metabolismo de los carbohidratos

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METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
BIOQUIMICA II
Bq. Fabiola Rios
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Procesos metabólicos de la glucosa
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Función: ESTA ES LA VÍA METABÓLICA ENCARGADA DE METABOLIZAR LA GLUCOSA, CON LA FINALIDAD DE OBTENER ENERGÍA – ATP 
CUANDO COMEMOS CARBOHIDRATOS ESTOS SE VAN A METABOLIZAR Y MUCHOS DE ELLOS VAN A CONVERTIRSE EN GLUCOSA, ESTA INGRESA EN LA CÉLULA PARA SER FOSFORILADA, ESTA FOSFORILACIÓN SE REALIZA PARA QUE LA GLUCOSA NO PUEDA VOLVER A SALIR DE LA CÉLULA (ATRAPADA)INICIANDO ASÍ LA PRIMERA REACCIÓN DE ESTA RUTA.
Glucolisis aeróbica- presencia de oxigeno
Glucolisis anaeróbica – ausencia de oxigeno
Se realizan 10 reacciones enzimáticas que convierte la glucosa en 2 moléculas de piruvato.
GENERALIDADES. GLUCOLISIS
IMPORTANCIA BIOMÉDICA
Casi todos los tejidos tienen al menos cierto requerimiento de Glucosa.
En el cerebro , el requerimiento es considerable, e incluso EN AYUNO PROLONGADO EL CEREBRO NO PUEDE SATISFACER MAS DE ALREDEDOR DE 20% DE SUS NECESIDADES DE ENERGÍA A PARTIR DE CUERPOS CETONICOS.
La GLUCOLISIS, es la vía principal para el metabolismo de la glucosa, OCURRE EN EL CITOSOL DE TODAS LAS CELULAS 
Funciona de manera AEROBICA E ANAEROBICA
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IMPORTANCIA BIOMÉDICA
 LA GLUCOSA ES EL ENERGÉTICO PRINCIPAL DEL ORGANISMO y se obtiene básicamente de la alimentación, aunque puede producirse durante el propio metabolismo del cuerpo. 
Los azúcares distintos de .glucosa por lo general son convertidos a glucosa lo mismo que la mayor parte de los carbohidratos ingeridos.
 LOS AZÚCARES SIMPLES COMO LA GLUCOSA SON USADOS CON RAPIDEZ, MIENTRAS QUE LOS DEMÁS NUTRIMENTOS, COMO LAS PROTEÍNAS, CUANDO SE INGIEREN EN CANTIDAD MAYOR DE LA NECESARIA, SON CONVERTIDOS DE MANERA GRADUAL A GLUCÓGENO Y ALMACENADOS EN EL HÍGADO PARA SER USADOS EN LA CONSERVACIÓN DE LOS VALORES SÉRICOS NORMALES DE GLUCOSA ENTRE COMIDAS
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EL ERITROCITO. IMPORTANCIA
 Los eritrocitos carecen de MITOCONDRIA, depende por completo LA GLUCOSA COMO COMBUSTIBLE METABOLICO Y LA METABOLIZA MEDIANTE GLUCOLISIS ANAERÓBICA. ( Limita la cantidad de ATP)
La HEMOGLOBINA GLUCOSILADA es la mejor prueba disponible que muestra el control glucémico del paciente con DM.
La HbA1 se forma continuamente durante los 120 DÍAS DEL ERITROCITO, es por ello que una simple medida de esta hemoglobina REFLEJA EL PROMEDIO DE GLUCOSA DURANTE LOS ÚLTIMOS 3 MESES; además, mide el cociente de las glucemias en ayunas y posprandial.
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La hemoglobina A1 se relaciona estructuralmente con la hemoglobina del adulto, pero con una molécula de glucosa adherida a la valina terminal de la cadena beta. La glucosilación es un proceso irreversible, no enzimático, que depende de las concentraciones de glucosa y de la duración de la exposición de los eritrocitos a la glucosa
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Estructura de la hemoglobina
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IMPORTANCIA DE LA GLUCOLISIS
LA GLUCOLISIS es la principal ruta para el metabolismo de la glucosa y LA PRINCIPAL VIA PARA EL METABOLISMO DE LA FRUCTOSA, GALACTOSA Y OTROS CARBOHIDRATOS DERIVADOS DE LA DIETA.
