1-Metabolismo-de-glucidos

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METABOLISMO DE GLÚCIDOS
¿Qué analizaremos de cada 
nutriente?
DIGESTIÓN
• Hidrolisis de las macromoléculas a sus 
monómeros constitutivos, llevado a 
cabo por las enzimas digestivas.
ABSORCIÓN
• Mecanismos de transporte de 
moléculas a través de la membrana 
apical y basal del enterocito, hasta la 
circulación.
METABOLISMO
• Conjunto de reacciones 
químicas catalizadas por 
enzimas que suceden 
dentro de las células.
¿Cuáles son los glúcidos de la 
dieta?
 POLISACÁRIDOS:
Almidón, Celulosa, Hemicelulosa, Pectinas. 
 DISACÁRIDOS: 
Sacarosa, Lactosa, Maltosa.
 MONOSACÁRIDOS: 
Fructosa, Glucosa.
Repasando: Estructura del ALMIDÓN
Repasando: Estructura de los DISACÁRIDOS
SACAROSA 
MALTOSA
LACTOSA 
 Digestión:
- Boca: Amilasa salival.
- Luz del intestino delgado: Amilasa pancreática.
- Ribete en cepillo de las células intestinales:
Disacaridasas.
 Absorción: Difusión facilitada y cotransporte
con Na+.
Veamos en detalle…
¿Cómo son digeridos y 
absorbidos?
Digestión:
AMILASA SALIVAL (Ptialina)
•Sustrato: Almidón.
•pH óptimo de acción: 6,9.
•Acción enzimática:
Hidrólisis de enlaces alfa 1-4 glicosídicos
ENDOAMILASA.
•Productos: 
Maltosa, Maltotriosa, Dextrinas límite.
•Comentarios:
Acción limitada por el escaso tiempo de permanencia 
del bolo alimenticio en la boca. El pH del jugo gástrico 
la inactiva.
Digestión:
AMILASA PANCREATICA
•Sustrato: Almidón.
•pH óptimo de acción: 8.
•Acción enzimática:
Hidrólisis de enlaces alfa 1-4 glicosídicos
ENDOAMILASA.
•Productos: 
Maltosa, Maltotriosa, Dextrinas límite.
•Comentarios:
Poderosa acción hidrolítica. Su pH óptimo se logra 
gracias a la secreción pancreática de Bicarbonato.
Digestión de superficie:
DISACARIDASAS
•MALTASA:
Hidrólisis de enlaces alfa 1-4 glicosídicos (Maltosas)
• ISOMALTASA: 
Hidrólisis de enlaces: 
alfa 1-4 glicosídico (Maltosa)
alfa 1-6 glicosídicos (Dextrinas límite e isomaltosas)
•SACARASA:
Hidrólisis de enlaces alfa 1-2 ó beta 2-1 glicosídicos 
(Sacarosas)
•LACTASA:
Hidrólisis de enlaces beta 1-4 glucosídicos (Lactosas) 
Absorción de Monosacáridos
•GLUCOSA Y GALACTOSA:
- DIFUSION FACILITADA.
- COTRANSPORTE CON EL 
SODIO.
•FRUCTOSA:
- DIFUSION FACILITADA.
GLUT-5
Absorción de monosacáridos: 
COTRANSPORTE SODIO-GLUCOSA
SLGT1
Y ahora que fueron absorbidos, 
¿Cuál es el destino de los monosacáridos?
Vena porta
Hígado
Circulación general
CÉLULAS (metabolismo)
¿Cómo ingresan los monosacáridos a las células? 
DIFUSIÓN FACILITADA
• GLUT-1: se encuentra en la mayoría de las células, 
principalmente el eritrocito y placenta. Proporciona el 
transporte basal de glucosa a las células a velocidad 
relativamente constante.
• GLUT-2: presente en hígado, células β del páncreas, 
intestino delgado y riñón. Es el GLUT de menor afinidad, por 
lo que sólo está activo cuando la glucemia es alta.
