TP GLUCIDOS 1 2019

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(A) 	PROBLEMAS DE RESOLUCIÓN ENCLASE
I) Digestión y Absorción. Captación y fosforilación de glucosa por lascélulas
1) Ingresa a una guardia un paciente con un cuadro de vómitos y diarrea luego de ingerir leche. Se le realiza una prueba de tolerancia a la lactosa que consiste en la administración de una cantidad estandarizada de lactosa, midiendo luego la concentración de glucosa y galactosa en sangre a tiempos definidos. En un paciente normal los niveles de estos monosacáridos aumentan hasta un máximo en una hora y luego disminuyen. En este paciente la concentración de los mismos no aumentó y permanecióconstante.
a) Expliqueporquélosnivelesdeazúcaraumentanyluegodisminuyenenindividuosnormales.
Porque la glucosa es absorbida a nivel intestinal por los enterocitos. Cotransporte de Na+ con un acomplamiento de Na+/K+ ATPasa SGLT1
Lo descubrieron al inhibir la cadena transportadora de electrones iniporteGlut 5 y Glut 2. Debido a la absorción aumenta en sangre ya que la célula lo capta, lo cual provoca que salga insulina y que la glucosa en sangre disminuya.
La galactosa se transforma en glucosa por una quinasa luego actúa una transferasa y una epimerasa.
b) ¿Por qué estos azúcares no aumentaron su concentración sanguínea en estepaciente?
Porque la tener intolerancia a la lactosa no absorbe glucosa ni galactosa ya que la enzima no degrada la lactosa a Dglucosa + Dgalactosa.
c) ¿Cuál sería la enzima defectuosa en este paciente?Justifique.
La lactasa
d) ¿Cuál podría ser un tratamiento adecuado para estapatología?
Restringir el consumo de productos lácteos ya que sin la digestión no es absorbida y pasa al intestino grueso donde por las bacterias se convierte en productos tóxicos que causan espasmos abdominales y diarrea. La lactosa no digerida y sus metabolitos aumenta la osmolaridad del contenido del intestino lo que favorece la retención de agua en el intestino 
2) a) Esquematice los mecanismos por los cuales la glucosa ingresa a las células. Utilice como modelos un enterocito, un hepatocito, una neurona y unmiocito.
b) Dibuje en un mismo gráfico las curvas de velocidad de captación de glucosa versus la glucemia para el hígado y un tejido extrahepático. Explique las diferentes curvas teniendo en cuenta las características cinéticas de los transportadores GLUT en cada uno de estos tejidos.
Glut 1 esta en la mayoria de las celulas Km 1mM
Glut 2 tiene diferente Km 15-20 mM las curvas son diferentes porque su afinidad es distinta regulando asi la glucemia
II) Glucólisis
3) a) La hexoquinasa muscular y la glucoquinasa hepática son isoenzimas ya que ambas catalizan la fosforilacióndelaglucosaenelprimerpasodelaglucólisis.LaenzimamusculartieneunKmde0,1 mMyladehígadounKmde10mM.Teniendoencuenta quela concentraciónde glucosa normalen sangre es cercana a 5 mM, ¿Cuál es la importancia fisiológica de estadiferencia?
b) Realiceunesquemacomparandolascurvasdesaturacióndesustratodeambasisoenzimas.
c) Compare los mecanismos de regulación de ambasisoenzimas.
Hexoquinasa I: tiene regulación alostérica por glucosa 6 fosfato
Glucoquinasa o hexoquinasa V: la velocidad esta regulada por la glucemia 
					 No tiene inhibición alostérica por la glucosa 6 fosfato
					 Regulada por compartimentalización y unión a proteína reguladora
					 Regulación transcripcional de la expresión del gen
d) Analice funcionalmente estas curvas con las obtenidas para los transportadores GLUT en cada uno de los tejidos en el inciso 2)b).
Al tener un Km mayor solo actúa en concentraciones muy elevadas de glucosa. No fosforila toda la glucosa que pasa por el hígado a través de la vena porta, permitiendo así que llegue a otros tejidos.
4) Prediga el efecto de cada una de las siguientes mutaciones sobre la velocidad de la glucólisis en célulashepáticas:
a) Pérdida del sitio alostérico para el ATP en laPFK-1
Aumentado (porque el ATP inhibe a la PFK-1 por lo que no podrá inhibirla)
b) Pérdida del sitio alostérico para el citrato en laPFK-1
Aumentado(porque el citrato inhibe a la PFK-1 por lo que no podrá inhibirla)
c) Pérdida del dominio fosfatasa en la enzima bifuncional que controla los niveles de fructosa 2,6- bifosfato.
Aumentado (porque al perder el dominio fosfatasa va a ver continuamente fructosa 2,6 bifosfato y esta es un activador de la glucolisis)
d) Pérdida del sitio de unión de ATP en la piruvatoquinasa.
Aumentado ( la piruvato quinasa estará continuamente activa)
5) Discuta el efecto de las hormonas insulina y glucagón en la regulación de la víaglucolítica.
Insulina es anabólica permite captación de la glucosa en estado postprandial
Glucagón es catabólico degrada glucógeno para proporcionar glucosa en periodos de ayuno
6) En relación a la regulación de la vía glucolítica, complete el siguientecuadro:
	