LA CAPACIDAD DE LA GLUCOLISIS PARA PROPORCIONAR ATP EN AUSENCIA DE OXIGENO tiene especial importancia, por que esto PERMITE AL MUSCULO ESTRIADO TENER UN DESEMPEÑO A CIFRAS MUY ALTAS DE GASTO DE TRABAJO CUANDO EL APORTE DE OXIGENO ES INSUFICIENTE Y PERMITE A LOS TEJIDOS SOBREVIVIR A EPISODIOS DE ANOXIA (FALTA O DISMINUCIÓN DE OXIGENO EN LA CÉLULAS, ÓRGANOS O LA SANGRE.
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IMPORTANCIA BIOMÉDICA
EL MUSCULO CARDIACO, QUE ESTA ADAPTADO PARA EL DESEMPEÑO AEROBICO, tiene actividad glucolítica relativamente baja y poca supervivencia en condiciones de ISQUEMIA ( detección o disminución de la circulación de sangre a través de la arterias de una determinada zona, que comporta un estado de sufrimiento celular por falta de oxigeno y materias nutritivas en la parte afectada)
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IMPORTANCIA BIOMÉDICA
La enfermedades en las cuales hay deficiencia enzimática de la glucolisis se observan sobre todo como ANEMIAS HEMOLITICAS o, si el defecto afecta el musculo estriado FATIGA.
1. La ENFERMEDAD DE TARUI, o DEFICIENCIA DE FOSFOFRUCTOCINASA, es una enfermedad metabólica debida a una deficiencia en la enzima fosfofructocinasa, la cual convierte la Fructosa 6-fosfato a Fructosa 1,6-bifosfato en el paso 3 de la glucólisis. Es una enfermedad hereditaria, autosómica recesiva en la que ciertas células, como los eritrocitos y el músculo esquelético, pierden la habilidad de usar glucosa como fuente de energía. 
UNA DEFICIENCIA PARCIAL DE FOSFOFRUCTOQUINASA EN LOS GLÓBULOS ROJOS DE LA SANGRE RESULTA EN LA DEGRADACIÓN DE ESAS CÉLULAS, CAUSANDO UNA LEVE HEMÓLISIS Y EN UN AUMENTO DE LOS NIVELES DE BILIRRUBINA EN LA SANGRE, AUNQUE LA PERSONA POR LO GENERAL NO PRESENTA SÍNTOMAS. EL CUADRO HEMOLÍTICO SE DETECTA CON ORINAS OSCURAS A PEQUEÑOS ESFUERZOS MUSCULARES.
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DEFICIENCIA DE PIRUVATO QUINASA
 La deficiencia de piruvato cinasa padecimiento poco común, es un rasgo autosómico recesivo causante de hemólisis grave crónica, no esferocitica, la cual es causada, o empeorada, por estreses del tipo de la infección.
 A pesar de su rareza, la PKD es la segunda deficiencia más frecuente en las enzimas eritrocíticas. 
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DEFICIENCIA DE GLUCOQUINASA
EN LA PRIMERA REACCIÓN TENEMOS 2 ENZIMAS LA GLUCOQUINASA Y/O HEXOQUINASA, DEPENDIENDO DEL TEJIDO EN EL CUAL ES UTILIZADA, GLUCOQUINASA, UTILIZADA EN EL PÁNCREAS Y EN EL HÍGADO.
LA GLUCOQUINASA ES UNA ENZIMA FOSFORILANTE que controla la entrada de glucosa a la ruta glucolítica catalizando la transferencia de un fosfato desde el adenosintrifosfato a la glucosa, para dar lugar a la glucosa-6-fosfato en la primera y limitante reacción de la glucólisis.
EL PAPEL QUE DESEMPEÑA LA GLUCOCINASA EN EL MANTENIMIENTO DE LA HOMEOSTASIS DE LA GLUCOSA ES DE TAL IMPORTANCIA QUE MUTACIONES EN EL GEN QUE CODIFICA POR LA ENZIMA GLUCOCINASA VAN A DAR LUGAR A CUADROS PATOLÓGICOS, QUE ABARCAN DESDE DIABETES MELLITUS NEONATAL PERMANENTE DE CARÁCTER GRAVE Y CON NECESIDAD DE TRATAMIENTO INSULÍNICO DESDE EL PRIMER DÍA DE VIDA
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En las células cancerosas en crecimiento rápido, la glucolisis procede a un alto índice, formando grandes cantidades de piruvato el cual es reducido a lactato y exportado.