• GLUT-3: En neuronas y testículos. Bajo Km por lo que tienen 
alta afinidad.
• GLUT-4: presentes en músculo y adipocitos. Son insulino-
dependientes, en presencia de insulina, aumentan su 
numero en la membrana plasmática. 
• GLUT-5: Se encuentra en intestino delgado y testículos. Es el 
transportador específico de fructosa.
Vías metabólicas de los hidratos de 
carbono
GLUCOSA-6-P
GLUCOGENOGÉNESIS GLUCÓLISIS VÍA DE LAS PENTOSAS
ALMACENAMIENTO
(Hígado y músculo)
ENERGÍA NADPH + H+ y RIBOSA
GLUCOGENOLÍSIS
(Hígado)
GLUCONEOGÉNESIS
(Hígado y riñón)
GLUCOSA
¿Cómo se debe estudiar una vía metabólica?
Se deberá considerar:
1. ¿En qué consiste la vía?¿Cuál es su finalidad?
2. Localización tisular y celular.
3. Etapas involucradas.
4. Precursor/es y producto/s final/es.
5. Reacciones químicas intervinientes.
6. Regulación.
7. Balance energético.
Comencemos con saciedad…
Recordar que luego de una ingesta rica de hidratos de 
carbono, aumenta la secreción de insulina, con el 
objetivo de regular la glucemia. 
GLUCÓLISIS
• ¿Qué es la glucólisis?
La glucólisis es la degradación oxidativa de la glucosa con fines 
energéticos.
• ¿Cuál es su localización tisular?
Se realiza en todos los tejidos.
• ¿Cuál es su localización celular?
El citosol.
• ¿Cuál es la finalidad de la misma?
• Hígado, cerebro, riñón y tejidos en general: aportar energía química.
• Músculo esquelético: aportar energía para la contracción muscular y 
lactato (ciclo de Cori).
• Eritrocito: única vía para aportar energía y forma 2,3 DPG.
• Adiposo: aportar energía y dihidroxiacetona-P para la formación de 
glicerol-P (precursor triacilglicéridos).
PRIMERA FASE
Fosforilación en C6
Hexoquinasa/Glucoquinasa1
5
2
3
4
Isomerización 
Fosfoglucoisomerasa 
Fosforilación en C1
Fosfofructoquinasa I 
Ruptura en 2 
triosas 
Aldolasa 
Isomerización 
Triosa fosfato isomerasa 
Glucosa
Glucosa-6-fosfato (G6P)
Fructosa-6-fosfato (F6P)
Fructosa-1,6-bifosfato (FBP)
Dihidroxiacetona fosfato (DHAP)
Gliceraldehído-3-fosfato (G3P) Gliceraldehído-3-fosfato 
(G3P)
La reacción tiende a ir hacia la formación de gliceraldehido-3-
P. Por lo que se obtendrán 2 gliceraldehido-3-P.
En la 1° fase se 
gastan 2 moléculas 
de ATP.
Oxidación y fosforilación
Gliceraldehído-3-fosfato 
desidrogenasa
6
Fosforilación a nivel 
sustrato
Fosfoglicerato quinasa
7
Isomerización 
Fosforiglicerato 
mutasa
8
Fosforilación a nivel 
sustrato
Piruvato quinasa
10
Deshidratación 
Enolasa 
9
Piruvato
Gliceraldehído-3-fosfato (G3P)
1,3-bifosfoglicerato (BPG)
3-fosfoglicerato (3PG)
2-fosfoglicerato (2PG)
Fosfoenolpiruvato (PEP)
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
En la 2° fase se 
generan 4 
moléculas de ATP 
por fosforilación a 
nivel de sustrato.
El L-lactato se forma y utiliza continuamente en condiciones aeróbicas también. 
