológicas son exergonicas y otras que
son prevalentemente endergonicas. Pero existen mas
endergonicas que exergonicas
- Etapas de la glicolisis: Las etapas de la glicolisis son
muchas. Existen 4 fuertemente exergonicas y todas las
 demás tienen un ∆G´ cercano a 0, estas están en cuasi
equilibrio. Por ende existen reacciones fisiológicamente
fuertemente irreversibles (reuiqeren muchísima energía
para ser revertidas) y otras en equilibrio.
- Reacciones exergonicas:
àHexoquinisa.
àFosfofructo quinasa.
àPiruvato quinasa.
àLactato deshidrogenasa.
Las tres primeras son las más
importantes porque son donde
ocurre la regulación del ciclo, se denominan reacciones
fisiológicamente irreversibles.
- Totalidad: 4 reacciones son quasi-irreversibles. Y las
otras 7 estan en quasi-equilibrio, por ende se
transforman unas en otras constantemente.Por esa
razón de no poder revertirse por un simple cambio de
concentraciones, ocurren los cambios de regulación en
estas 3 etapas. (la lactato dehidrogenasa no es
regulada).
àhexoquinasa (1): inhibida por producto, es regulada
àfosfofructo quinasa (3): inhibida por ATP
àpiruvato quinasa (10): regulada por fosforilacion
àlactato dehidrogenasa (11): no es regulada, aunquea
sea exergonica, ya que tiene como objetivo generar la
recuperación del NAD oxidado
- Destino de distintos monosacáridos: 
àLa trealosa es un
dimero de glucosa
(11 posibles
disacáridos), es un
disacárido de
glucosa no
reductora (los dos
carbonos
anomericos, están
siendo utilizados
en el enlace), esta
presente en
champiñones. Existe una enzima que es la trealasa que
puede hidrolizarla. Generando dos glucosas y esta
spueden ingresar directamente a la via de la glicolisis.
àLa sacarosa es hidrolizada por la sucrasa o invertasa
(invierte la deviación de luz polarizada) produce
glucosa y fructosa
àLa fructosa puede incorporarse por acción de la
hexoquinasa, produciendo fructosa 6-fosfato ingresando
a la etapa 3 de la glicolisis, pero en el hígado esta la
fructokinasa que genera fructosa-1-fosfato que no se
puede incorporar directamente a la glicolisis, genera
gliceraldheido y dihidroxi cetona fosfato por la acción
de la fructosa-1-fosfatoaldolasa. El gliceraldeido por
acción de la triosa kinasa puede transformarse en
gliceraldeido-3-fosfato que ingresa a la 5ta etapa de la
glicolisis, es el ultimo intermediario de la fase
preparativa. Mientra que el el dihidroxi cetona fosfato
por acción de la triosa fosfato isomerasa puede tambien
transformarse en gliceraldeido 3 fosfato e ingresar en la
glicolisis.
àLa manosa puede fosforilarse por acción de la
hexokinasa y transformarse en manosa 6- fosfato, para
luego a traves de la acción de una fosfomanosa
isomerasa transformarse en fructosa 6-fosfato e
incluyéndolo en la etpa 3 de la glicolisis. 
Recordemos que todas estas transformaciones ocurren
en el hígado
àLa lactosa a traves de la lactasa se divide en glucosa y
en galactosa, la galactosa se adhiere a traves de la
glucosa-1-fosfato mas arriba en la glicolisis. (es un
producto de la glicogenolisis)
àLa glucosa-1-fosfato proviene de la acción de la
fosforilasa al glicógeno (en el musculo y en el hígado).
La fosfo gluco mutasa transforma la glucosa-1-fosfato
en glucosa-6-fosfato
- Algunas patologías: relacionadas con la ausencia de
alguna de estas enzimas.
àDeficiensia de trialasa intestinal: produce diarrea
como resultado de la ingestión de champiñones. Ya que
no degrada la trealosa, y esta es liberada, ya que genera
fermentación en el intestino.