Esto produce un ambiente local hasta cierto punto acido en el tumor, mismo que puede tener interferencias en el terapia del cáncer.
CÉLULAS CANCEROSAS
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La fermentación en levaduras es similar a la desintegración del glucógeno en el musculo.
Cuando un musculo se contrae en un medio anaeróbico, esto es, u formando a partir del cual se excluye el oxigeno, el glucógeno desaparece y aparece el lactato, cuando se admite oxigeno tiene lugar la recuperación aeróbica y ya no se produce lactato.
Sin ocurre contracción en condiciones aeróbicas, no hay acumulación de lactato terminal de la glucolisis. El piruvato se oxida a CO2 Y agua.
En levaduras y algunos microorganismos, el piruvato en la glucolisis anaeróbica no se reduce a lactato, sino se descarboxilasa y reduce a etanol
LA GLUCOLISIS EN CONDICIONES ANAERÓBICAS
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En los tejidos que no son el hígado la disponibilidad de la glucosa para la glucolisis se controla mediante transporte hacia la célula, que a su vez esta regulado por la INSULINA.
La hexoquinasa tiene afinidad alta por la glucosa, y en el hígado esta saturada en condiciones normales y actúa en condiciones constantes para satisfacer las necesidades hepáticas.
Las células del hígado contienen también UNA ISOENZIMA DE LA HEXOQUINASA, LA GLUCOQUINASA que tiene una afinidad intracelular mas alta por la glucosa, ESTA ES ENCARGADA DE ELIMINAR LA GLUCOSA DE LA SANGRE DESPUÉS DE LA COMIDA PROPORCIONADO G6P EN UNA CANTIDAD SUPERIOR A LOS REQUERIMIENTOS DE LA GLUCOLISIS QUE SE UTILIZA EN LA SÍNTESIS DE GLUCÓGENO Y LIPOGÉNESIS.
La glucoquinasa también se encuentra en islotes B del páncreas,donde funcionan para detectar concentración alta de glucosa; y LOS METABOLITOS HACIA DELANTE DE LA GLUCOSA FORMADA ESTIMULAN LA SECRECIÓN DE INSULINA.
LA REACCIONES DE LA GLUCOLISIS CONSTITUYEN LA VÍA PRINCIPAL DE UTILIZACIÓN DE LA GLUCOSA
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La glucolisis en los eritrocitos siempre termina en lactato por que las reacciones subsiguientes de oxidación de piruvato son mitocondriales y estos carecen de ellos.
Otros tejidos que en circunstancias normales obtienen gran parte de su energía de la glucolisis y producen lactato son el cerebro, el tubo digestivo, la medula renal, la retina, y la piel.
La producción de lactato se incrementa en el choque séptico; así mismo, muchos canceres producen lactato.
En el hígado, en lo riñones y el corazón por lo general captan lactato y lo oxidan, pero lo producen en condiciones de hipoxia.
Cuando la producción de lactato es alta, como en el ejercicio vigoroso, el choque séptico y la caquexia por cáncer, se utiliza en el hígado para la gluconeogénesis, lo que lleva a un incremento del índice metabólico para proporcionar ATP Y GTP necesarios.
LOS TEJIDOS QUE FUNCIONAN EN CONDICIONES HIPÓXICAS PRODUCEN LACTATO
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LA DEFICIENCIA DE TIAMINA INHIBE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA permitiendo que se acumule piruvato.
La tiamina tiene una función esencial en el metabolismo que genera energía, especialmente en el metabolismo de carbohidratos.
El difosfato de tiamina es la coenzima para tres complejos de múltiples enzimas que catalizan reacciones de descarboxilación oxidativa:
BERI BERI: con vinculo o no a la INSUFICIENCIA CARDIACA Y EDEMA.
 ENCEFALOPATIA DE WERNICKE CON PSICOSIS DE KORSAKOFF, que se relacionan en particular con el abuso del consumo del alcohol y narcóticos.
La función del difosfato de tiamina en el piruvato deshidrogenasa significa que cuando hay deficiencia se observa conversión alterada de piruvato a ACETILCOA.
En sujetos que consumen una dieta rica en carbohidratos, esto origina incremento de las concentraciones plasmáticas de lactato que ponen en peligro la vida.