Enzima
	Moduladoralostéricopositivo
	Moduladoralostériconegativo
	Regulaciónhormonal
	Reaccióncatalizada (con fórmulas)
	Glucoquinasa
	
	
	
	(Regula por compartimentalizacion)
Glucosa+ATP---------Glucosa 6P+ADP
	Hexoquinasa
	
	Glucosa 6 fosfato
	
	Glucosa+ATP---------Glucosa 6P+ADP
	PFK1 hepática
	Fructosa 2,6 bifosfato
	ATP y Citrato
	
	Fructosa 6-P+ATP-----Fructosa 1,6 bifosfato+ADP
	PFK1
extrahepática
	ADP y AMP
	ATP y Citrato
	
	Fructosa 6-P+ATP-----Fructosa 1,6 bifosfato+ADP
	PK hepática
	
	
	Glucagon 
	PEP+ADP----- Piruvato+ ATP
	PK
extrahepática
	Fructosa 1,6 Bifosfatasa
	ATP, acidos grasos de cadena larga, acetyl-coA
	
	PEP+ADP----- Piruvato+ ATP
III) Destinos del piruvato en aerobiosis yanaerobiosis
7) Dado que el lactato es una “vía muerta” en el metabolismo (en el sentido que su único destino es ser reconvertido en piruvato) explique cuál es el propósito de suformación.
Regenerar NADH para que la glucolisis siga funcionando. Eso sucede solo en eritrocitos y musculo
8) a) ¿Cómo ingresa el piruvato a la matriz mitocondrial? ¿En qué situación metabólicaocurre?
Difusión simple a la membrana mitocondrial externa
Y mediante cotransporte con protones a la membrana mitocondrial interna
Ocurre cuando necesitamos ATP. 
b) ¿Cómo es metabolizado el piruvato dentro de la mitocondria? Escriba la reacción y mencione a la enzima.
el piruvato es descarboxilado por oxidación a aceltil-coA mediante la enzima piruvato deshidrogenasa 
9) ¿Cuáles de las siguientes premisas describen mecanismos reguladores del complejo piruvato deshidrogenasa (PDH) enhígado?
a) La fosforilación del primer componente del complejo(El).
b) La estimulación por Ca+2de una fosfatasaespecífica.(esta no es hepática sino en musculo)
c) La inhibición de una quinasa específica por elpiruvato.
d) La disminución de la relaciónNADH/NAD+.
e) Bajosniveles deinsulina.
10) El ATP es una importante fuente de energía durante la contracción muscular. La PDH fosfato fosfatasa se activa por el ióncalcio, el cual incrementa su concentración en gran medida durante el ejercicio.¿Porquélaactivacióndelafosfatasaesconsistenteconlosrequerimientosmetabólicosdel músculo durante lacontracción?
Para generar ATP. Así al estar activa la fosfatasa activa a PDH generando actetil-coA así genero ATP en la cadena transportadora de electrones. 
IV) Transporte a través de la membrana mitocondrial. Sistema delanzaderas
11) Respecto a los sistemas de lanzaderasestudiados:
a) ¿Cuál de ellos tiene mayor rendimientoenergético?
Malato aspartato
b) ¿Cuál esreversible?
Malato aspartato 
c) ¿Cuál será utilizado si la concentración intramitocondrial de NADH esalta?
Glicerol 3 fosfato 
V) Gluconeogénesis
12) a) Describa brevemente la importancia que tienen para la gluconeogénesis la actividad de las enzimas piruvato carboxilasa y lactatodeshidrogenasa.
La razón [NADH]/[NAD+] en el citosol es 105 veces menor que en la mitocondria. Debido a que el NADH citosólico se consume durante la gluconeogénesis, la biosíntesis de glucosa no puede tener lugar a menos que se suministre NADH. El transporte de malato desde la mitocondria hasta el citosol y su reconversión allí en oxalacetato tiene el efecto de transportar equivalentes de reducción en forma de NADH al citosol donde son escasos.Entonces esta ruta desde el piruvato a PEP proporciona un equilibrio entre el NADH producido y el NADH consumido en el citosol durante la gluconeogénesis.
La conversión de lactato a piruvato en el citosol catalizada por la lactato deshidrogenasa produce NADH por lo que la exportación de equivalentes reductores (en forma de malato) desde la mitocondria ya no es necesaria.
b)ExpliquelaventajadeincorporarunamoléculadeCO2alpiruvatoenlareaccióncatalizadaporla piruvato carboxilasa si posteriormente este es removido en la reacción de la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa. Identifique el intermediario de alta energía en la reacción decarboxilación.
Para que la reacción se de debo sumar energía, la agregamos para que la reacción sea favorable ya que es un gas por lo que aumenta la entropía. El CO2 incorporado al piruvato en la reacción de la piruvato carboxilasa es la misma molécula que se pierde en la reacción de la PEP carboxiquinasa. Esta secuencia de carboxilación descarboxilación es una forma de activar al piruvato de modo que la descarboxilación del oxalacetato facilita la formación de PEP, a su vez conduce a un reordenamiento de electrones que facilita el ataque del O2 carbonílico sobre GTP.
La coenzima que utiliza es la Biotina el intermediario de alta energía es el NADH
13) ¿A partir de cuáles de los siguientes compuestos podría sintetizarse glucosa?Justifique.
a) Oxaloacetate (porque es un sustrato de la gluconeogénesis)
b) acetil-CoA
c) lactate (porque es un sustrato de la gluconeogénesis)
14) Si la relación NADH/NAD+ se descontrolara originando alto poder reductor citosólico, ¿a partir de cuál de los siguientes compuestos se bloquearía lagluconeogénesis?
a) Piruvatob) Lactatoc) Glicerold) Oxaloacetato
15) En relación a la regulación de la vía gluconeogénica, complete el siguientecuadro:
	Enzima
	Moduladoralostéricopositivo
	Moduladoralostériconegativo
	Regulación hormonal (vía rápida
o lenta)
	Compartimentalización
	Reaccióncatalizada(con
fórmulas)
	Piruvatocarboxilasa
	Acetil-coA
	