àDeficiencia de
fructoquinasa
hepática:
produce
fructosemia y
fructusuria, ya
que libera
fructosa en la
orina o en la
sangre, ya que la
fructosa no es degradada o modificada para ingresar a
la glicolisis y es exretada como fructosa. Esta no
produce manifestaciones clínicas
- Metabolismo de la galactosa: la galactosa llega al
hígado en el periodo post-prandial, requiere magnesio:
La galactosa también se convierte en glucosa-6-fosfato.
En el hígado la galactosa pasa a galactosa-1-fosfato
gracias a la enzima galactokinasa que fosforila a la
galactosa.
La enzima galactosa-1-fosfato uridililtransferasa
transforma la galactosa-1-fosfato en UDP-galactosa. 
La glucosa-1-fosfato pude reaccionar la UTP (urinida
trifosfato) formando UDP-glucosa gracias a la enzima
UDP glucosa pirofosforilasa. La galactosa-1-fosfato en
presencia de UDP-glucosa, se produce una
uridililtransferasa, la glucosa se libera en forma de
glucosa-1-fosfato y la galactosa se queda con el grupo
UDP, formando UDP-galactosa. De esa manera la
glucosa 1-fosfato reacciones con la fosfoglucomutasa y
puede ingresar al ciclo de la glicolisis como glucosa-6-
fosfato.
- Galactosemia: galactosa en la sangre, el síntoma
característico es la presencia de galcatosa en la sangre,
 para poder medirla se requiere usar enzimas especificas
que permiten cuantificar la galctosemia en la sangre,
utiliza enzimas especificas que permiten cuantificar la
galactosa. Existen dos enfermedades:
àuna que altera la glactosa 1 fosfato uridil transferasa,
ocurre uno en 40000 nacidos, estos presentan
acumulación de galactosa , glacitol (cataratas) y
galactosuria. Se acumula galacitol que es el alcohol de
la glcuosa que se acumulan en el cristalino produciendo
cataratas. Un síntoma de la galactosemia es la aparición
de cataratas, ya que la glucosa se reduce a galactitol. La
deficiencia en la galctoquinasa, genera acumulación de
galacititol y catraratas pero en menor medida
àUDP galactosa epimerasa, peude no mostrar síntomas
- Tratamiento: para estas enfermedades es que no ingiera
galactosa, osea no tomar leche ni los productos lácticos.
O consumo de productos lácticos libres de lactosa para
de esa manera combatir la galactosemia
- UDP glucosa pirofosforilasa: tambien puede utilizar a
la galactosa como sustrato es menos eficiente que con
glucosa. Se ha visto que en algunos galactosemicos la
galactosemia es menos grave y la galactosa que pueden
ingerir puede ser transformada en UDP galactosa
gracias a esta enzima, que permite la adhesión de esta al
ciclo de la glicolisis.
- Metabolismo de la lactosa: se hidroliza en glucosa y
galactosa, la lactasa la separa en el intestino.
àExisten enfermedades donde se ve alterada la lactasa,
donde no se produce la digestión de la lactosa,
produciéndose la intolerancia a la lactos.
- Metabolismo del glicerol: El glicerol es un producto
que forma parte de la estructura de los triglicéridos, en
la digestión de las grasas se libera este. Este puede
incorporarse a la glicolisis. Gracias a la acción de una
glicerol kinasa que mete al fosfato en el carbono 3 del
glicerol. Este por acción a una hidrogenasa convierte en
un hidroxicetona fosfato y se puede unir a la glicolisis
- Tomografía de emisión de positrones: generan
detección de tumores, ya que un sustrato es capas de
engañar a la hexoquinasa y se acumula el producto ya
que no engaña a la siguiente enzima. Hace años se
descubrió que los tumores son más activos en glicolisis
de los tejidos normales. El uso de un sustrato análogo
de la glucosa: 2[18F]-fluoro desoxiglucosa que es
fosforilado por hexoquinasa, trata de engañar a la
enzima. Finalmente se genera detección por emisión de
rayos gama.