IMPORTANCIA DE LA TIAMINA – VIT -B1
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LA DEFICIENCIA DE TIAMINA AFECTA EL SISTEMA NERVIOSO Y EL CORAZÓN
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MUCHOS ALCOHÓLICOS TIENEN DEFICIENCIA DE TIAMINA POR UNA DIETA INADECUADA COMO PORQUE EL ALCOHOL INHIBE LA ABSORCIÓN DE TIAMINA Y A MENUDO PRESENTA ACIDOSIS PIRÚVICA Y LÁCTICA QUE EN POTENCIA ES MORTAL.
Los pacientes con deficiencia hereditaria de piruvato deshidrogenasa, que puede ser resultado de defectos en uno o mas componentes del complejo de enzimas, también presentan acidosis láctica, en particular después de una carga de glucosa.
DEBIDO A LA DEPENDENCIA DEL CEREBRO DE LA GLUCOSA COMO UN COMBUSTIBLE. ESTOS DEFECTOS METABÓLICOS POR LO GENERAL CAUSAN ALTERACIONES NEUROLÓGICAS.
LA INHIBICIÓN DEL METABOLISMO DEL PIRUVATO LLEVA A ACIDOSIS LÁCTICA.
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IMPORTANCIA DEL INTERMEDIARIO DE LAS RUTAS - ACETILCOA
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Es una sucesión de reacciones químicas que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. Se produce en la mitocondria.
Se produce 2 veces – 2 piruvatos.
Entonces por el echo que el oxigeno esta disponible en casi todas las células, estas pueden realizar su proceso de respiración.
Aquí el termino respiración se refiere a los procesos moleculares por el cual las células consumen oxigeno y forman dióxido de carbono.
La respiración celular permite a las células obtener mas energía de los combustibles moleculares, como la glucosa, de lo que se obtiene en la glicolisis.
CICLO DE KREBS – CICLO DE ACIDO CÍTRICO – RESPIRACIÓN CELULAR
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CICLO DE KREBS
REACCIONES DE CICLO DE KREBS
Etapa
Reacción
Enzima
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Acetil CoA + Oxalacetato + H2O citrato CoA + H+
SINTETASA
2a
Citrato cis – aconitato + H20
ACONITASA
2b
Cis – aconitato + H2O Isocitrato
ACONITASA
3
Isocitrato + NAD+ ALFA- cetoglutarato + Co2 + NADH
ISOCITRATO DESIDROGENASA
4a
ALFA- cetoglutarato + CoA + NAD Succinil CoA + Co2 + NADH
ALFACETOGLUTARATODESIGROGENASA
4b
Succinil CoA + Pi + GDP Succinato + GTP +CoA
SUCCINIL CoA SINTETASA
5
Succinato + FAD Fumarato + FADH2
SUCCINATO DESIDROGENASA
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Fumarato + H2O Malato
FUMARASA
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Malato + NAD + Oxalacetato + NADH + H
MALATO
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El ciclo del acido cítrico es la vía común final para la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas por que la glucosa, los ácidos grasos y los aminoácidos se metabolizan hacia el ACETILCOA intermediarios del ciclo.
También tiene una función fundamental en la gluconeogénesis, lipogénesis, e interconversion de aminoácidos.
MUCHOS DE ESOS PROCESOS OCURREN EN CASI TODOS LOS TEJIDOS, PERO EN EL HÍGADO ES EL ÚNICO TEJIDO EN EL CUAL TODOS SUCEDEN EN GRADO SIGNIFICATIVO, Y EN CONSECUENCIA HAY REPERCUSIONES CUANDO, POR EJEMPLO GRANDES NÚMEROS DE CÉLULAS HEPÁTICAS QUEDAN DAÑADAS, COMO EN LA HEPATITIS AGUDA, O REEMPLAZADAS POR EL TEJIDO CONJUNTIVO (COMO EN LA CIRROSIS).
Los pocos defectos genéticos de las enzimas del ciclo de Krebs que se han informado se relacionan con daño neurológico grave como resultado de alteración muy considerable de la formación de ATP en el SNC.
LA HIPERAMONEMIA, como ocurre en la enfermedad hepática avanzada, lleva a perdida de conocimiento, como y convulsiones como resultado de actividad alterada del ciclo del acido cítrico, lo que lleva a la formación reducida de ATP.