Importancia del metabolismo del lactato:
- Fuente importante de energía
- Principal precursor gluconeogénico
- Molécula de señalización, con efecto autocrino, paracrino y endocrino
Brooks G.A. La ciencia y la traducción de la teoría del transporte de lactato. Cell Metabolism. Volumen 27, 
Número 4, p 757-785. 3 de abril de 2018.
SIN MITOCONDRIAS: ERITROCITOS
Glucosa
 ATP
Glucosa 6P 
Fructosa 6P
 ATP
Fructosa 1,6 difosfato
Dihidrixiacetona P Gliceraldehído 3P (x 2)
NAD+  NADH + H+
1,3 difosfoglicerato 
ATP 
3 fosfoglicerato 
2 fosfoglicerato
PEP
ATP  NAD+ NADH + H+
Piruvato Lactato
Lactato deshidrogenasa
LACTATO
ACETILCoA
PIRUVATO
Piruvato
deshidrogenasa
Lactato 
deshidrogenasa
CON MITOCONDRIAS:
Mitocondria Citosol
Citoplasma
Mitocondria
1 Glucosa
2 Piruvato
Piruvato
Acetil˜CoA
Ciclo de
Krebs y cadena de transporte
Piruvato
deshidrogenasa
El piruvato
atraviesa la MM
El Acetil˜CoA
no puede
INGRESO DEL PIRUVATO A LA MITOCONDRIA
REGULACION DE LA GLUCÓLISIS:
En la glucólisis encontramos 3 enzimas que pueden ser reguladas por:
1. Concentración de glucosa intracelular:
 La glucólisis es favorecida en situaciones de saciedad, dietas 
hiperglucídicas y ante un aumento de la glucogenolisis muscular, como 
ocurre en el ejercicio. Todas estas situaciones ↑glucosa intracelular.
× A falta de sustrato (glucosa) la glucólisis se va a encontrar reducida, 
por ejemplo en situación de ayuno.
2. Regulación alostérica:
 La glucólisis es estimulada por fructosa-2,6-bifosfato, ↓ATP/ADP y 
↓NADH+H+/NAD+(baja energía intracelular).
× La glucólisis se ve inhibida por acetil-CoA, citrato, ↑ATP/ADP y 
↑NADH+H+/NAD+(alta energía intracelular).
3. Regulación hormonal:
 Relación Insulina/glucagon
PUNTOS DE REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS
1. HEXOQUINASAS I, II, III/GLUCOQUINASA
HEXO/GLUCO-
QUINASA
1° REACCIÓN DE TODAS LAS VÍAS QUE UTILIZAN GLUCOSA COMO SUSTRATO!
Diferente tipo de regulación si es Hexoquinasas I,II,III o Glucoquinasa, veamos…
HEXOQUINASAS 
(Isoenzimas I,II,III)
GLUCOQUINASA 
(Isoenzima IV)
Localización: Todas las células 
(exceptohígado y 
células β del páncreas).
Hígado y células β del 
páncreas.
Especificidad: Actúan sobre diferentes 
hexosas.
Especifica de glucosa.
Afinidad: Alta afinidad (bajo km). 
NO se ve afectada por la 
disminución en la 
glucemia.
Baja afinidad (alto km). 
Actúa en saciedad 
(glucemia alta) 
Estimulada por sustrato 
(glucosa).
Inhibición por producto 
(glucosa-6-P):
SI, alostéricamente. NO.
Inducida por insulina: NO. SI, genéticamente.
PUNTOS DE REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS
2. FOSFOFRUCTOQUINASA 1
PRINCIPAL PUNTO DE REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS!
FOSFOFRUCTO
QUINASA 1
Fructosa-6-fosfato Fructosa-1,6-bifosfato
Regulación alostérica (estimulada): ADP, AMP (baja energía intracelular), 
fructosa-2,6-bifosfato.
Inhibida por: ATP (alta energía intracelular), citrato.