CAPITULO XVI: CICLO DE LOS ACIDOS
TRICARBOXILICOS O CITRICO
- Ciclo cítrico: vía metabólica cíclica, que es aerobia no
como la glicolisis, es uno de los destinos posibles del
piruvato, genera un gran poder reductor, más que le
glicolisis, lo que va a parar a la fosforilación oxidativa.
El glóbulo rojo no tiene ciclo cítrico ya que no utiliza
oxigeno (anaerobio)
- Anaerobios facultativos: pueden ser aerobios y
anaerobios dependiendo de la sircunstancia, como la
levadura.
- Tercrra etapa del catabolismo: Es el ciclo cítrico es
mucho mas efectiva y afin que las otras
Tiene mayor eficiencia energética por generar alto
poder reductor, se localiza o tiene lugar en la matriz
mitocondrial
- Via metabolica anfibolica: es la etapa final del
catabolismo e inicial del anabolismo
Se inciia por acoplamiento de un C2 (acetato) a un C4
(oxalacetato) que forman un C6 que es el acido cítrico.
à En el ciclo cítrico hay 4 reacciones de
deshidrogenación, tres de ellas utilizan NADH y una
FADH2, estas moléculas tienen un gran poder reductor.
Esta reacción es x2 ya se tiene dos acetil-CoA por
molecula de glucosa. Estas moléculas reductoras
generadas van a la cadena transportadora de electrones
y posteriormente a la
fosforilación oxidativa.
- Inicio del ciclo: El piruvato que es producto final de la
glicolisis no ingresa como tal al ciclo cítrico. El
piruvato pasa a acetil CoA, esto es un puente para el
paso del ciclo cítrico, esta reaccion no es parte del ciclo
cítrico. 
piruvato+ CoA+ NAD+ à aCoA + CO2+ NADH+ + H+
la reaccion global es una oxido-reduccion acompañada
de una descarboxilacio
- Complejo piruvato dehidrogenasa: el complejo tiene
tres componentes, la piruvato deshidrogenasa
propiamentetal, una dihidrolipoil transacetilasa y una
dihidrolipoil deshidrogenasa.
- Etapas: Existen 4 etapas en el complejo
- Primera etapa: primero el piruvato se descarboxila, se
pierde el CO2, pero en vez se formarse acetaldehído
como ocurría en la levadura, acá se une a la tiamina
pirofosfato.
àtiaminapirofosfato: es un coenzimo con varios
componentes, entre los más importante está el anillo
tiasolico (en amarillo) que es donde ocurre el fenómeno
químico.
Al reaccionar con el piruvato se genera un compuesto
llamado hidroxietil tiamina pirofosfato. En este proceso
se necesita la tiamina pirofosfato porque hay una
descarboxilación de tipo α en que el carboxilo que se va
a ir es vecino a un carbonilo. Esta primera etapa es
catalizada por la piruvato deshidrogenasa propiamente
tal.
- Segunda etapa: la hidroxietil tiamina pirofosfato
entrega el grupo hidroxietilo a un compuesto llamado
ácido lipoico, donde participa la enzima dihidrolipoil
transacetilasa.
àacido lipoico: es un componente del complejo B, tiene
dos estados uno oxidado donde tiene un puente
disulfuro y la forma reducida donde forma dos grupos
sulfhidrilo. El ácido lipoico está unido covalentemente
a la enzima dihidrolipoil transacetilasa, lo que ocurre a
través de una lisina. Entre la lisina y el ácido lipoico
hay un enlace amida o peptídico. El ácido lipoico
participa en procesos redox. cuando se une a la
dihidroxiliprolil trancetasa, pasa el grupo hidroxicetil
TPP y lo oxida
El resultado de esta reacción es la formación del
complejo en que se forma un grupo acetil
dihidrolipoamida lo cual es catalizado por la
dihidrolipoil transacetilasa que hace otra cosa adicional,
recibe el compuesto, la tiamina pirofosfato se libera
para ser usado en otras reacciones y el grupo acetilo es
transferido al coenzimo A.
