Guia A HC Glucolisis

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CARRERA: MEDICINA CÁTEDRA: BIOQUÍMICA 
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MODULO TEÓRICO PRÁCTICO IV y V parte A: 
 
TEMA IV. BIOENERGÉTICA Y METABOLISMO 
 
TEMA V: METABOLISMO INTERMEDIO: DIGESTIÓN Y METABOLISMO DE LOS 
HIDRATOS DE CARBONO 
 A. DIGESTIÓN, TRANSPORTE Y VÍA GLUCOLÍTICA 
 
 
Objetivos: 
 
• Nombrar la localización y función de las enzimas involucradas en la digestión de los 
carbohidratos. 
• Reconocer el mecanismo de absorción de la glucosa en diferentes tejidos. Diferenciar 
transporte activo y pasivo. 
• Explicar el funcionamiento de la glucólisis: etapas, enzimas involucradas, regulación, balance 
de ATP. 
• Reconocer diferentes niveles de regulación del metabolismo de hidratos de carbono, 
particularmente de la glucólisis. 
• Aplicar conceptos de termodinámica para explicar el papel de las reacciones irreversibles en 
la estrategia del metabolismo. 
• Relacionar parámetros cinéticos de la hexoquinasa y glucoquinasa con la regulación de la 
glucemia. 
• Conocer e interpretar los mecanismos regulatorios de las principales enzimas regulatorias de 
la glucólisis. 
• Relacionar deficiencias enzimáticas de la glucólisis y el transporte de O2 en el eritrocito. 
• Conocer la utilidad de la determinación de la glucemia en ayunas y el fundamento de la 
Prueba de Tolerancia Oral a la glucosa. 
 
 
BIBLIOGRAFÍA 
• Blanco, A., Química Biológica. Editorial El Ateneo. Ediciones 8ª, 9ª, 10 ª. 
• Devlin, T., Bioquímica con aplicaciones clínicas. Editorial Reverté S.A. Barcelona. 4ª edición. 
• Murray, Robert et al., Bioquímica De Harper, Vigésima edición. Editorial El manual moderno S.A. Bogotá. 
• Murray, Robert K; Rodwel, Victor W; Bender, David A; Botham, Katleen M; Kennelly, Peter J; Weil, P. 
Anthony. Harper. Bioquímica Ilustrada. Editorial McGraw-Hill 2010 y 2013 1ed. en español. 
• Stryer, Lubert; Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L. Bioquímica. Editorial Reverté S.A. 7a ed. Editorial 
Reverté, 2016. 
• Voet &Voet., BIOQUÍMICA Ediciones Omega. 3ª edición. 
• Voet, Donald; Voet, G. Judith; Pratt, Charlotte W. Fundamentos de Bioquímica. Editorial Médica 
Panamericana 2011, 2a edición y 2016, 4a edición. 
• Nelson D.L., Cox M. M. Lehninger Principios de Bioquímica. Editorial Omega, 4ª y 5ª edición. 
• Pascual J.M., B. Lecumberri, D. Wang, R. Yang, K. Engelstad, D.C. De Vivo. Deficiencia del 
transportador de glucosa tipo 1 (Glut1): manifestaciones de un síndrome neurológico hereditario. Rev 
Neurol 2004; 38:860-864. 
• Lienhard, Gustav E. Slot, Jan W. James, David E. Mueckler, Mike M. Absorción celular de la glucosa. 
Investigación y Ciencia 1992, Nº 186. 
 
 
 
 
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Cuestionario Guía 2 (Tema IV y V parte A) 
 
 METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO 
 
I. DIGESTIÓN Y TRANSPORTE 
 
1) Los carbohidratos deben ser digeridos a monosacáridos antes de ser absorbidos. Nombre las 
enzimas involucradas en la digestión de los mismos y su localización en el tracto digestivo. 
(Realizar antes y traer completo a la clase). 
 