Regulación hormonal: ↑ insulina / glucagón (enzimas activas desfosforiladas)
FRUCTOSA-6-FOSFATO
FOSFOFRUCTO
QUINASA 1
FRUCTOSA-1,6- DIFOSFATO
INSULINA
FOSFOFRUCTOQUINASA 2
FRUCTOSA-2,6-
DIFOSFATO
FRUCTOSA-6-FOSFATO
FOSFOFRUCTO
QUINASA 1
FRUCTOSA-1,6-DIFOSFATO
GLUCAGON
FOSFOFRUCTO
QUINASA 2
FRUCTOSA-2,6-
DIFOSFATO
PUNTOS DE REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS
FRUCTOSA-1,6-DIFOSFATO
PIRUVATO QUINASA
Regulación alostérica (estimulada): ADP (baja energía intracelular).
Inhibida por: ATP (alta energía intracelular), acetil-CoA.
Regulación hormonal: ↑ insulina / glucagón (enzimas activas desfosforiladas)
Lanzaderas de equivalentes de reducción
A. Glicerol 3P 
B. Malato Aspartato
3
Formas de transportar los equivalentes de reducción generados en el 
citoplasma a través de la MMI, para que puedan llegar a la cadena de 
transporte de electrones y generar ATP por fosforilación oxidativa.
GLUCOGENOGÉNESIS
• ¿Qué es la glucogenogénesis?
La glucogenogénesis es una vía de síntesis de glucógeno a partir de 
glucosa-6-fosfato.
• ¿Cuál es su localización tisular?
Hígado y músculo.
• ¿Cuál es su localización celular?
El citosol.
• ¿Cuál es la finalidad de la misma?
Generar reservas de glucógeno principalmente en situaciones de saciedad, 
para luego utilizar esa reserva como fuente de glucosa en:
• ayunos cortos (menos de 12 horas), 
• estrés, 
• actividad física.
Repasando: Estructura del GLUCÓGENO
Glucogenogénesis
Etapas:
1- biosíntesis de UDP-glucosa
2- biosíntesis de la cadena lateral
3- formación de los puntos de ramificación
1- biosíntesis de UDP-glucosa
2- biosíntesis de la cadena lateral
3- formación de los puntos de 
ramificación
Enzima Ramificante
Activa desfosforilada
(-) Ca2+
VÍA DE LAS PENTOSAS
• ¿Qué es la vía de las pentosas?
La vía de las pentosas es una vía de degradación oxidativa secundaria de la 
glucosa sin fines energéticos.
• ¿Cuál es su localización tisular?
Se realiza en todos los tejidos, principalmente en hígado, tejido adiposo, 
glándulas suprarrenales, eritrocito, glándulas sexuales.
• ¿Cuál es su localización celular?
El citosol.
• ¿Cuál es la finalidad de la misma?
Generar ribosa-5-fosfato y NADPH+H+:
• Ribosa-5-fosfato: para la síntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos.
• NADPH+H+: coenzima reducida que en vez de ir a la cadena de 
transporte de electrones para generar ATP, es utilizada para la síntesis 
de ácidos grasos, colesterol, ácidos biliares y hormonas esteroideas.
• En el eritrocito, los NADPH+H+ permiten mantener al glutatión 
(tripéptido) reducido y este efecto es antioxidante.
Glucosa 6P DHG
Destino:
- Vías Anabólicas
- Eritrocitos
Destino: 
Síntesis de
Nucleótidos y 
ác. Nucleicos
Que sucede en el ayuno…
Recordar en periodos de ayuno, aumenta la secreción de 
glucagón, con el objetivo de regular la glucemia. 
GLUCONEOGÉNESIS
• ¿Qué es la gluconeogénesis?
La gluconeogénesis es la síntesis reductiva de glucosa a partir de 
compuestos no glucídicos. 