- Coenzimo A: está compuesto por tres componentes, un
derivado del ADP que tiene un fosfato en el 3’, este
ADP está unido al ácido pantotenico que es una
vitamina del complejo B, a través de un enlace
fosfoester, a su vez el ácido pantotenico está unido por
un enlace amida al β-mercaptoetilamina.
Lo que es requerido desde el punto de vista nutritivo es
el ácido pantotenico, porque los otros son capaces de
ser producidos y acoplarlos, el ácido pantotenico no
somos capaces de formarlo. Otra cosa importante es el
grupo sulfhidrilo que tiene en la punta, porque en ese
lugar se unirá el grupo acetilo. formándose un enlace
tioester, que es un compuesto rico en energía. Así se
forma el acetil-CoA
- Tercera etapa: el COASH se genera la union del
producto anterior del acido lipoico y de genera el acetil
CoA.
- Cuarta etapa: la dihidrolipoamida que esta reducido
porque se fue el grupo acetilo tiene que reoxidarse para
reponerte el ácido lipoico original que puede ser usado
en otros procesos, la dihidrolipoil deshidrogenasa
utilizando NAD forma NADH pero pasando por un
intermediario que es el FAD. El acido lipoico queda
oxidado y en la enzima dehidropiridil dehidrogenasa
utiliza NAD para generar la reducción del acido lipolico
para su futura utilización.
- Ribo flavina: El FAD pertenece a un grupo de moléculas
llamadas flavinas que también se caracterizan por
pertenecer al complejo de la vitamina B.
La riboflavina es el componente de la vitamina B, que a
su vez tiene dos componentes, el superior es la
isoalloxazina que está unido por enlaces carbono-
nitrógeno al Ribitol que es el alcohol de la ribosa, que a
su vez está unida a un fosfato, los tres compuestos en
conjunto se denominan flavina mononucleótido (FMN),
a este compuesto se le une un AMP mediante un enlace
anhídrido entre los fosfatos, generando el compuesto
llamado flavina adenenina dinucleótido (FAD). à En la
forma oxidada del FAD se forman en los anillos de
isoalloxazina dobles enlaces que tienen como
característica ser conjugados y pueden absorber luz,
dando como color característico, el amarillo. (Con un
máximo de absorbancia de 450 nm). Este es el FAD.
En cambio la forma reducida se pierde en doble enlace
conjugado y solo queda uno, pierde su característica
colorimétrica, se incolora. Esta forma es el FADH2. 
- Complejo piruvato deshidrogenasa: complejo
oligomerico
la enzima como tal es de la primera etapa, pero el
complejo suma 2 enzimas mas de la etapa 2 y 4 la
dihiroxiprolil transacetilasa y la dihidroxiprolil
deshidrogenasa
este complejo se ubica en la matriz extracelular
àParticipan 5 vitaminas del complejo B: tiamina (TPP),
rivoflavina (FAD), acido pantotenico (coenzimo A),
acido lipoico (lipoamida), nicotinamida (NAD)
àEl producto final de la reaccion es acetil CoA, CO2,
NADH. El acetil CoA puede ingresar al ciclo de Krebs.
- Citrato sitetasa: es una ligasa, produce la union de un
C2 que es el acetilo pegado al CoA que forma un
tioester rico en energía, se une a un oxalacetato C4, es
una reaccion fuertemente exergonica. Se forma un C6
que es el citrato y se libera CoASH. El primer producto
del cilo cítrico es el citrato C6.
Esta reaccion es un sitio de regulación del ciclo cítrico
tambien
- Aconitasa: Luego el citrato se isomerisa y se transforma
en isocitarato a traves de la enzima aconitasa , esto
ocurre por la perdida de molecula de agua , se produce
un intermediario de doble enlace y se produce la
adicion de otra molecula de agua, se pasa de un alcohol
de tercer grado a uno secundario. La aconitasa es
considerada una enzima liasa, ya que aunque genera
isómeros su mecanismo es de generación de dobles
enlaces. Aunque la reaccion globalmente es una
isomerización
- Fluoroacetato: La enzima Acetil-CoA sintetasa
transforma el fluoracetato a fluoroacetil-CoA, esta
enzima puede ser engañada con un análogo del sustrato,
la fluoroacetil-CoA puede engañar a la citrato sintetasa
formándose Fluorocitrato, el cual es un muy potente
inhibidor de la aconitasa.