2) Proteínas canales y transportadoras. 
a. Indique en un cuadro comparativo las diferencias y semejanzas entre canal y transportador en 
cuanto a: estructura, especificidad y cinética. (Realizar antes y traer completo a la clase). 
3) Asigne las características a cada tipo de transporte de la primera columna: 
TRANSPORTE a. requiere energía 
• mediado pasivo b. cinética de saturación 
 c. especificidad por el soluto transportado 
 d. susceptibilidad a la inhibición 
competitiva 
• mediado activo e. a favor de gradiente 
 f. contra gradiente 
 g. no requiere energía 
 
4) Con respecto al transporte de glucosa por los GluT. Responda: (Realizar antes y traer 
completo a la clase) 
a. Es mediado por proteínas: son canales o transportadores 
b. ¿Qué cinética de transporte presentan? ¿Qué tipo de curva presentan? ¿Tienen parámetros 
cinéticos, cuáles? 
c. ¿Transporta otros monosacáricos? 
d. ¿Es un transporte a favor o en contra de gradiente? ¿Requiere energía? 
 
5) a) ¿Por cuál o cuáles de los siguientes mecanismos se transporta glucosa en células 
humanas?: (Realizar antes y traer completo a la clase) 
• cotransporte con el K+. 
• antiporte impulsado por un gradiente de H+. 
• simporte impulsado por un gradiente de Na+. 
• difusión facilitada. 
 
b) Mencione cuál de esos mecanismos de transporte de la glucosa corresponde a: 
- entrada a la célula intestinal 
- pasaje desde células del intestino a sangre 
- entrada desde la sangre a células de tejido muscular y adiposo 
- reabsorción renal 
 
c) Esquematice una célula intestinal y ubique los dos tipos de transportadores de glucosa 
presentes en la misma. Coloque claramente la posición del lumen intestinal y de la sangre. 
Coloque la bomba de sodio-potasio. 
 
 
 
 
 
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6) Transportadores GLUT. Leer dos artículos científicos sobre GluT: 1. Lienhard Leer el artículo 
completo) y 2. Pascual (Leer: Introducción, Diagnóstico, Tratamiento, Conclusión) y completar los 
ítems a continuación. 
a) El estudio de la incorporación de glucosa a las células reviste especial interés con relación al 
mantenimiento de la glucemia en condiciones fisiológicas y patológicas. La figura ilustra la 
velocidad de entrada de glucosa a las células en función de la [glucosa] para distintos 
transportadores (GluT). ¿Qué tipo de transporte se realiza a través de los GluT? ¿Qué curva 
asignaría al cerebro y cuál al hígado en virtud de sus características metabólicas? ¿En cuál de los 
dos tipos de GluT (el presente en cerebro o en el hígado) el transporte de glucosa es 
independiente de la glucemia y en cuál es proporcional a la misma? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Se ha encontrado que la Insulina estimula la entrada de glucosa en las células musculares y 
en los adipocitos, a través del GluT 4, en el período postprandial. 
i. Indique qué parámetro cinético del transporte de glucosa se modifica luego de la unión de la 
insulina a sus receptores. ¿Por qué se modifica ese parámetro cinético y no el otro? 
ii. Relacione con la curva de transporte de la glucosa por transportadores GluT y con la ecuación 
que describe la velocidad de entrada de glucosa a la célula. ¿Cómo sería la nueva curva luego 
de la activación del transporte debido a la insulina? 
iii. Describa los eventos que ocurren a partir de la unión de la insulina a sus receptores en los 
miocitos y adipocitos. 
 
c) Indique qué ocurre con los GluT 4 en miocitos durante el ejercicio físico. ¿Hay entrada de 
glucosa al miocito? ¿De qué mecanismo depende? Considere qué sucede con la secreción de 
insulina durante el ejercicio físico. 
d) Con respecto al síndrome asociado con la deficiencia del transportador GluT 1: 
Mencione el método de diagnóstico, los síntomas asociados y el tratamiento adecuado. 
(Ver artículo: Pascual y col. 2004. Rev Neurol 38:860-864. Leer los subtítulos: Introducción, 
Diagnóstico, Tratamiento, Conclusión). 
 