CICLO DE KREBS
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Las enzimas del acido cítrico están ubicadas en LA MATRIZ MITOCONDRIAL, libres o fijas en la membrana mitocondrial interna y la membrana de las crestas, donde también se encuentran las enzimas y coenzimas de la cadena respiratoria.
Se requiere una pequeña cantidad de oxalacetato para la oxidación de una gran cantidad de ACETILCOA, puede considerarse que desempeña una función catalítica, ya que es regenerada al final del ciclo
EL CICLO DEL ACIDO CITRICO PROPORCIONA SUSTRATO PARA LA CADENA RESPIRATORIA.
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Las reacciones del ciclo del acido cítrico liberan equivalentes reductores y CO2
Por cada vuelta el ciclo de Krebs forma 12 ATP o 10 ATP ( LITERATURA)
EL Ciclo de Krebs produce energía pero no lo hace directamente, solo produce reservas de energía (NADH + FADH)que se convierte en ATP en la membrana celular interna de la mitocondria durante la respiración celular en la Fosforilación oxidativa es allí donde se convierten en ATP.
DONDE: 
1 NADH 	= 3 ATP		2,5 ATP
1FADH 	= 2 ATP		1,5 ATP
1GTP	= 1 ATP
EL CICLO DE KREBS
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OXIDA UNIDADES DE CARBONO
INTERCONVER DE METABOLITOS QUE SURGEN POR TRANSAMINACION Y DESAMINACION DE AMINOACIDOS
SINTESIS DE ACIDOS GRASOS
Dado que funciona en procesos tanto oxidativos como sintéticos, es una vía anfibólica
EL CICLO DEL ACIDO CITRICO DESEMPEÑA UNA FUNCION CRUCIAL EN EL METABOLISMO
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EL CICLO DEL ACIDO CÍTRICO PARTICIPA EN LA SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS
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ES REALIZADA EN AL CRESTA MITOCONDRIAL
OBJETIVO: MAYOR PRODUCCION DE ATP
Ya vimos la glucolisis y el ciclo de Krebs en estas 2 etapas del metabolismo de los carbohidratos la molécula de glucosa que ingreso a la célula fue totalmente oxidada, POR LO TANTO PODEMOS DECIR QUE LA OXIDACIÓN TOTAL DE LA GLUCOLISIS SE DA EN EL CICLO DE KREBS. 
También vimos que con este proceso se libera electrones e H+ que serán que deberán ser recapturados por estructuras transportadoras de los mismos llamadas NAD Y FAD (aceptores intermediarios de electrones)
PRTEINAS O CITOCROMOS PRESENTES EN LA CRESTA
NADH: ofrece 2e a la primera proteína enviando así a la segunda y a la que sigue llegando hasta el citocromo oxidasa con el objetivo de liberar PROTONES H+ por cada paso proporcionando un medio acido favorable a la ATP SINTETAZA QUE ES UN AMBIENTE APTO PARA QUE ESTA SE ACTIVE.
FADH: ofrece 2e a la segunda proteína enviandoasí a la tercera y a la que sigue llegando hasta el citocromo oxidasa con el objetivo de liberar PROTONES H+ por cada paso proporcionando un medio acido favorable a la ATP SINTETAZA QUE ES UN AMBIENTE APTO PARA QUE ESTA SE ACTIVE
Una vez saturada la cadena respiratoria esta es desactivada y nuevamente activada por el oxigeno capturando los 2e de la citocromo oxidasa para producir agua
CADENA RESPIRATORIA – FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
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PRUEBAS DE LABORATORIO. 
GLUCOSA EN AYUNAS O BASAL
GLUCOSA POS PRANDIAL
CURVA DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA - 2hs(2 TIEMPOS + 75 g de Glucosa anhidra)
 DOSAJE DE INSULINA SERICA
HEMOGLOBINA GLICOSILADA
PRUEBA DE INDICE DE RESISTENCIA A LA INSULINA.- HOMA
RESPONDE
CONCEPTO DE LA PRUEBA
PARA QUE TIPO DE PACIENTE ES UTIL LOS ANALISIS CITADOS
COMO PREPARARIAS A TU PACIENTE PARA ESTOS ANALISIS.
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Libro de HARPER 
CAPITULO 13 
CAPITULO 17 
CAPITULO 18 
LIBRO DE MORRISON 
Pruebas de Laboratorio 
BIBLIOGRAFIA