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PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE MEDICINA MODULO DE BIOQUÍMICA-PREMEDICO METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
Sonia Luz Albarracín Cordero, MSc. PhD.
Facultad de Ciencias Departamento de Bioquímica y Nutrición
Bogotá, 2020
VISIÓN EN CONJUNTO DEL METABOLISMO
METABOLISMO
Es el conjunto integrado de reacciones químicas que tienen lugar en las células y que capacitan a los organismos para extraer energía del medio y utilizarla para sintetizar unidades de construcción que posteriormente se emplearan en la fabricación de proteínas, carbohidratos y grasas.
En el metabolismo se puede considerar:
· CATABOLISMO
Son las reacciones en las que se aumenta el estado de oxidación de átomos de carbono presentes en los monómeros, con la degradación o rotura de moléculas, para dar lugar a otras más simples como por ejemplo CO2, H2O y NH +. Lo anterior, con el objetivo de liberar en forma de ATP para luego ser utilizada.4
· ANABOLISMO
Son las reacciones en las que se aumenta el estado de reducción de átomos de carbono para lograr la síntesis de moléculas complejas a partir de otras más simples. Comprenden las reacciones que requieren energía proveniente de la hidrólisis de ATP.
VISIÓN EN CONJUNTO DEL METABOLISMO ENERGÉTICO GLUCÓLISIS Y CICLO DE KREBS
La glucólisis es una ruta metabólica antigua que probablemente fue utilizada por las primeras bacterias conocidas, hace unos 3500 millones de años y debió funcionar en condiciones completamente anaerobias, sin cambio neto del estado de oxidación cuando los sustratos se convierten en productos. La glucólisis es una ruta de 10 pasos que convierte una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato, con la generación de ATP y comporta la reducción de dos moles de NAD+ a NADH + H+. La degradación de los polisacáridos de almacenamiento y del metabolismo de los oligosacáridos da lugar a glucosa, hexosas relacionadas y azúcares fosfato, todos los cuales se dirigen hacia la ruta glucolítica.
Las 10 reacciones entre la glucosa y el piruvato pueden considerarse en dos fases distintas, una fase de inversión de energía, en la que se sintetizan azúcares fosfato a costa de la conversión de ATP en ADP y el sustrato de seis carbonos se desdobla en dos azúcares fosfato de tres carbonos. Las cinco últimas reacciones corresponden a una fase de generación de energía. En esta, las triosas fosfato se convierten en compuestos ricos en energía, que transfieren el fosfato al ADP, dando lugar a la síntesis de ATP. El rendimiento neto por mol de glucosa metabolizada es de 2 moles de ATP, 2 moles de piruvato y 2 equivalentes reductores en forma de NADH + H+.
Algunos microorganismos que crecen en condiciones anaerobias son capaces de generar una energía adicional mediante la transferencia de los electrones a iones como el sulfato, el nitrato y algunos también reducen sustratos orgánicos. La ruta más directa es la que utilizan las bacterias para la producción de lactato, que emplean NADH para reducir piruvato, mediante la enzima lactato deshidrogenasa. Reacción que se produce cuando se acidifica la leche. La glucólisis forma parte de una fermentación, que se define como una ruta metabólica productora de energía que no comporta cambio neto en el estado de oxidación. Otro tipo de fermentación importante es la realizada por levaduras y comprende la ruptura de piruvato a acetaldehído y CO2, para que luego el acetaldehído se reduzca a etanol por la alcohol deshidrogenasa.
Las células animales pueden reducir piruvato a lactato y lo hacen cuando el piruvato se produce con rapidez mayor que la que puede oxidarse en el ciclo de krebs. Durante el ejercicio extenuante, las células del músculo esquelético obtienen la mayor parte de su energía mediante ésta glucólisis anaerobia.
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Glucólisis
En los organismos aerobios la glucólisis es el primer paso en la combustión completa de la glucosa a CO2 y agua. El segundo paso es la oxidación de piruvato a acetilCoA y el proceso final es la oxidación de los carbonos del grupo acetilo en el ciclo del ácido cítrico.
En la glucólisis anaeróbica se genera una energía total mucho menor comparada con la energía liberada en las reacciones posteriores mitocondriales acopladas a la fosforilación oxidativa. En este sentido para la oxidación completa de una molécula de piruvato hasta CO2 y se pueden considerar las siguientes etapas:
1. Generación de un fragmento activado de dos carbonos
El grupo acetilo de la acetil-coenzima A o acetilCoA, en un grupo de reacciones catalizadas por el complejo piruvato deshidrogenasa entre las que se cuentan la descarboxilación del piruvato, la generación de un transportador electrónico reducido (NADH) y la activación metabólica de los dos carbonos restantes. Esta reacción es altamente exergónica y prácticamente irreversible in vivo e intervienen en ella tres enzimas y cinco coenzimas.
2. Oxidación de estos dos átomos de carbono en el ciclo de Krebs.
Consiste en la adición de acetilCoA a un compuesto de cuatro carbonos denominado Oxaloacetato (OAA), para dar origen a un ácido tricarboxílico de seis carbonos llamado Citrato. El cual se decarboxila dos veces (Primera fase del ciclo que considera la oxidación de dos carbonos hasta CO2) y posteriormente a partir del compuesto de cuatro carbonos obtenido regenerar de nuevo OAA (Segunda fase). De ahí la naturaleza cíclica de la ruta.
Durante el ciclo se producen cuatro reacciones de oxidación, en las que NAD+ actua como coenzima en tres ocasiones y FAD en el cuarto. Se genera también un fosfato de alta energía directamente en una sola reacción y por último se produce OAA que está preparado para volver a iniciar el ciclo mediante la condensación con otro acetilCoA.
3. El transporte electrónico y la fosforilación oxidativa.
Los transportadores electrónicos reducidos (NADH y FADH2) que se generan en el ciclo de Krebs vuelven a oxidarse, junto con la síntesis de ATP a partir de ADP.
Las dos primeras etapas se llevan a cabo en la matriz interna de la mitocondria, semejante a un gel, y el transporte electrónico y la fosforilación oxidativa están catalizadas por enzimas ligadas a la membrana en las crestas.