II. VÍA GLUCOLÍTICA 
 
7) Justifique la siguiente aseveración: “Una vez que la glucosa entra en las células, sufre una 
fosforilación que constituye la fuerza directriz para la absorción de glucosa”. 
 
8) Los carbohidratos constituyen aproximadamente el 50% del total calórico consumido en la dieta 
humana. Sin embargo, sólo el 1% del peso corporal es atribuible a los mismos. ¿Cómo se puede 
explicar esto? 
 
Physiological Range: Intervalo fisiológico de variación de la glucemia 
 
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9) I. Escriba la ecuación global de la glucólisis (de glucosa a piruvato). 
II. Identifique cuantos carbonos tiene la glucosa y cuantos el piruvato. ¿Cuál de ambas moléculas 
está más oxidada? 
III. Responda V (verdadero) o F (falso): 
a. En los organismos vivosexisten vías aeróbicas y anaeróbicas de degradación de glucosa. 
b. Todas las enzimas involucradas en la glucólisis se encuentran en el citosol. 
c. La glucólisis es una vía catabólica oxidativa que convierte glucosa (6C) en piruvato (3C) y 
consume NADH. 
d. El último paso de la vía glucolítica en las células musculares (catalizado por la enzima lactato 
deshidrogenasa) no funciona si hay suficiente O2 presente para permitir la oxidación aeróbica del 
NADH. 
 
10) En una célula que funciona anaeróbicamente: 
a) ¿Cuál es el rendimiento en ATP por mol de glucosa libre convertido en lactato? 
b) Si el AG°’ de la reacción global es de -196 kJ/mol de glucosa y el de AG°’ de formación del ATP 
es de +30,5 kJ/mol, la eficiencia de la glucólisis anaeróbica es del 31,12%. 
Escriba la reacción global y responda: ¿Por qué el AG°’ de la reacción global es negativo? ¿Por 
qué el de la formación de ATP es positivo? ¿Qué significa que la eficiencia sea del 31,12%? 
c) Mencione las células del cuerpo humano capaces de realizar glucólisis anaeróbica. 
d) Escriba la reacción catalizada por la enzima Lactato deshidrogenasa. 
 
11) a) Defina cuáles son los principales tipos de regulación de la actividad enzimática a corto 
y a largo plazo. 
 b) Mencione cuáles son las enzimas regulatorias de la glucólisis, escriba la reacción que 
catalizan e indique todos los mecanismos de regulación (aclarando el tipo de mecanismo) para 
cada una de estas enzimas reguladoras. 
 
12) ¿Cuáles de las descripciones de la columna de la derecha corresponden a las enzimas 
de la izquierda? 
 
HEXOQUINASA a. se encuentra en hígado 
 Km = 0,1 mM b. se encuentra en tejidos extrahepáticos 
 c. es específica para glucosa 
 d. requiere ATP 
GLUCOQUINASA 
 Km ≥ 10 mM 
e. asegura que el hígado no compita con otros tejidos por 
la disponibilidad de glucosa 
 f. es inhibida por glucosa 6 fosfato 
g. es regulada por translocación desde y hacia el núcleo, 
en respuesta a cambios en la concentración de glucosa 
libre y de fructosa 6-P. 
h. su síntesis es inducida por una relación 
insulina/glucagón elevada 
 
13) Indique V (verdadero) o F (falso) al lado de cada ítem. Justifique cada respuesta. 
a) El flujo y concentración de intermediarios de la glucólisis varían con las necesidades del 
organismo. 
b) Los puntos de control son las reacciones catalizadas por la hexoquinasa, fosfofructoquinasa I 
(PFK l) y piruvato quinasa ya que operan próximas al equilibrio. 
c) La PFK l es el principal punto de control de la glucólisis. 
d) La PFK l es muy sensible a un aumento en la concentración de protones. 
e) Si el nivel de ATP es alto, el control por retroalimentación negativa de la enzima PFK I impide la 
entrada de glucosa en la vía glucolítica. 
 