Éstos son: lactato (músculo, eritrocito), piruvato (proveniente del 
catabolismo de aminoácidos), glicerol (proveniente del catabolismo de 
TAG), intermediarios del Ciclo de Krebs.
• ¿Cuál es su localización tisular?
Hígado, riñón, intestino.
• ¿Cuál es su localización celular?
Citosol y mitocondria.
• ¿Cuál es la finalidad de la misma?
Generar glucosa principalmente en situación de ayuno prolongado 
(12-15hs) y estrés para mantener la glucemia en valores normales. Hay 
tejidos como el sistema nervioso central y el eritrocito que en condiciones 
normales sólo utilizan glucosa como sustrato energético.
NO es el camino inverso de la glucólisis!!
La glucólisis tiene 3 pasos irreversibles, las enzimas: 
1. Hexoquinasa
2. Fosfofructoquinasa 1
3. Piruvato quinasa
No catalizan la reacción inversa. 
Se requieren otras enzimas en la gluconeogénesis: 
3. Piruvato carboxilasa y 
fosfoenolpiruvato carboxiquinasa
2. Fructosa-1,6-bifosfatasa
1. Glucosa-6P-fostasa.
Para el resto de las reacciones participan las mismas enzimas que 
en la glucólisis, pero catalizando la reacción inversa.
• Al partir de piruvato, éste mediante la enzima piruvato 
carboxilasa, se transforma en oxaloacetato. 
• Esta reacción es mitocondrial, irreversible y regulable.
• Se incorpora CO2 se forma un nuevo grupo carboxilo.
• La reacción sucede con gasto de 1 ATP por piruvato. 
• Al necesitar 2 moléculas de piruvato, se gastarán 2 ATP en este 
paso.
• Se requiere biotina como cofactor (B8).
ETAPAS
2 2
2 2
2
El oxaloacetato generado en la 
mitocondria no tiene 
transportadores en la MMI, por lo 
que se transforma en malato para 
poder atravesarla y en el 
citoplasma nuevamente se 
transforma en oxaloacetato. Las 
enzimas implicadas en esta 
lanzadera son: malato 
deshidrogenasa mitocondrial y 
citosólica.
DEGRADACIÓN AA
GLUCÓLISIS 
(Músculo
Eritrocito)
DEGRADACIÓN AA
CICLO DE KREBS
Piruvato 
Carboxilasa
Malato
DHG mit
Malato
DHG cit
ETAPAS
2
2
2
2
2
2
2
2
CITOSOL
MITOCONDRIA
• El oxaloacetato en el citosol es sustrato de la enzima 
fosfoenolpiruvato carboxiquinasa.
• Se descarboxila  perdida de CO2. 
• La reacción sucede con gasto de 1 GTP por oxaloacetato. 
• Al ser 2 moléculas de oxaloacetato, se gastarán 2 GTP en este paso.
ETAPAS
2 2
2 22
DEGRADACIÓN TAG
Fructosa-1,6-bisP fosfatasa
Glucosa-6-P 
fosfatasa
E
T
A
PA
S
PEP carboxiquinasa
Desde el 
fosfoenolpiruvato 
hasta la fructosa-
1,6-biP, se utilizan 
las mismas 
enzimas que en la 
glucólisis pero en 
sentido inverso, 
con gasto de 
energía.
Etapas irreversibles, 
catalizadas por las 
enzimas: fructosa-1,6-
bisP fosfatasa y glucosa-
6P fosfatasa, regulables.
En la 
gluconeogénesis 
se gastan 6 ATP 
en total.
X 2
X 2
Etapa irreversible
SUSTRATOS:
•A partir de LACTATO
CICLO DE CORI
Glucolisis
CICLO DE LA ALANINA
SUSTRATOS:
•A partir de AA: PIRUVATO
REGULACION DE LA GLUCONEOGÉNESIS:
En la gluconeogénesis hay 3 enzimas regulables por:
1. Concentración de glucosa intracelular:
 La gluconeogénesis es favorecida en situaciones de ayuno, 
donde el aporte de glucosa es bajo.