El Fluorocitrato también sirve como veneno de ratones.
- Isocitrato deshidrogenasa: El
isocitrato sufre una
deshidrogenación por la enzima
isocitrato deshidrogenasa, la
cual deshidrogena al ácido
isocitrico convirtiéndolo en un
compuesto intermediario
llamado oxalosuccinato que a
su vez se descarboxila y forma
el α-ketoglutarato , pasando de
un C6 a un C5. La descarboxilación es de tipo β y no
requiere de coenzimos, es espontanea.
Es la primera reacción oxidativa del ciclo cítrico donde
se genera NADH. Es una reacción exergónica, por lo
tanto regulatoria.
- α-Ketoglutarato deshidrogenasa: Tenemos un C5 el α-
ketoglutarato, el cual sufre una descarboxilación
oxidativa mediada por la enzima α-ketoglutarato
deshidrogenasa, pasando de un C5 a un C4, eliminando
un CO2 y hay una reducción de NAD a NADH.
Es un descarboxilación tipo α. Requiere los mismos
coenzimos que la piruvato deshidrogenasa
El producto de esta reacción es el succinil-CoA
compuesto rico en energia. Es la segunda reacción de
deshidrogenación del ciclo cítrico y segundo NADH
que se forma
- succinil CoA sintetasa: El succinil-CoA tiene un enlace
tioester rico en energía, transfiere la energía necesaria
para el paso de GDP a GTP y se libera el CoA, dando
como resultado un C4 libre que es el Succinato, todo
esto gracias a la enzima succinil CoA sintetasa, la cual
es una ligasa.
La enzima nucleósido difosfato quinasa hace que el
GTP se lo pasa al ADP, se forma ATP y GDP. Primera
reacción donde se genera ATP.
- succinato deshidrogenasa: el succinato por la
succoinato dehidrogenasa pasa a fumarato, pero esta
enzima que es la succinato deshidrogenasa (oxido-
reductasa) no esta en la matriz mitocondrial si no que
esta en la membrana interna mitocondrial de forma
intrinceca. En esta reaccion se genera a partir del
coenzimo FAD un FADH2. 
Se genera fumarato que es una forma trans, que
continua siendo C4
El FAD se une a la succinato dehidrogenasa a una
histidina de esta enzima
 
- Fumarasa: El
fumarato puede ser
hidratado por
acción de la
fumarasa que es
una liasa, osea
adiciona o remueve grupos a dobles enlaces, como
producto el malato, que es un compuesto quiral,
produce el L-malato.
- Malato
deshidrogenasa: el malato se puede transformar a suvez por una deshidrogenacion en oxalaxcetato, que es
el primer compuesto del ciclo cítrico gracias a la acción
de la malato deshidrogenasa. En esta reaccion tambien
hay poder reductor y se reduce un NAD+ a un NADH
- Balance energético del ciclo cítrico: se calculo el ∆G´
del ciclo cítrico, tenemos 3 reacciones fuertemente
exergonicas, la 1,3 y 4 donde ocurre la regulación. El
resto de las reacciones tiene interconversion ya que
están en cuasi equilibrio.
∆G´ global: -115 kj
- Balance del ciclo cítrico: se liberan dos moléculas de
CO2, existen 4 etapas de oxidación, 3 utilizan NAD y
1 FAD. Estos productos reducidos son reoxidados por
una cadena transportadoras de elctrones para formar
finalmete ATP (lo veremos en detalle en el próximo
capitulo) . admeas en el ciclo mismo se forma un GTP
que puede transformarse en ATP. Participan acidos
tricarboxilicos y dicarboxilico.