 
 
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14) La célula “censa” los niveles de metabolitos claves y en base a ello regula la velocidad del 
catabolismo de la glucosa. 
a) Indique las enzimas glucolíticas que responden a las siguientes condiciones intracelulares. 
Condición I: Relación ATP/ ADP alta. 
Condición II: Llegada al ciclo de Krebs de mucho acetilCoA. 
 
b) Para cada condición mencione el mecanismo de control de la actividad enzimática 
correspondiente. 
 
15) Las hormonas insulina y glucagón participan de la regulación de la glucólisis. 
a. Indique para cada una de ellas: 
- Lugar de síntesis. – Naturaleza química indicando si son hidrofílicas o lipofílicas, 
- Localización celular de sus receptores. – Segundos mensajeros conocidos (para glucagón) 
- Situación metabólica (Período postprandial o Ayuno) en la que aumenta su secreción. 
 
b. Describa el mecanismo por el cual el aumento de glucemia conduce a la secreción de 
insulina por las células β-pancreáticas. 
 
c. Indique F o V en cada uno de los siguientes ítems y justifique los ítems falsos 
i. La insulina estimula la glucólisis hepática incrementando los niveles de fructosa 2,6 bifosfato. 
ii. La fructosa 2,6 bifosfato es un monosacárido (hexosa bifosfato) que no es un intermediario de 
la glucólisis. 
iii. La fructosa 2,6 bifosfato es un efector alostérico negativo de la enzima fosfofructoquinasa I 
(PFK-1) (enzima también denominada 6-fosfofructo-1-quinasa). 
iv. La inhibición de la fosfofructoquinasa I por disminución de fructosa 2,6 bifosfato inhibe la 
glucólisis en hígado. 
v. La síntesis y degradación de la fructosa 2,6 bifosfato son catalizadas por una enzima 
bifuncional. 
vi. El glucagón estimula a la porción fosfofructoquinasa II (PFK-2), de la enzima bifuncional 
hepática, por fosforilación dependiente de proteína quinasa A (PKA). 
vii. Si la relación insulina/glucagón es alta se inhibe la glucólisis hepática. 
viii. La piruvato quinasa es regulada a largo plazo por la insulina (quien estimula su síntesis). 
ix. El glucagón estimula la fosforilación de la enzima piruvato quinasa hepática y la activa. 
x. En los diabéticos tipo I no tratados la relación insulina/ glucagón es baja aún en periodo 
postprandial. 
xi. En los diabéticos tipo I no tratados la glucólisis hepática está aumentada. 
xii. En los diabéticos tipo I no tratados los niveles de fructosa 2,6 bifosfato hepáticos son más 
bajos que en un individuo sano, por lo que la actividad de la PFK 1 se encuentra disminuida. 
 
d) Escriba las reacciones catalizadas por la enzima bifuncional (PFK2 - F2,6 bifosfatasa) y 
mencione para cada reacción cuál es el dominio responsable. 
e) Dada la siguiente lista, adjudique todas las características que corresponden en cada caso. 
Lista: PFK-1. Fructosa 2,6 biP. PFK2 - F2,6 bifosfatasa. Fructosa 6 P. Fructosa 
1,6 biP. 
Características: Enzima. Proteína. Monosacárido. Hexosa mono o bifosfato. Intermediario de la 
glucólisis. Modulador alostérico. Cataliza una reacción de la glucólisis. Sufre regulación covalente. 
 