Mitocondria	Imagen microscópica
CICLO DE KREBS
TRANSPORTE ELECTRONICO Y FOSFORILACION OXIDATIVA
Como lo vimos anteriormente en la glucólisis y en el ciclo de Krebs se genera una cantidad relativamente baja de energía en forma de ATP. Sin embargo, en las deshidrogenaciones que se presentan se obtienen 10 moles de NADH y 2 moles de FADH2 por mol de glucosa. La reoxidación de estos transportadores electrónicos reducidos genera la mayor parte de la energía necesaria para la síntesis de ATP, a través de una serie de reacciones de oxidación y reducción acopladas, con el paso de electrones a lo largo de una serie de transportadores: La cadena de transporte electrónico o cadena respiratoria. El último paso es la reducción del oxígeno a agua. La secuencia global de transporte electrónico es bastante exergónica. Un par de equivalentes reductores generados a partir de un mol de NADH basta para dar origen a la síntesis acoplada de 3 moles de ATP a partir de ADP y Pi mediante la fosforilación oxidativa. La mayor parte del ATP formado en los organismos aeróbicos y en algunos anaeróbicos se consigue por este proceso de fosforilación oxidativa.
Estos eventos se llevan a cabo en el compartimiento mitocondrial que tiene las siguientes características:
a) En la membrana externa mitocondrial, rica en fosfolípidos y muy permeable a moléculas de poco peso molecular, permite que el espacio intermembranal tenga aproximadamente la misma composición de iones y metabolitos que el citosol.
b) Una matriz y una membrana interna muy plegada que forma crestas en las que están unidas las proteínas respiratorias, principalmente los citocromos que se ensamblan en cinco complejos multiproteícos, denominados I, II, III, IV, y V.
Los complejos I y II reciben los electrones de la oxidación de NADH y de succinato, respectivamente y los pasan a un transportador lipídico,la coenzima Q, que se desplaza libremente a través de la membrana.
El complejo III oxida la forma reducida de la coenzima Q y reduce a su vez al citocromo c, un transportador electrónico proteico que también puede desplazarse por el interior de la membrana interna.
Por último, el complejo IV acopla la oxidación del citocromo c con la reducción del oxígeno a agua. La energía liberada por estas reacciones exergónicas crea un gradiente de protones a través de la membrana interna, al bombearse los protones hacia el espacio intermembranal. Los protones vuelven a entrar luego en la membrana a través de un canal específico del complejo V. La energía liberada por este proceso exergónico impulsa la síntesis endergónica de ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico.
De esta manera la cadena respiratoria de la mitocondria consiste en una serie de pasos que involucra NADH, NADH deshidrogenasa, proteínas ferro-sulfúricas, ubiquinona, citocromos b, c1, c, a y a3; así como otros centros proteicos. Ciertas reacciones del transporte de electrones están acompañadas por la toma o generación de iones H+. El transporte de electrones desde NADH a oxígeno ocurre con un gran decrecimiento en energía libre la cual, en parte, es conservada por el acople de la fosforilación de ADP a ATP. La cadena de transporte de electrones ocurre en la membrana de las células bacterianas, en los cloroplastos y en los núcleos celulares. El oxígeno molecular también es utilizado para la hidroxilación de una gran variedad de metabolitos orgánicos. Las dioxigenasas insertan ambos átomos de oxígeno en el sustrato, mientras que las monoxigenasas lo hacen sólo con uno. Las cadenas de transporte de electrones especializadas como las de retículo endoplasmático contienen citocromo p450 o citocromo b5 que también son activos en un gran número de otras reacciones de hidroxilación.
El cambio de energía libre cuando el equivalente de un par de electrones es transferido desde NADH hasta oxígeno molecular, es decir a lo largo de toda la cadena respiratoria, es de –52.7 Kcal/mol. La energía libre estándar de formación de un ATP a partir de un ADP y un fosfato inorgánico es de 7.3 Kcal/mol. Claramente la reducción de energía libre durante el paso de un par de electrones sirve para formar más de un ATP nuevo. Se sabe que se pueden formar tres moléculas de ATP por cada par de electrones transportados.
Cadena de transporte de electrones
METABOLISMO DEL GLUCÓGENO
El exceso de glucosa de la dieta se almacena en forma de glucógeno. La glucosa puede movilizarse rápida y fácilmente a partir del glucógeno cuando surge necesidad, como por ejemplo entre comidas o durante el ejercicio. Un aporte continuo de glucosa es esencial para la vida, ya que es el principal combustible del cerebro y única fuente de energía que emplean los eritrocitos y el músculo esquelético en actividad
(durante glucólisis anaeróbica). Por tanto, el glucógeno es un excelente material de depósito a corto plazo, pudiendo proporcionar energía de manera inmediata.
Estructura del glucógeno
Los principales depósitos de glucógeno están en el músculo y en el hígado, donde tienen funciones diferentes: el glucógeno muscular no puede abandonar su sitio de almacenamiento y por tanto no puede contribuir al mantenimiento de la concentración de glucosa sanguínea. En cuanto a la estructura el glucógeno es un gran polímero de moléculas de glucosa, muy ramificado que lo lleva a tener un gran número de moléculas de glucosa terminales, es decir; en los extremos, expuestas, que son fácilmente accesibles a las enzimas de la rotura del glucógeno. Por tanto, el proceso de degradación se facilita dando origen a moléculas libres de glucosa.
La síntesis de glucógeno o glucogenogénesis tiene lugar en el citosol celular y al igual que la degradación o glucogenolisis tienen procesos de regulación muy complejos que incluyen dos niveles: hormonal y alosterico. La adrenalina y el glucagón estimulan la rotura de glucógeno. Activan la proteína quinasa A dependiente de AMP cíclico que a través de una cascada de reacciones origina la degradación. Estas hormonas influyen en la actividad catabólica, por tanto inhiben la síntesis de glucógeno. En cuanto a la acción de la insulina el mecanismo no está aun totalmente dilucidado, pero se trata de una hormona de acción anabólica y por tanto, estimula la síntesis e inhibe la degradación.
Gránulos de glucógeno en el citosol de células hepáticas
Cascadas de regulación del metabolismo del glucógeno
VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
Constituye una ruta alternativa para el metabolismo de la glucosa, en ésta vía no se consume ni se produce ATP, se ocupa de la producción de capacidad reductora en forma de NADPH. Como el NADH, el NADPH puede ser considerado como una molécula de alta energía, pero, en vez de transferir electrones a la cadena transportadora de electrones, se emplea para las reacciones de síntesis reductoras.
También es fundamental en la producción de unidades de azúcar de cinco carbonos, ribosa; para la síntesis de nucleótidos. Esta vía es especialmente importante en el hígado, las glándulas mamarias en lactancia, en el tejido adiposo, en glándulas suprarrenales y en los eritrocitos donde es utilizado el NADPH para generar la forma reducida del antioxidante glutatión, que protege a las células contra el daño de productos intermedios oxigenados reactivos.