-
Glucosa + 2H2O + 10 NAD+ + 2FSD + 4ADP +4Pi à 6CO2 + 10
NADH + 10H+ + 2FADH2 + 4ATPDegradación de la glucosa a CO2 y H20, considerando
glicolisis y ciclo cítrico
(el GTP esta siendo considerado como equivalente al
ATP)
àson dos vueltas al ciclo cítrico, una por cada triosa
(piruvato) generado por una glucosa
àLa glucosa es un C6 va a pasar por la glicolisis y el
ciclo cítrico se van a formar 6 CO2. 
à10 NAD : 2 en la glicolisis, uno de cada cadena, por lo
tanto hay 2 acetil-CoA entonces hay que dar dos vueltas
en el ciclo cítrico para oxidar la totalidad de la glucosa,
en el ciclo cítrico hay 3 reacciones que requieren NAD
(x2 vueltas serian 6), y 2 más en la piruvato
deshidrogenasa (puente entre glicolisis- ciclo cítrico):
por lo tanto 10 NADH.
à2FAD : uno por vuelta en el ciclo cítrico, por lo tanto
2FADH.
à4ATP: 2 de la glicolisis más los 2 GTP.
- Via anfibolica: El ciclo cítrico es una via anfibolica, ya
que tambien es una via anbolica además de catabólica.
En el catabolismo esta oxida un grupo acetilo a CO2,
pero el ciclo cítrico queda intacto ya que el oxalacetato
se recupera, pero en la base anabólica se tienen
productos que se obtienen del ciclo cítrico, este sirve
para generar nucleótidos purinicos, produce porfirinas ,
produce tambien nucleótidos pirimidinicos y otros
compuestos menores. Por ende los intermediarios del
ciclo cítrico son utilizados.
à el α-ketoglutarato puede pasar a glutamato por una
transaminación, el oxalacetato también puede
transaminarse y pasar a Aspartato. Succinil-CoA sirve
para formar porfirinas (en el grupo HEM).
- Síntesis de porfirinas: En la sitesis de porfirinas se
remueve succinin CoA para producir porfirinas,
sirviendo estos como intermediarios para el
anabolismo. Se empobrece el ciclo cítrico de sus
componentes para la producción de otros compuestos
del anabolismo.
- Salida intermediarios del ciclo cítrico: Los
intermediarios del ciclo cítrico tienen que salir de la
mitocondria para participar en procesos de biosíntesis,
porque este proceso ocurre en el citosol. La membrana
interna de la mitocondria no deja pasar las cosas
fácilmente por ello existe un sistema de transportadores
que permiten la entrada y salida de compuestos a través
de la membrana interna de la mitocondria.
Si se saca una molécula del interior de la mitocondria,
esta se empobrece, y se genera un problema osmótico al
sacar gran cantidad de moléculas. Entonces para evitar
este problema, los transbordadores deben ingresar una
molécula por casa una que salga.
- Ciclo citrato-malato: Se saca el citrato por un
transbordador hacia el citosol donde se encuentra con
una enzima llamada ATP-citrato liasa que libera acetil-
Coa, oxaloacetato y ADP + Pi. El acetil-CoA puede ir a
la síntesis de ácidos grasos.
El
oxaloacetato por una malato deshidrogenasa citosolica
(que es isoenzima de la intramitocondrial) genera
malato, esto ayudado por el NADH y liberando NAD.
Este malato puede entrar devuelta a la mitocondria, por
cada una molécula de citrato que sale, una de malato
debe entrar. El oxaloacetato no puede entrar a la célula
por eso tiene que pasar a malato, ya que la mitocondria
no tiene receptores de oxaloacetato. Otra alternativa es
que el malato pase a piruvato gracias a la enzima
málica y usando NADP forma NADPH y descarboxila
(CO2), esta descarboxilación es oxidativa. El piruvato
generado puede entrar a la mitocondria para reemplazar
el citrato que se sacó. Dentro de la mitocondria si entra
el piruvato se encuentra con una piruvato
deshidrogenasa que permite formar acetil-CoA y junto
con el oxalacetato (proveniente del malato) forma
citrato y se tiene otra vez el ciclo cítrico. Tambien el
piruvato puede reaccionar con la piruvato carboxilasa
(distinta a la deshidrogenasa) y formar oxalacetato.