16) La hormona adrenalina, liberada durante el ejercicio físico, tiene diferentes efectos sobre la 
glucólisis en el hígado y en el músculo. Coloque F o V y justifique los ítems falsos: 
a. El aumento del AMPc en hepatocitos (ocasionado por la adrenalina o el glucagón) es el 
responsable del aumento de los niveles de fructosa 2,6 bifosfato hepáticos. 
b. La unión de la adrenalina a sus receptores hepáticos desencadena la activación de la 
fosfofructoquinasa II y la inactivación de la actividad fructosa 2 ,6 bifosfatasa de la enzima 
bifuncional (PFK2 - F2,6 bifosfatasa). 
c. La unión de la adrenalina a los receptores presentes en el músculo cardíaco desencadena la 
activación de la fosfofructoquinasa 2 y la inactivación de la actividad fructosa 2,6 bifosfatasa de 
la enzima bifuncional (PFK2 - F2,6 bifosfatasa). 
d. La adrenalina inhibe la glucólisis en hígado y aumenta la glucólisis en músculo cardíaco. 
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17) El transporte de O2 en el eritrocito puede estar afectado por anomalías genéticas de la 
glucólisis. 
a. ¿Cómo se relaciona la glucólisis en el eritrocito y el transporte de O2 por la hemoglobina? 
b. ¿Cómo se afecta la afinidad de la hemoglobina por el O2 cuando hay deficiencia parcial de la 
enzima hexoquinasa en el eritrocito? 
c. ¿Cómo se afecta la afinidad de la hemoglobina por el O2 cuando hay deficiencia parcial de la 
enzima piruvato quinasa en el eritrocito? 
 
18) La deficiencia parcial de la enzima Piruvato quinasa es poco frecuente, pero es el defecto 
genético más común de la vía glucolítica. Como el eritrocito maduro es totalmente dependiente de 
la actividad glucolítica para la producción de ATP, la célula se hincha y se produce la lisis. 
Explique por qué se produce este efecto y por qué los reticulocitos de estos pacientes tienen 
niveles normales de ATP. 
 
19) Determinación de Glucemia en ayunas 
a. ¿Por qué la determinación de glucosa en suero sanguíneo se hace a partir de una muestra 
tomada en ayunas? 
b. ¿Qué rango de valores se consideran normales para la glucemiaen ayunas? 
 
20) Prueba de Tolerancia oral a la glucosa (ver anexos I y II) 
a. Describa en qué consiste la PTOG (Prueba de Tolerancia Oral a la Glucosa) y mencione en qué 
situaciones se solicita la misma. Explique porqué es necesario medir inicialmente la glucemia en 
ayunas. 
b. Antes del descubrimiento de la insulina por Banting y Best en 1921, la mitad de las diabéticas 
embarazadas fallecían, la mortalidad fetal era sumamente alta y aquellos que alcanzaban a nacer 
tenían, frecuentemente, malformaciones congénitas. Hoy, con un excelente control metabólico, es 
posible que la embarazada diabética logre culminar la gestación con un resultado similar a una 
embarazada no diabética. Como la diabetes gestacional es asintomática, se ha propuesto que se 
trate de establecer su diagnóstico en todas las embarazadas. 
Luego de leer el Anexo I “Diabetes y embarazo”, responda: 
i. ¿Qué prueba relacionada con la glucemia le solicita a la paciente embarazada en la primera 
consulta? Considere una paciente sin antecedentes y otra con antecedentes de Diabetes 
Gestacional (DG). 
ii. ¿Cuáles son los valores de glucemia en ayunas que se consideran normales para esta situación 
fisiológica (embarazo) según el Ministerio de Salud? 
iii. Si le informan un valor normal en la paciente sin antecedentes de DG, ¿qué conducta sigue? 
iv. ¿Cómo se diagnostica la diabetes gestacional? 
c. Luego de leer en Anexo II, compare en una tabla los valores considerados normales y 
patológicos, para glucemia en ayunas y la PTOG en adultos. 
 
21) Con relación a la Hb A1c (hemoglobina glucosilada), responda: 
 
a. ¿En qué consiste la glicosilación de las hemoglobinas? 
b. ¿Cuál es la utilidad clínica de conocer su valor? 
c. ¿Cuál es su relación con la glucemia? 
d. ¿Cuál es la vida media de la Hb glucosilada?