La vía tiene dos estadios: La fase oxidativa irreversible, que da como resultado la formación de ribulosa – 5- fosfato, CO2 y dos moléculas de NADPH por molécula de glucosa oxidada.
Y una fase no oxidativa reversible que consta de una serie de interconvenciones por las que se obtienen azúcares de tres, cuatro, cinco y siete carbonos que ayudan a mantener los intermediarios glucolíticos.
iNTEGRACIÓN METABÓLICA
La homeostasis de la glucosa puede dividirse en tres estadios básicos:
· Posprandial
Se da tras una comida y la glucosa que utilizan los tejidos se deriva en su gran mayoría de la dieta.
· Ayuno postabsortivo
Dado de 4 a 12 horas después de alimentarse, la glucosa es principalmente consumida por cerebro, el músculo y el hígado utilizan ácidos grasos.
· Inanición
12 horas hasta 16 días sin consumir alimento, la glucosa y los cuerpos cetónicos son utilizados por el cerebro, el músculo y el hígado consumen ácidos grasos.
La homeostasis de la glucosa es un proceso dinámico. No hay límites definidos entre los distintos estadios ya que la disponibilidad de los sustratos y las influencias hormonales están cambiando constantemente. La insulina, por ejemplo; es una hormona anabólica y por tanto aumenta la captación y la síntesis de glucógeno, triacilglicerol y proteínas. El glucagón, la noradrenalina, la adrenalina y el cortisol, en cambio; son todas hormonas catabólicas y su acción tiende a incrementar la rotura de glucógeno, la lipólisis y estimulan la degradación de proteínas.
La comparación entre el estado posprandial y el de ayunas es probablemente el examen más corriente en metabolismo, porque requiere un conocimiento global del metabolismo de proteínas, lípidos y carbohidratos, al igual que los fenómenos de regulación. Y nos proporciona un indicio del estado de los procesos metabólicos del organismo, por esto es muy importante entender las relaciones entre la disposición de diversos nutrientes, las condiciones de actividad y las influencias hormonales en cada caso.
DIABETES MELLITUS
Es un síndrome causado por la falta o disminución de la efectividad de la insulina. El resultado es la elevación de la glucosa en sangre, la hipèrglicemia. Hay dos tipos principales:
· Diabetes tipo 1 “Insulino dependiente”
La destrucción autoinmune de las células β de los islotes de Langerhans del páncreas ocasiona el déficit absoluto de insulina. La insulina normalmente facilita la captación de glucosa por los tejidos periféricos, en su ausencia; la glucosa permanece en sangre produciéndose una baja disponibilidad tisular de glucosa, pero una elevada concentración plasmática de la misma. La enfermedad da origen ademásde la hiperglicemia a cetoacidosis y deshidratación características. Como la concentración de insulina es baja, los efectos metabólicos del glucagón no tienen oposición, con lo cual aumenta la degradación de glucógeno hepático y la gluconeogénesis. La cetoacidosis es originada por un aumento en la lipólisis originándose mayor hidrólisis de triacilglicerol del tejido adiposo liberando ácidos grasos y también por un aumento en la cetogénesis que resulta mayor que su velocidad de utilización.
· Diabetes tipo 2 “No insulino dependiente”
Los signos no suelen ser tan graves como en la diabetes tipo 1. En la diabetes tipo 2 se asocia típicamente con el comienzo de la edad avanzada y con la obesidad. Habitualmente existe hiperglicemia pero no cetoacidosis. En este tipo de diabetes se presenta lo que se denomina resistencia a la insulina que consiste en la imposibilidad de los tejidos periféricos en responder adecuadamente a la señalización por insulina.
TALLER METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
Guía de estudio
PARTE I: Glicólisis, oxidación del piruvato
1. Realice un esquema que describa los tejidos que degradan glucosa y su mecanismo e identifique las semejanzas y diferencias de este proceso en cada uno.
2. Consulte la vía de la glicólisis y responda:
a. En cuántas etapas se divide? Cómo se llaman y por qué reciben estas denominaciones?
La fase de inversión de energía y la fase de producción de energía forman parte de las dos etapas de la vía de la glucolisis.
La primera fase, la fase de inversión energética, también conocida como fase preparatoria o fase de activación, recibe este nombre porque se necesita energía para activar la molécula de glucosa y transformarla en un estado más reactivo que pueda degradarse en la fase siguiente. Se inyectan dos moléculas de ATP durante esta fase para convertir la glucosa en fructosa-1,6-bisfosfato.
La segunda fase, la fase de producción de energía, también conocida como fase de liberación de energía o fase de recolección de energía, se llama así porque la energía se produce en forma de ATP y NADH. En esta etapa, la fructosa-1,6-bifosfato se degrada en dos moléculas de ácido pirúvico y se generan cuatro moléculas de ATP y dos moléculas de NADH por cada molécula de glucosa que se degrada.
b. Cuántas moléculas de ATP se invierten o producen en cada etapa y en qué se diferencian los procesos de gasto y producción de ATP? (recuerde los mecanismos de procesamiento bioquímico)
Se invierten dos moléculas de ATP en la primera fase de la glucólisis, la fase de inversión energética, para convertir la glucosa en fructosa-1,6-bifosfato. Entonces, durante esta fase, hay una pérdida neta de dos moléculas de ATP. Por cada molécula de glucosa que se descompone durante la segunda fase de la glucólisis, conocida como fase productora de energía, se producen cuatro moléculas de ATP y dos moléculas de NADH. Estas cuatro moléculas de ATP se producen mediante fosforilación tanto oxidativa como específica de nivel. Los muchos mecanismos bioquímicos involucrados en la producción y el consumo de ATP explican las diferencias entre los dos procesos. El ATP se convierte a través de la transferencia de los grupos de ácidos grasos de una molécula. de ATP a la glucosa, lo que produce una molécula de glucosa-6-fosfato y una molécula de ADP. Por otro lado, la producción de ATP se produce mediante la transferencia de grupos fosfato de una molécula de fosfato de alta energía, como el fosfoenolpiruvato, a una molécula de ADP, lo que produce una molécula de ATP y una molécula de piruvato.
c. Cuántas moléculas de NADH se forman en la vía? ¿Qué importancia tiene la producción de NADH en la célula?
Por cada molécula de glucosa que se descompone durante la fase de producción de energía, se forman dos moléculas de NADH en la vía de la glucólisis.