× Estará inhibida la vía cuando haya suficiente glucosa 
intracelular.
2. Regulación alostérica:
 La gluconeogénesis es estimulada por acetil-CoA, ↑ATP/ADP y 
↑NADH+H+/NAD+ (alta energía intracelular).
× La gluconeogénesis se ve inhibida por fructosa-2,6-bifosfato, 
↓ATP/ADP y ↓NADH+H+/NAD+(baja energía intracelular).
3. Regulación hormonal:
 Relación ↓Insulina/glucagón. Las enzimas de la vía están activas 
fosforiladas.
PUNTOS DE REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESIS
PIRUVATO CARBOXILASA: 
Estimulada alostéricamente por: Acetil-CoA, ATP (alta energía intracelular).
Inhibida alostéricamente por: ADP (baja energía intracelular).
FOSFOENOLPIRUVATOCARBOXIQUINASA: Inhibida por: ADP
FRUCTOSA 1-6 BISP FOSFATASA:
Estimulada alostéricamente por: ATP 
Inhibida alostéricamente por: ADP y AMP y fructosa-2.6 bifosfato.
GLUCOSA-6P FOSFATASA:
Inhibida alostéricamente por: AMP y glucosa y Pi (productos).
En ayuno:
Relación ↓ Insulina/ Glucagón
Glucagón: hormona con receptor de membrana asociado a proteína G y 
AMPc como 2ºmensajero. Activa cascada de fosforilaciones. Las enzimasde 
la gluconeogénesis están activas fosforiladas.
Regulación: Glucolisis/Gluconeogénesis
GLUCOGENÓLISIS
• ¿Qué es la glucogenólisis?
La glucogenólisis es una vía de degradación del glucógeno almacenado 
generando como producto glucosa (hígado) o glucosa-6-fosfato (músculo).
• ¿Cuál es su localización tisular?
Hígado y músculo.
• ¿Cuál es su localización celular?
El citosol.
• ¿Cuál es la finalidad de la misma?
• Hígado: generar glucosa y liberarla a la circulación para mantener la 
glucemia en niveles normales, principalmente en situaciones de ayuno o 
estrés.
• Músculo: generar glucosa-6-fostafo para producir energía (glucólisis) 
para el propio tejido, en situaciones de actividad física.
Glucogenólisis
1- la enzima glucógeno fosforilasa hidroliza enlaces
α (1→4), liberando Glucosa-1P, hasta 4 restos antes 
del punto de ramificación
La Glucosa-1P liberada se isomeriza a Glucosa-6P 
por acción de una mutasa
La enzima desramificante cataliza dos reacciones sucesivas:
1. La transferencia de 3 (de los 4) residuos de glucosa a la secuencia 
lineal del polisacárido.
2. Hidrólisis del enlace α (1→6), liberando Glucosa.
ACTIVA 
FOSFORILADA
INACTIVA 
FOSFORILADA
REGULACIÓNH
ORMONAL
Se activa 
cascada de 
fosforilaciones
Regulación alostérica de la glucógeno fosforilasa 
En músculo:
- En ejercicio intenso ATP  ADP y AMP
modulador +
modulador -
glucógeno fosforilasa b (inactiva)
modulador -
Glucógeno  glucosa-6P 
- En reposo las concentraciones de ATP y glucosa-6P son altas, casi 
toda la glucógeno fosforilasa b se mantiene inactiva. 
En hígado:
glucógeno fosforilasa a (activa)
glucógeno  glucosa modulador -
G
L
U
C
O
G
E
N
O
G
É
N
E
S
IS
G
L
U
C
O
G
E
N
O
L
IS
IS
Presente 
solamente en 
hígado
CONCLUSIONES AYUNO/SACIEDAD
FIN