METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS Y PROTEÍNAS …

1 METABOLISMO DE carbohidratos , L PIDOS Y PROTE NASA urora Hilda Ram rez-P rez y Silvia E. Buntinx DiosDepto. de Nutrici n Animal y Bioqu mica Introducci nEl METABOLISMO es el ensamble de las transformaciones moleculares y de transferencia de energ a que se desarrollan sin interrupciones dentro de la c lula o del organismo. Los procesos son ordenados, interviniendo procesos de degradaci n (catabolismo) y de s ntesis org nica (anabolismo). Se puede distinguir el METABOLISMO basal (durante el sue o) y el METABOLISMO en actividad (actividad cotidiana).

2 Toda actividad celular y del organismo requiere de energ a, pero tambi n, de nutrimentos espec ficos (prote nas, cidos nucleicos, l pidos, minerales, vitaminas), que deben moverse a trav s de membranas, con frecuencia contra un gradiente de concentraci n, lo que implica un gasto importante de energ a. Los niveles de energ a y las concentraciones de nutrimentos deben estar disponibles constantemente y deber n satisfacer la tasa de actividad y sus variaciones. La econom a y la flexibilidad son los principios que gobiernan la regulaci n de las v as metab licas.

3 Los organismos deben regular sus actividades metab licas econ micamente para evitar deficiencias o excesos de productos metab licos. El organismo debe ser flexible para poder alterar su METABOLISMO ante cambios significativos en su medio (variaciones en las concentraciones o en el tipo de nutrientes). METABOLISMO de carbohidratos (CHOs)Los carbohidratos de la raci n proporcionan m s del 50% de la energ a necesaria para el trabajo metab lico, el crecimiento, la reparaci n, la secreci n, la absorci n, la excreci n y el trabajo mec nico.

4 El METABOLISMO de CHOs incluye las reacciones que experimentan los CHOs de or genes alimentarios o los formados a partir de compuestos diferentes a los CHOs. La oxidaci n de este tipo de gl cidos proporciona energ a, se almacenan como gluc geno, sirven para la s ntesis de amino cidos no esenciales y ante el exceso de CHOs se favorece la s ntesis de cidos grasos. Gluc lisis (V a de Embden-Meyerhof)La gluc lisis es un proceso com n a todas las c lulas, es la principal v a metab lica de utilizaci n de hexosas, principalmente glucosa pero tambi n directamente de la fructosa y de la galactosa.

5 El conjunto de las reacciones permiten oxidar parcialmente la glucosa para formar piruvato con el objeto de liberar energ a para sintetizar ATP. Esta v a se desarrolla totalmente en el citoplasma celular en condiciones anaer bicas o aer bicas. Pueden considerarse dos fases dentro de esta v a. 1) La primera parte o fase preparativa, la glucosa es activada y para ello se emplean dos ATP. Los enzimas hexocinasa y glucosinasa son responsables de la conversi n de glucosa a glucosa 6-P. La hexocinasa se encuentra en todos los tejidos, tiene una gran afinidad por la glucosa y otras hexosas, puede llevar a cabo la reacci n aun a bajas concentraciones del enzima y es inhibido por la glucosa 6-P.

6 El enzima glucocinasa se localiza en el h gado y en las c lulas del p ncreas, tiene una baja afinidad por la glucosa, por ello es efectiva cuando la glucosa se encuentra a elevadas concentraciones, no es inhibido por el producto y est ausente o sus concentraciones son muy bajas en los rumiantes. La formaci n de fructosa 1, 6-bi fosfato se lleva a cabo por la fosfofructocinasa. Este enzima est presente s lo en la gluc lisis, as , constituye un sitio de control. La adrenalina, el glucagon, aumento en los cidos grasos libres, el citrato, y el ATP inhiben su actividad.

7 2) En la segunda parte de la gluc lisis o fase productora de energ a, se lleva a cabo la generaci n de balance general de las reacciones de la gluc lisis es el siguiente:En condiciones anaerobias se producir n y en condiciones aerobias se generaran que entrar n al Ciclo de ciclo de Krebs (ciclo del cido tricarbox lico o del cido c trico)La gluc lisis y el ciclo de Krebs son consideradas las v as metab licas eje, participan en la degradaci n de casi todos los componentes que la c lula es capaz de degradar y proveen el poder reductor y los materiales de construcci n, adem s del ATP, para todas las secuencias biosint ticas de la c lula energ a para otras proceso general es el de METABOLISMO respiratorio aer bico.

8 En estas condiciones, el es el ltimo aceptor de energ a, los tomos de C de la glucosa (u otro sustrato) se oxidan por completo a y , la energ a se conserva, la producci n de ATP es 20 veces m s importante en comparaci n de las condiciones anaer bicas. En este ciclo se pueden mencionar dos procesos separados pero relacionados:1)El METABOLISMO oxidativo, hay remoci n de electrones de sustancias org nicas y transferencia a )Hay reoxidaci n de las coenzimas a trav s de la transferencia de electrones al acompa ada directamente de la generaci n de anaerobiosis, la gluc lisis es la fase inicial del catabolismo de la glucosa.

9 Los otros componentes del METABOLISMO de respiraci n son el ciclo de Krebs (continuaci n de la oxidaci n del piruvato), la cadena de transporte de electrones y la fosforilaci n oxidativa de ADP a ATP a trav s de un gradiente de protones generado en el transporte de electrones. El proceso completo genera de 36 a 38 mol culas de ATP/mol de glucosa, en cada vuelta del ciclo de Krebs entran dos moles de acetil CoA y se liber n 2 carbonos () lo que regenera la mol cula de oxaloacetato (OAA).La serie de eventos de la descarboxilaci n oxidativa del piruvato para producir acetil CoA es catalizada por el complejo de la piruvato deshidrogenasa (localizado en la mitocondria).

10 El primer paso del ciclo de Krebs es catalizado por el enzima citrato sintasa. El resumen del proceso es:El ciclo de Krebs es sensible a la disponibilidad de su sustrato (acetil-CoA), a los niveles acumulados de sus productos finales, NADH y ATP, as como a las relaciones NADH/y ATP/ADP. Otros reguladores son la relaci n acetil-CoA/CoA libre, acetil-CoA/succinil-CoA y v a colateral de las pentosas (ruta de la pentosa fosfato)Esta v a metab lica ni requiere, ni produce ATP, se desarrolla en el citoplasma de las c lulas de tejidos con elevada actividad lipogen tica (h gado, tejido adiposo, gl ndula mamaria, cerebro en desarrollo).