La producción de NADH es crucial para la función celular, ya que NADH es un electrón de alta energía y un portador de energía que puede usarse para generar ATP en la cadena de transporte de electrones. Además, el NADH se puede utilizar para llevar a cabo otras reacciones metabólicas importantes, como la síntesis de ciertos aminoácidos y ácidos grasos.
Dado que la producción de NADH durante el metabolismo de la glucosa es esencial para la producción de energía en el hígado, la formación de NADH en este proceso sirve como ilustración de cómo se pueden conectar los procesos metabólicos. Y así proporcionar una supervivencia y función celular optima.
d. Cuál es el rendimiento energético en ATP y Kcal/mol, que resulta de la degradación de una molécula de glucosa? Explique.
En la fase de producción de energía, la degradación de una molécula de glucosa por glucólisis produce un rendimiento neto de dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH. En la cadena de transporte de electrones, cada molécula de NADH puede generar hasta tres moléculas de ATP, según el tipo de célula y el tipo de respiración celular que se lleve a cabo.
A la luz de esto, la cantidad total de ATP producida por una molécula de glucosa oscila entre 8 y 10 moléculas, dependiendo de la célula y la ruta metabólica posterior.
En términos de energía, se estima que la energía total liberada durante la descomposición completa de una molécula de glucosa es de alrededor de 686 kcal/mol. En cualquier caso, no toda esta energía se convierte en ATP útil para la célula. Parte de la energía se pierde como calor y parte se utiliza para impulsar otras reacciones metabólicas en la célula.
e. Cuáles son las enzimas reguladoras de la vía? ¿Qué factores se comportan como estimuladores e inhibidores alostéricos de las anteriores enzimas? ¿Cuál es el mecanismo de inhibición o activación de los anteriores compuestos?
Las tres principales enzimas reguladoras en la vía de la glucólisis son la hexoquinasa, fosfofructokinasa-1 y piruvato quinasa.
La hexoquinasa es inhibida por el producto final del va, glucosa-6-fosfato, así como por altas concentraciones de ATP. Por un mecanismo de retroalimentación negativa, la glucosa también inhibe la hexoquinasa. La hexoquinasa es activada por sustancias como glucosa, fructosa y otras azinas que se metabolizan a través de la vía de la glucólisis.
Las altas concentraciones de ATP, citrato y ácidos grasos inhiben la enzima PFK-1, un actor clave en la regulación de la velocidad de la vía de transporte de la glucosa. Los niveles bajos de ATP y las concentraciones altas de AMP activan el PFK-1, lo que indica que la célula tiene una necesidad inmediata de energía.
Altas concentraciones de ATP y alanina inhiben la piruvato quinasa mientras está es activada por bajos niveles de ATP y por fructosa-1,6-bifosfato.
Los inhibidores alostéricos se unen a sitios específicos en la enzima, que no son los sitios activos de la enzima, para cambiar la forma de la enzima y así alterar su actividad. Los estimuladores alostéricos también se unen a sitios específicos en la enzima para aumentar su actividad.
f. Por qué el paso más decisivo de la glicólisis es la formación de fructosa 1-6 bifosfato?
¿Qué conclusión sacaría a partir del valor de ΔG°’ de las reacciones que catalizan las enzimas reguladoras?
Debido a que es catalizada por la enzima esencial fosfofructoquinasa-1 (PFK-1), la formación de fructosa-1,6-bifosfato se considera el paso más importante en la vía de la glucólisis. Al catalizar la conversión de fructosa-6-fosfat en fructosa-1,6-bifosfat, un compuesto de alta energía esencial para la continuación de la vía, la PFK-1 regula la tasa de glucólisis. Como resultado de la conversión favorable y altamente energética de la fructosa-1,6-bifosfato en productos finales de la ruta, como el piruvato, la formación de fructosa-1,6-bifosfato es un punto de no retorno en la ruta.La ΔG°' de las reacciones catalizadas por las enzimas reguladoras es significativa porque indica la dirección termodinámicamente favorable de la reacción en condiciones estándar
Regular y controlar el flujo de glucosa a través del organismo depende de la función de las enzimas conocidas como reguladores, las cuales se encargande categorizar reacciones con variaciones significativas en G. La actividad de las enzimas reguladoras es controlada por inhibidores y estimuladores alostéricos, que en a su vez afecta el caudal.
g. Cuáles reacciones metabólicas de la glicólisis se consideran acopladas? Explique.
En la glucólisis, las reacciones metabólicas que se consideran conjuntas son la conversión de glucosa en glucosa-6-fosfato y la desfosforilación de fosfoenolpiruvato en piruvato. La conversión de glucosa a glucosa-6-fosfato es una reacción energética correspondiente a la hidrólisis del ATP endógeno. Esto significa que la energía liberada por la hidrólisis de ATP se utiliza para impulsar la reacción de fosforilación de glucosa. Por otro lado, la fosforilación endergónica del ADP del fosfoenolpiruvato una reacción de piruvato es una reacción exergónica. Esto significa que la energía liberada por la desfosforilación del fosfoenolpiruvato se utiliza para impulsar la reacción de fosforilación del ADP.
De esta manera, las dos reacciones coordinadas aseguran que se libere energía necesaria para producir ATP y que se conserve la cantidad de energía en la célula en forma de ATP, el cual es una fuente de energía útil para realizar diversas actividades celulares.
3. Cuáles son los posibles destinos metabólicos del piruvato? Describa para cada uno de los destinos metabólicos del piruvato en qué condiciones fisiológicas se lleva a cabo el proceso.
El último subproducto de la glicólisis, el piruvato, puede tener muchos destinos metabólicos en la célula dependiendo de sus requerimientos físicos y energéticos. Esta es una descripción de los destinos metafísicos potenciales para el piruvato:
El piruvato se convierte en lactato por la enzima lactato deshidrogenasa en condiciones de baja disponibilidad de oxígeno (hipoxia). Esta conversión permite que la célula continúe produciendo ATP al regenerar el NAD+ requerido para la glucólisis.
Conversión a acetil-CoA: El complejo enzimático piruvato deshidrogenasa convierte el piruvato en acetil-CoA en presencia de oxígeno. El ciclo de Krebs puede aceptar acetil-CoA, que se oxidará por completo y producirá ATP, NADH y FADH2.
Conversión a alanina: bajo condiciones adversas. Alto consumo de energía; a través de la enzima alanina transaminasa, la piruvata se puede convertir en alanina. Esta conversión permite la síntesis de nuevos aminoácidos y la producción de ATP.