	
	
	Piruvato+ CO2-----oxalacetato
	PEP
carboxiquinasa
	
	
	Glucagón (aumenta la transcripción y estabilidad de ARNm)
Insulina (disminuye la transcripción y estabilidad del ARNm)
	
	Oxlacetato +GTP---------PEP+CO2+GDP
	Fructosa-1,6- bifosfatasa
	ATP y Citrato
	AMP y Fructosa 2-6 bifosfato
	
	
	Fructosa-1,6, bi P + H2O ------- Fructosa-6-P + Pi
	Glucosa-6- fosfatasa
	
	
	Glucagon 
	Compartimentalización en el reticuloendoplasmatico
	
16) La gluconeogénesis tiene lugar durante el ejercicio intenso, lo cual pareceparadójico.
a) ¿Por qué un organismo sintetizaría glucosa al tiempo que la utiliza para generarenergía?
Se produce entre el musculo y el hígado y contribuye a mantener la glucemia entre comidas luego de que la glucosa ingerida y el glucógeno del hígado se hayan consumido. El piruvato después de recibir un grupo amino por transaminación con otros aminoácidos forma alanina. En el hígado el grupo amino de la alanina es usado para la síntesis de urea.
b) ¿A qué vía metabólica se refiere el enunciado del ejercicio? ¿Qué tejidos conecta? Explíquelo mediante un esquema y escriba lasreacciones que ocurren en cada uno de ellos
Ciclo de la glucosa – alanina conecta hígado y musculo. (las reacciones esta en el dibujo)
17) En humanos existen 2 fuentes fisiológicas delactato.
a) Utilice las siguientes figuras para explicar cómo se relacionan metabólicamente el hígado y los tejidos productores delactato
La síntesis de glucosa durante el ejercicio intenso constituye un ejemplo de cooperación entre órganos. Cuando el musculo se contrae vigorosamente se produce lactato a partir de glucosa mediante la glucolisis. El lactato se libera a la sangre y es absorbido por el hígado donde se convierte en glucosa por gluconeogénesis. La glucosa nuevamente sintetizada se libera y es captada por el musculo para generar energía
b) En qué situación estos tejidos producen ácido láctico?Justifique
Los glóbulos rojos todo el tiempo y en ejercicio intenso la justificación esta respondido en el inciso anterior.
c) ¿Algún otro tejido puede metabolizar el ácido láctico? ¿De qué manera?
Los glóbulos rojos ya que no tienen mitocondria y por ende produce ácido láctico aun en condiciones aeróbicas mediante la piruvato deshidrogenasa también en corazón.
d) ¿Cómosellama lapatologíaenlacuallosnivelesdeácidoláctico sanguíneossonsuperioresalos normales? ¿En qué situación puedeproducirse?
Acidosis metabólica es decir una acidosis láctica el aumento de la producción de ácido láctico como respuesta a la dificultad de utilización del oxígeno a nivel tisular.
18) Caso clínico2:
Se trata de un paciente de 58 años, alcohólico crónico, cuyos familiares relatan que ha ingerido una gran cantidad de alcohol en los dos últimos días con un consumo muy escaso de alimentos. Inició su padecimiento con náusea, vómito, mareo, sudación, cefalea, visión borrosa y confusión; presentó, en una sola ocasión, una convulsión, por lo que es llevado al servicio de urgencias. A la exploración se encuentra semiconsciente con aliento alcohólico e hipotermia. Se procede a un lavado gástrico para remover el alcohol aún no absorbido; se mantienen permeables las vías respiratorias; se instala oxígenoterapia y se le administra solución glucosada por vía endovenosa. Los resultados de laboratorio muestran: Alcohol 300 mg/dl, Glucosa 2.0 mmol/l, Lactato 9.0 mmol/l, pH 7.2.
a. ¿Cuáles son los síntomas de lahipoglucemia?
Inestabilidad
 Nerviosismo o ansiedad
 Sudoración, escalofríos y humedades
 Irritabilidad o impaciencia
 Confusión, incluyendo el delirio
 Latidos cardíacos rápidos
 Mareo o vértigo
 Hambre y náusea
 Somnolencia
 Visión borrosa / discapacidad
 Hormigueo o entumecimiento de los labios o la lengua
 Dolores de cabeza
 Debilidad o fatiga
 Ira, la terquedad, o tristeza
 Falta de coordinación
 Pesadillas o gritos durante el sueño
 Convulsiones
 Estar inconsciente/perder el conocimiento
b. ¿De qué forma el etanol produce acidosis láctica ehipoglucemia?
Al catabolizar el alcohol genera grandes cantidades de NADH, inhibiendo a muchas enzimas sensible a dicho a dicho transportador de electrones que participan en la gluconeogénesis y la oxidación de ácidos grasos por ende muchas rutas están inhibidas y la hipoglucemia es consecuencia de la ingestión de alcohol. El lactato se acumula por inhibición de la gluconeogénesis láctica porque los niveles altos de NADH inhibieron al ciclo de Krebs no hay GTP disponible para la activación de acetato a Acetil-coA.
¿Cómo se encuentra la relación intracelular deNADH/NAD+?
Hay mayor concentración de NADH que de NAD+. Esta alterado
c. ¿Qué procesos metabólicos se favorecen con los niveles altos deNADH?
Que se genere mas lactato, glicerol 3 fosfato, glutamato, y 3 hidroxibutirato
VI) Regulación coordinada de la glucólisis y lagluconeogénesis
¿Cuál es el principal punto de regulación coordinada entre la glucólisis y la gluconeogénesis? Explíquelo utilizando un esquema. ¿Cómo se relaciona con el balance hormonal y los valores de glucemia?
Las dos rutas están bajo control alostérico recíproco por los efectos opuestos de la fructosa 2,6biP sobre la PFK-1 y la FBPasa-1.
La regulación de la F2,6biP en hígado como respuesta a la concentración de [glucosa] en sangre regulando así la glucolisis o gluconeogénesis
La xiulosa 5P o Xu 5P (intermediario de la ruta de las PPP) activa la fosfoproteína fosfatasa PP2A, que defosforila varias proteínas diana, entre ellas PFK-2 / FBPasa-2, inclinando el equilibrio hacia la captación de glucosa, síntesis de glucógeno y síntesis de lípidos en el hígado.
El glucagón o la adrenalina estimula la fosforilación de la enzima bifuncional PFK-2/FBPasa-2 así disminuye [fructosa 2,6biP]
La insulina activa una protein fosfatasa que defosforilaa la enzima bifuncional PFK-2/FBPasa-2 así aumenta [fructosa 2,6biP]
El nivel de fructosa 2,6bP es alto en el estado alimentado y bajo en ayuno. F2,6biPasa estimula la glucólisis e inhibe la gluconeogénesis