piruvato carboxilasa y enzima malica están en humanos
- Enzima malica: tiene una doble función.realiza una
oxidación acompaña de una descarboxilacion. Esta
enzima genera una descarboxilacion de tipo beta ya que
carboxilo esta a dos carbonos del carbonilo, es una
enzima mas simple. Equivale como mecanismo a la
isocitratro de hidrogenasa. De esa manera forma
piruvato que puede entrar a la mitocondria a compensar
el citreato que sale.
- Relaciones
anapleroticas del
ciclo cítrico:
reacciones que
permiten recuperar
los intermediarios
del ciclo cítrico, se
tienen varias
alternativas.
Se tienen dos enzimas en los animales, la piruvato
carboxilasa y la enzima málica, en el malato se tiene
una descarboxilación β por lo tanto no requiere
coenzimos, usando NADPH y dando como resultado
NADP. La piruvato carboxilasa pasa de piruvato a
oxaloacetato, esto requiere de ATP y se adiciona una
molécula de Co2. Es una sintetasa (grupo 6). Esta
requiere biotina.
- Biotina: es otra vitamina del complejo B la cual está
unida de forma covalente con un enlace peptídico (o
amida) a la lisina de la piruvato carboxilasa. La biotina
es un requerimiento en procesos de carboxilación, es un
coenzimo de la piruvato carboxilasa.
La biotina participa en varias reacciones importantes
para carboxilacion
- Regulación de la
piruvato
deshidrogenasa: este
complejo es un puente
entre la glicolisis y el
ciclo cítrico. Existen dos
tipos de regulación:
àaleosterica: tres
inhibidores acetil CoA,
NADH y ATP,
activadores NAD+, y CoA. Si existe mucha carga de
energía se frena este sistema de producción de energía,
tambien si hay mucho NADH este generara ATP
tambien por ende tambien frena la reaccion, el acetil
CoA tambien la frena ya que es un compuesto de la
degradación de los lípidos por ende si se degradan
muchos lípidos se frena la glicolisis indirectamente ya
que se esta inhibiendo la piruvato dehidrogenasa, en el
periodo post absortivo se degradan lípidos y se produce
un freno de esta.
si hay poco NADH hay mucho NAD falta poder
reductor y se activa la enzima, o si hay mucho CoA se
estimula para formar acetil CoA. 
àactivada por desfosforilacion: en el perido post-
prandial , y es inhibida por fosforilacion en el periodo
post-absortivo. Ya que El glucagón estimula la
fosforilación y la insulina la desfosforilación.
- Regulación de la piruvato carboxilasa: es activada
alostericamente por la acetil-CoA.
- Regulación del ciclo cítrico: En la regulación del ciclo
cítrico propiamente tal
no participa la
fosforilación/desfosforilación.
- Regulación de la citrato sintetasa: En el paso de
oxaloacetato a citrato, sobre la enzima
citrato sintetasa se está ejerciendo inhibición por su
parte del ATP, NADH y succinil-CoA.
- Regulación de la isocitrato deshidrogenasa: inhibida
por ATP y
estimulada por ADP y NAD.
- Regulación de la α-ketoglutarato: estimulada por AMP
e
inhibida por NADH y succinil-CoA.
CAPITULO XVII: TRANSPORTE ELECTRONICO Y
FOSFORILACION OXIDATIVA
- ¿ como se transforma el poder reductor almacenado
como NADH y FADH2 en ATP?
Existe un acoplamiento entre la cadena transportadora
de electrones y la fosforilacion oxidativa. Esto ocurre
en la mitocondria que es el órgano del ciclo cítrico y
son procesos asociados a membrana. En especial la
membrana intena mitocondrial
- mitocondria: en una celula hay entre 800 a 2500
mitocondrias, en mayor proporción