Conversión de etanol: Ciertos organismos, tales como levadures, pueden convertir el piruvato en etanol por fermentación alcohólica. Esta conversión permite la producción de ATP mientras se repone el NAD+ necesario para la glucólisis.
4. Especifique cuál de los destinos del piruvato es una vía irreversible que enzima cataliza esa reacción. ¿Que consecuencias tendría para la célula si la reacción fuera reversible?
La enzima que cataliza esta reacción es la piruvatasa, que convierte la piruvata en acetil-CoA en un proceso irreversible. Esta reacción es importante porque sirve como punto de control para la entrada de la piruvata en el ciclo de Krebs o la síntesis de ácidos grasos.
Si el proceso de conversión de piruvata a acetil-CoA fuera reversible, la célula se vería significativamente afectada. Por ejemplo, si ocurre esta reacción, se produciría piruvato a partir de acetil-CoA, lo que reduciría la cantidad de acetil-CoA disponible para otras vías metabólicas, incluida la síntesis de ácidos grasos y el ciclo de Krebs. Además, debido a que la conversión de piruvato en acetil-CoA es reversible, puede afectar negativamente la capacidad de la célula para producir energía.
5. El glucógeno es la forma de almacenamiento de la glucosa y el sustrato de la vía metabólica que permite su formación es un intermediario de la glicólisis. Al respecto responda:
a. Por qué los lácteos enteros pueden contribuir a la síntesis de glucógeno hepático?
Debido a la presencia de lactosa, un disacárido formado por glucosa y galactosa, lacteos enteros puede ayudar en la producción de glucosa hepática. La galactosa se transforma en glucosa-6-fosfato en el hígado a través de una serie de reacciones enzimáticas, y esta sustancia puede entrar en la vía de la glucólisis y convertirse en glucógeno por acción de la enzima glucógeno sintasa. Como resultado, la lactosa que se encuentra en la lactosa entérica puede actuar como una fuente adicional de glucosa para la síntesis de glucosa hepática.
b. Qué consecuencias metabólicas (sobre los mecanismos de generación de energía) se presentarían en caso de una deficiencia marcada de niacina, tiamina o riboflavina? Explique.
Las deficiencias de niacina, tiamina y riboflavina pueden tener repercusiones metabólicas significativas porque son necesarias para el metabolismo energético regular de las células.
Las coenzimas NAD+ y NADP+, esenciales para el metabolismo de la glucosa, la síntesis de ácidos grasos y la fosforilación oxidativa que produce ATP, son importantes coenzimas precursoras del ácido nicotínico. La deficiencia de niacina puede causar una reducción en la producción de energía y manifestarse como debilidad generalizada, pérdida de apetito y fatiga física.
La producción de energía en el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa dependen de la tiamina, que es esencial para la descomposición de los carbohidratos. Una reducción en la energía podría ser causada por una deficiencia de tiamina.
Por otro lado la riboflavina es esencial para producir energía en forma de ATP y también ayuda en la liberación de energía de carbohidratos, proteínas y grasas. Una deficiencia de riboflavina podría conducir a una disminución en la producción de energía, lo que podría provocar fatiga, problemas en la piel, problemas en los ojos y otros problemas de salud.
c. Cuál es el objetivo metabólico de la producción de ácido láctico en el eritrocito y en el músculo?
El objetivo metabólico de la producción de ácido láctico en el eritrocito y el músculo es la regeneración de NAD+ para permitir que la glicólisis continúe en condiciones anaeróbicas o cuando la tasa de consumo de ozono supere la capacidad de suministro de ozono a los tejidos. Una forma rápida de regenerar NAD+ es la producción de ácido láctico a partir de piruvata, lo que permite la continuación de la glucólisis y la síntesis de ATP. En el músculo, la producción de ácido láctico también puede ayudar a satisfacer las demandas de energía durante el ejercicio intenso, en contraste con el eritrocito, que carece de mitocondrias y depende de la glicólisis como fuente primaria de energía. La producción de ácido láctico es esencial para la supervivencia celular en condiciones de bajo suministro de oxígeno.
Ejercicios prácticos
1. Un niño, primer hijo de padres sanos sin consaguinidad conocida, a partir del tercer día presentó ictericia y al mismo tiempo se hizo difícil de alimentar. A los seis días su peso estaba por debajo de lo normal, al séptimo día presentó convulsiones. Al noveno día presentó hepatomegalia (agrandamiento del hígado) y daño cerebral. En el décimo día se hizo una prueba para azúcares reductores en orina. Al onceavo día se repitió y resultó positivo, mientras que otra prueba, realizada a la vez, específica para D-glucosa fue negativa. Entonces se sospechó galactosemia hereditaria y se realizaron pruebas para galactosa-P-uridiltransferasa encontrándose su actividad ausente. Se interrumpió la alimentación con leche y se sustituyó por glucosa intravenosa con dieta libre de galactosa con la cual el paciente mejoró notablemente.
Responda:
a. Cuáles son los efectos bioquímicos de la galactosemia?
Debido a una deficiencia o ausencia de la enzima galactosa-1-fosfato GALT, que convierte la galactosa en glucosa-1-fosfato, el cuerpo no puede procesar correctamente la galactosa, lo que provoca galactosemia, un trastorno metabólico hereditario. Esto da como resultado la acumulación de cantidades tóxicas de galactosa y sus subproductos en el cuerpo, lo que puede tener efectos perjudiciales en varios órganos y sistemas.
En el caso del niño descrito, la acumulación de galactosaen sus cuerpos probablemente resultó en daño cerebral y hepático, así como problemas con su capacidad para comer debido a la toxicidad de los metabolitos de galactosa en el cerebro y la disminución en la síntesis de glucosa. en el hígado La presencia de azúcares reductores en el tracto intestinal es un signo de acumulación de galactosa en el cuerpo. El tratamiento de la galactosemia consiste en sustituir las fuentes de lactosa y galactosa en la dieta por fuentes seguras de hidratos de carbono. En casos graves, puede ser necesario un régimen médico más intensivo, como la administración de glucosa por vía intravenosa.
b. Existe alguna fuente alternativa tisular para los pacientes con una dieta libre de galactosa?
De hecho, existen fuentes tisulares de nutrición disponibles para pacientes con galactosemia que deben mantener una dieta libre de galactosa. El cuerpo puede sintetizar galactosa a partir de otras fuentes, como la glucosa, en lugar de obtenerla a través de las comidas. La galactosa se crea en el cuerpo a partir de la glucosa a través de una serie de reacciones enzimáticas. La galactosa-1-fosfato uridil transferasa (GALT), que falta en la galactosemia, es la enzima que convierte la glucosa en galactosa. Sin embargo, existe otra forma de lograr esta conversión, que implica la conversión de glucosa en UDP-glucosa y luego en UDP-galactosa a través de la enzima UDP-glucosa 4-epimerasa. Luego, a través de la galactosa-1-fosfato, la UDP-galactosa se transforma en galactosa-1-fosfato uridil transferasa (GALT) independiente de la uridil transferasa galactosa-fosfato (Gal-1-PUT).
c. Una mujer homozigótica para la galactosemia puede producir galactosa en su leche?
Sí, una mujer que tiene homocistinopatía por galactosemia puede producir galactosa en su leche. La galactosa es un componente natural de la leche materna, y su presencia en la leche de una mujer que tiene galactosemia se debe a la actividad normal de las enzimas necesarias para que la glándula mamaria sintetice lactosa. Sin embargo, si un recién nacido tiene galactosemia, no puede procesar la galactosa en la leche materna, por lo que se deben tomar precauciones para evitar que el bebé la consuma en su dieta.
d. En los estudios hechos al niño se encontró galactitol en la orina. Por qué mecanismo cree que llegó a sintetizarse el galactitol?
La acción de la enzima aldosa reductasa, que convierte el grupo de carbono de la galactosa en alcohol, produce galactitol a partir de galactosa. El metabolismo normal de la galactosa involucra a la galactosa-1-fosfato uridiltransferasa; sin embargo, en la galactosemia, esta enzima es deficiente, lo que hace que la galactosa se acumule y luego la aldosa reductasa la convierta en galactitol. El galactitol puede dañar las células y el ojo al acumularse en las telas. Por lo tanto, la presencia de galactitol en la orina es un signo de actividad reducida de la enzima galactosa-1-fosfato uridiltransferasa y acumulación de galactosa en el cuerpo.
e. Qué diferencias se habrían observado si la enzima deficiente hubiera sido la galatoquinasa?
Como esta enzima cataliza la etapa inicial de la vía metabólica que conduce a la síntesis de UDP-galactosa, que sirve como sustrato para la síntesis de lactosa, si la enzima galactoquinasa fuera defectuosa, la galactosa se acumularía en la célula. Como resultado, la lactosa no se sintetizaría y la galactosa se acumularía en las células, lo que podría tener efectos tóxicos comparables a los de la galactosemia clásica. Sin embargo, debido a que la galactoquinasa no está involucrada en su síntesis, el galactitol no se acumularía en la célula.
PARTE II: Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa
1. Las formas reducidas de moléculas tipo NADH o FADH2 deben ser reoxidadas para que las vías metabólicas degradativas puedan seguir ocurriendo.
¿Cuáles son las vías metabólicas a las cuáles se hace referencia en el párrafo anterior y por qué cofactores reducidos como el NADH y FADH2 deben ser Re oxidados para que estas vías puedan seguir ocurriendo?
La respiración celular y la fermentación son las dos vías metabólicas que se mencionan en el párrafo anterior. La oxidación de moléculas orgánicas, como la glucosa, da como resultado la reducción de NADH y FADH2 en ambas vías. Estos cofactores reducidos son transportadores de electrones de alta energía y son necesarios para la producción celular de ATP.
Sin embargo, debido a que estos cofactores reducidos impiden el funcionamiento de las enzimas v esenciales, la acumulación de NADH y FADH2 puede ralentizar la respiración y la fermentación celular. Para que estas vías puedan continuar operando, los cofactores reducidos deben oxidarse. La cadena de transporte de electrones utiliza la energía liberada durante la Re oxidación de NADH y FADH2 para llevar a cabo este proceso. Este proceso de fosforilación oxidativa utiliza la energía liberada durante el transporte de electrones para generar ATP. En la cadena de transporte de electrones, los electrones se transfieren desde los cofactores reducidos hasta los aceptores de electrones finales, como el oxígeno en la respiración celular y la piruvata en la fermentación, regenerando NAD+ y FAD y permitiendo que continúe el flujo.
2. Consulte cuáles son los componentes de cada complejo e indique en cada caso el estado oxidado y el estado reducido.
Los complejos de la cadena de transporte de electrones son:
1. Complejo I (NADH deshidrogenasa):
· Componentes: NADH, FMN, hierro-sulfuro, coenzima Q
· Estado oxidado: NAD+
· Estado reducido: NADH
2. Complejo II (Succinato deshidrogenasa):
· Componentes: Succinato, FAD, hierro-sulfuro, coenzima Q
· Estado oxidado: FAD
· Estado reducido: FADH2
3. Complejo III (Citocromo bc1):
· Componentes: Coenzima Q, citocromo b, citocromo c1, hierro-sulfuro
· Estado oxidado: Coenzima QH2
· Estado reducido: Coenzima Q
4. Complejo IV (Citocromo oxidasa):
· Componentes: Citocromo c, citocromo a, citocromo a3, cobre
· Estado oxidado: O2
· Estado reducido: H2O
3. En 1961 Peter Mitchell postuló un mecanismo que explica el acople de la energía liberada por la cadena respiratoria en la síntesis de ATP por la ATP sintasa. Este mecanismo se le ha denominado la hipótesis quimiosmótica y es la explicación con mayores evidencias experimentales.
Consulte en qué consiste la hipótesis quimiosmótica. Expliquela con sus palabras. Incluya en su explicación la fuerza protón motriz generada por el flujo de electrons.
La hipótesis de la mecánica cuántica establece que la energía liberada por el flujo de electrones a través de la membrana mitocondrial interna crea un gradiente electroquímico de concentración de protones (más protones en el espacio intermembrana y menos en la matriz mitocondrial) que impulsa la síntesis de ATP a través del ATP. sintasa. Este gradiente eléctrico, también conocido como protón de fuerza móvil, es creado por la energía liberada durante la transmisión de electrones entre los componentes de la cadena de transporte de electrones. La ATP sintasa es capaz de utilizar la energía de esta fuerza motriz de protones para impulsar la síntesis de ATP a partir de ADP y ácidos grasos inorgánicos. En otras palabras, el flujo de protones a través de la ATP sintasa está conectado a la síntesis de ATP.
4. El NADH activa tres bombas de protones, mientras que el FADH2 activa solamente dos. De esta forma se tiene que el par de electrones proveniente del NADH puede producir más moléculas de ATP que el proveniente del FADH2.
¿Cuántas moléculas de ATP se producen por molécula de NADH y por molécula de FADH2?
En la cadena de transporte de electrones, se producen aproximadamente 2,5 moléculas de ATP por cada molécula de NADH y 1,5 moléculas por cada molécula de FADH2. Sin embargo, es crucial tener en cuenta que estos números pueden variar un poco según las condiciones únicas de la celda y el tipo de complejos de transporte de electrones que están presentes en ella.
5. La membrana interna mitocondrial es impermeable a muchas sustancias entre ellas elNADH. Recuerde que en el citosol se produce NADH como producto de la glicólisis. Recuerde así mismo que la glicólisis necesita un aporte constante de NAD+ el cuál en ausencia de un aceptor de electrones externo como el oxígeno, es obtenido mediante fermentación. En presencia de tal aceptor final externo, como es el caso de la respiración, el NADH es reoxidado en la cadena respiratoria; sin embargo, cómo logra éste atravesar la membrana interna mitocondrial? La solución se encuentra en la existencia de lanzaderas que catapultan los electrones del NADH hacia la matriz mitocondrial donde pueden ser transferidos hasta el aceptor final de electrones.
Consulte el mecanismo de la lanzadera glicerol fosfato y de la malato-aspartato. Cuál es la diferencia a nivel de aprovechamiento energético y localización tisular entre estas dos lanzaderas?
El cerebro y los músculos necesitan la glicerol fosfato lanzadera para transferir los electrones del NADH producido por glicólisis a la cadena respiratoria mitocondrial. En este proceso, el NADH dona sus electrones a la enzima glicerol fosfato deshidrogenasa en la membrana externa mitocondrial, lo que resulta en la producción de glicerol-3-fosfato y NAD+. Posteriormente, el glicerol-3-fosfato es transportado a la matriz mitocondrial donde es oxidado por la enzima mitocondrial glicerol fosfato deshidrogenasa para producir dihidroxiacetona fosfato y FADH2. Finalmente, FADH2 se oxida en la cadena respiratoria, dando como resultado la producción de ATP.
La lanzadera malato-aspartato, en cambio, se utiliza sobre todo en el corazón y los pulmones. El NADH producido por la glicolisis del citosol dona sus electrones durante este proceso a la enzima malato deshidrogenasa Luego, el malato se transporta a la matriz mitocondrial, donde es oxidado por la enzima mitocondrial malato deshidrogenasa, lo que resulta en la producción de oxalacetato y NADH. La oxidación del NADH generado en la cadena respiratoria conduce a la producción de ATP.
La principal diferencia entre estos dos lanzadores es que el lanzador con fosfato de glicerol produce menos ATP por molécula de NADH transferida (2 ATP) que el lanzador con malato-aspartato (3 ATP). Además, el glicerol fosfato se usa en los músculos y el cerebro, mientras que el ácido malato-aspártico se usa principalmente en el corazón y los pulmones.
6. Calcule el número de moléculas de ATP obtenidas por oxidación completa de una molécula de glucosa. Considere la lanzadera glicerol fosfato. Recuerde que para que los átomos de carbono provenientes de la glucosa que entran al ciclo de Krebs se oxiden completamente, se requiere que las moléculas de NADH y de FADH2 allí formadas sean Re oxidadas.
La cantidad total de NADH y FADH2 producida por la oxidación completa de una molécula de glucosa en la cadena de transporte de electrones es 10 y 2, respectivamente. Estas moléculas luego se utilizarán para generar ATP durante el proceso de fosforilación oxidativa.
Cada molécula de NADH genera alrededor de 2,5 moléculas de ATP, mientras que cada molécula de FADH2 genera aproximadamente 1,5 moléculas de ATP. Entonces, podemos calcular la cantidad de moléculas de ATP producidas a partir de una molécula de glucosa completamente oxidada de la siguiente manera:
10 moléculas de NADH por 2,5 ATP por molécula de NADH es igual a 25 ATP.
1,5 ATP por molécula de FADH2 multiplicado por 2 moléculas de FADH2 es igual a 3 ATP.
Como resultado, el número total de moléculas de ATP producidas por la oxidación completa de una molécula de glucosa es de 25 + 3 = 28 moléculas de ATP.
7. Analice la siguiente situación y responda las preguntas que se indican posteriormente
“El cianuro de potasio fue la sal que utilizó Manuel Acuña —el poeta de Saltillo— para suicidarse en un momento de desequilibrio emocional. Inicialmente, el poeta tuvo una sensación de quemazón, dolor de cabeza, dolor de garganta, vómito, debilidad muscular, convulsiones, calambres abdominales y finalmente luego de unos minutos la hipoxia tisular le produjo la muerte”
a. Cómo explica que luego de unos minutos el poeta dejó de respirar? Cómo se ve afectada la citocromo oxidasa, en este suceso?
El cianuro es un potente inhibidor de la cadena respiratoria que actúa inhibiendo la enzima citocromo oxidasa, que se encarga de la última transferencia de electrones del oxígeno para crear agua durante la respiración aeróbica. Al bloquear el citocromo oxidasa, el cianuro impide que el sistema respiratorio utilice oxígeno, lo que se traduce en una disminución de la producción de ATP y una acumulación de NADH y FADH2. Además, la función de la bomba de protones, que mantiene el gradiente de flujo de protones a través de la membrana mitocondrial interna, también se ve afectada por el cianuro.
El poeta Manuel Acuña tuvo una rápida disminución en la producción de ATP como resultado de la inhibición de la enzima citocromo oxidasa por parte del ácido cinámico de potasio. Hay una acumulación de electrones en los componentes de la cadena respiratoria cuando no hay suficiente oxígeno disponible, lo que puede conducir a la formación de radicales libres. producción y daño a la función mitocondrial. Finalmente, la hipoxia tisular y la acumulación de ácido láctico pueden provocar un mal funcionamiento generalizado de los órganos del cuerpo, incluido el sistema respiratorio, que puede ser fatal.
b. Si el envenenamiento no hubiera sido letal, que le hubiera administrado de forma oportuna al poeta para contrarrestar los efectos del cianuro y con qué finalidad?
El compuesto altamente tóxico conocido como cianuro actúa bloqueando la cadena respiratoria, lo que impide la producción de ATP. Es posible que se haya administrado una solución de nitrato de amonio seguida de una solución de tiosulfato de sodio si el envenenamiento no hubiera sido letal y se hubiera descubierto a tiempo. El nitrito de amilo funciona como un donante de nitrosil que se une a la hemoglobina para generar metahemoglobina, la cual ayuda a mover el citocromo oxidasa cytonuro y, como resultado, reacciona el sistema respiratorio. Por otro lado, el tiocianato, una sustancia menos tóxica que puede ser eliminada por el intestino, se crea cuando se une el tiosulfato de sodio con el cianuro. Neutralizar los efectos del cianuro y permitir la recuperación del paciente son los objetivos de la administración de estas sustancias. Es vital tener en cuenta que estas mezclas deben ser administradas por profesionales calificados en un ambiente controlado para evitar efectos secundarios no deseados.
c. Cuál es la importancia de la enzima ronadasa en el tratamiento de este tipo de intoxicación?
La enzima ronidasa, también conocida como rodanasa o tiocianato sulfrico liasa, es un catalizador para la conversión de tiocianato en sulfato y cianuro en tiocianato. Como resultado, ayuda en el tratamiento de la intoxicación por cianura al convertir los niveles de cianura en el cuerpo en tiocianato, que es menos tóxico y se excreta fácilmente a través de la orina.
Para crear metahemoglobina, que se combina con cianuro para crear cianometahemoglobina, que es más fácil de excretar, la ronidasa se puede administrar como una solución intravenosa en combinación con nitrato de sodio, que se transforma en ácido nítrico y oxígeno dentro del cuerpo. Los riones eliminan el exceso de tiocianato provocado por la ronidasa.
PARTE III: Vía de las pentosas y Gluconeogénesis
1. Que es y cuál es la importancia biológica de la vía de las pentosas fosfato? En que tejidos se lleva a cabo este proceso?
La generación de NADPH y ribosa-5-fosfato a partir de glucosa-6-fosfato es el objetivo de la vía de las pentosas-fosfato, que tiene lugar en el citosol de las células. Mientras que la ribosa-5-fosfato se usa para la detección de nucleósidos y ácidos nucleicos, el NADPH es un cofactor crucial para las reacciones de síntesis y defensa celular contra las especies reactivas del oxígeno. Además, la vía de la fibrosis de las pentosas desempeña un papel importante en el control de los niveles de glucosa en sangremediante la producción de intermediarios que pueden utilizarse en el proceso de síntesis de glucósidos. de la división celular y/o la síntesis de lipoproteínas, como las que se encuentran en el corazón, el tejido adiposo, los glóbulos rojos y los tejidos glandulares. También se lleva a cabo en tejidos con altos niveles de estrés oxidativo, como el corazón y el músculo esquelético.
2. Describa cinco características de cada una de las etapas que la constituyen.
3. Cuáles son las enzimas reguladoras de la vía? Que consecuencias fisiológicas y clínicas trae consigo la deficiencia de estas enzimas?
4. Describa tres semejanzas entre la vía de las pentosas fosfato y la glicólisis.
5. Para el eritrocito, qué utilidad tiene la realización de la vía de las pentosas fosfato?.
6. Qué es la gluconeogénesis? Cuál es su importancia biológica?
7. En cuáles tejidos se lleva a cabo y en qué condiciones fisiológicas?
8. Cuáles son los precursores para la síntesis de glucosa? ¿A partir de que vía se produce cada uno?
9. Describa tres semejanzas y tres diferencias de la glicólisis y la gluconeogénesis.
10. Cuántos ATP´s se producen o se gastan en esta vía?
11. Se dice que la gluconeogénesis está regulada por hormonas. Diga cuáles hormonas regulan la vía y cómo.
12. Qué es el ciclo de cori? En qué condiciones fisiológicas se lleva a cabo?
13. En qué tejidos se realiza este ciclo?
14. Cuál es su importancia biológica?
Ejercicios prácticos
1. Una niña de seis meses de edad a término y gestación normal fue llevada al hospital por fuertes dolores abdominales. Cuando la niña tenía seis semanas de nacida los padres expresaron que era irritable y no comía durante la noche, y al despertar en la mañana manisfestaba fatiga y desaliento. Sin embargo después de comer ella parecía estar más despierta y alerta. Previo a su visita al hospital ella había estado en ayuno toda la noche, y se le realizó una prueba de glicemia revelando 28 mg/dL (normal 70-110mg/dL) y pH 7.28 debido al ácido láctico. Los niveles de glucagón en sangre se encontraban aumentados mientras que los de insulina estaban más bajos de lo normal. Una biopsia hepática mostró aumento en los depósitos de lípidos y carbohidratos. Un análisis enzimático de tejido hepático mostró menos del 5% de la actividad normal de la enzima glucosa-6-fosfatasa. La niña fue alimentada con más frecuencia durante el día, se le suminstró glucosa oral toda noche vía nasogástrica. Dos días después la niña fue dada de alta. Al cabo de seis meses la niña mostró un aumento en la tasa de crecimiento y disminución de ácido láctico.
Responda:
a. Qué reacción cataliza la enzima glucosa-6 fosfatasa
b. Qué consecuencias metabólicas y fisiológicas trae la deficiencia de esta enzima?
c. Qué consecuencias bioquímicas y fisiológicas tienen los altos niveles de glucagón y las bajas concentraciones de insulina en sangre de esta paciente?
d. Cómo se denomina esta enfermedad metabólica?
e. Cuál es la fuente tisular de producción de ácido láctico?
f. Por qué la recomendación para los padres fue suministrar dieta alta en carbohidratos varias veces al día?
2. Un hombre de 48 años fue llevado al hospital en coma. Un amigo lo había encontrado inconsciente, su aliento olía a alcohol. El hombre vive solo, se alimenta mal; el amigo encontró
botellas de wisky vacías y latas de cerveza regadas por el suelo en la casa. El análisis de sangre reveló alcoholemia de 86 mmol/L (alrededor del 0.4%), la glicemia fue de 39 mg/dL, el lactato
se encontró 10 veces por encima de lo normal y el pH sanguíneo fue de 7.2. Se realizó inmediatamente una hemodiálisis y los niveles de alcohol en sangre cayeron rápidamente, recuperó la conciencia al cabo de unas horas. Luego dela diálisis se le administró glucosa intravenosa y se corrigió la hipoglicemia.
Responda:
a. Por qué el alcohol indujo hipoglicemia?
b. Describa dónde y cómo se oxida el alcohol en el ser humano?
c. Por qué la oxidación del exceso de alcohol en este individuo afecta la glicólisis en el hígado?
d. Por qué este paciente presentaba una alta concentración de lactato en sangre?