13 Glucólisis Oxidación Piruvato Krebs MET Glucogeno PDF

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GLUCÓLISIS Y OXIDACIÓN DEL PIRUVATO

INTRODUCCIÓN • En la mayor parte de los tejidos requiere una cantidad mínima de glucosa. • Es la vía principal para la utilización de la glucosa y se lleva a cabo en el citosol. • Tiene carácter único: es aerobio y anaerobio.

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IMPORTANCIA BIOMÉDICA • Glucólisis vía principal del metabolismo de la glucosa hasta acetil-CoA y su oxidación en el ciclo del ácido cítrico. • Vía principal para el metabolismo de la fructosa y la galactosa proveniente de la dieta. • Aporta ATP en ausencia de oxígeno. • Anemia hemolítica y fatiga, (fosfofructocinasa). 7/4/2019

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GLUCÓLISIS BAJO CONDICIONES ANAEROBIAS Y AEROBIAS • Desdoblamiento del glucógeno en el músculo. • Contracción muscular en medio anaerobio, el glucógeno desaparece y aparece el lactato. • Al ingresar oxígeno, tiene lugar la recuperación aerobia y reaparece el glucógeno con la desaparición del lactato. 7/4/2019

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REGULACIÓN DE LA GLUCÓLISIS • Reacciones glucolíticas exergónicas catalizadas por: • Hexocinasa. • Fosfofructocinasa. • Piruvato cinasa.

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FORMACIÓN DEL LACTATO

lactato deshidrogenasa

Piruvato + NADH + H+

Lactato + NAD

EN CONDICIONES ANAEROBIA

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OXIDACIÓN DEL PIRUVATO A Acetil-CoA • Es la ruta irreversible de la glucólisis al ciclo del ácido cítrico. • Catalizada por el complejo de la piruvato deshidrogenasa: Piruvato + NAD+ + CoA Acetil CoA + NADH + H+ + CO2. 7/4/2019

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ASPECTOS CLÍNICOS • La inhibición del metabolismo del piruvato causa acidosis láctica. • La insuficiencia de la aldolsa A y de piruvato cinasa eritrocitaria, producen anemia hemolítica. • Insuficiencia de la fosfofructocinasa muscular, muestran poca capacidad para realizar ejercicios. 7/4/2019

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CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO

INTRODUCCIÓN • Ciclo de Krebs, ciclo del ácido tricarboxílico. • Serie de reacciones en las mitocondrias que dan lugar al catabolismo de los residuos acetilo con liberación de equivalentes de Hidrógenos.

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INTRODUCCIÓN • Los Hidrógenos oxidados dan lugar a la liberación de la mayor parte de energía disponible a partir de los combustibles tisulares y su captura en forma de ATP. • Los resíduos acetilo: Acetil-CoA, es un éster de la conezima A, la cual contiene la vitamina ácido pantoténico. 7/4/2019

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IMPORTANCIA BIOMÉDICA • Vía común final para la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas. • Los carbohidratos, lípidos y proteínas se metabolizan a acetil-CoA ó intermediarios del ciclo. • Participa en la gluconeogénesis, transaminación, desaminación y lipogénesis. 7/4/2019

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CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO • Proporciona el sustrato para la cadena respiratoria. • Una molécula de Acetil-CoA con el oxaloacetato para transformarse en citrato (ácido tricarboxílico).

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REACCIONES DEL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO • Liberación de equivalentes reductores y CO2. • Condensación incial de la acetil CoA con el oxaloacetato para formar el citrato, catalizada por la enzima citrato sintasa. • En cada ciclo del ácido cítrico se forman 12 moléculas de ATP. 7/4/2019

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GENERACIÓN DE ATP Reacción catalizada por:

Método de producción de P

Cantidad de ATP formada

Isocitrato deshidrogenasa

Oxidación del NADH en la cadena respiratoria

3

α-cetoglutarato deshidrogenasa

Oxidación del NADH en la cadena respiratoria

3

Succinato tiocinasa

Fosforilación a nivel del sustrato

1

Succinato deshidrogenasa

Oxidación del FADH, en la cadena respiratoria

2

Malato deshidrogenasa

Oxidación del NADH en la cadena respiratoria

3

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ENZIMAS QUE PARTICIPAN • Citrato sintasa. • Aconitasa. • Isocitrato deshidrogenasa. • Complejo α-cetoglutarato deshidrogenasa.

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Succinato tiocinasa. Succinato deshidrogenasa. Fumarasa. Malato deshidrogenasa. DR. HUGO CUELLAR LANDIVAR U.A.G.R.M. FARMACIA

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VITAMINAS QUE INTERVIENEN EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO • Riboflavina: Dinucleótido de adenina y flavina (FAD), como cofactor en el complejo de la α-cetoglutarato deshidrogensaa y en el succinato deshidrogenasa. • Niacina:Dinucleotido de nicotinamida y adenina (NAD), coenzima de isocitrato deshidrogenasa, α-cetoglutarato deshidrogenasa y malato deshidrogenasa. 7/4/2019

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VITAMINAS QUE INTERVIENEN EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO • Tiamina:Pirofosfato de tiamina (B1), coenzima para la descarboxilacion de la α-cetoglutarato deshidrogenasa. • Ácido Pantoténico: como parte de la Coenzima-A, cofactor de enlazado a los residuos activos de ácido carboxilico como la acetil-Coa y Succinil-CoA. 7/4/2019

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REGULACIÓN DEL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO • Depende principalmente del suministro de los cofactores oxidados: NAD+ ADP Velocidad del uso del ATP Concentración de Ca+ 7/4/2019

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METABOLISMO DEL GLUCÓGENO

INTRODUCCIÓN • Glucógeno forma principal para el almacenamiento de los carbohidratos • Se deposita en el hígado hasta un 6% y en el músculo 1% • Polímero ramificado de la α-D-glucosa.

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IMPORTANCIA BIOMÉDICA • Fuente de unidades de hexosa para la glucólisis en el músculo. • El glucógeno hepático almacena y exporta unidades de hexosa para conservar la glucosa sanguínea. • Después de 12 a 18 horas de ayuno el hígado queda completamente desprovisto de glucógeno. 7/4/2019

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GLUCOGENOGÉNESIS • Tiene lugar en músculo e hígado. • Se inicia con la fosforilación a G6P. • Reacción común de la vía glucolítica de la glucosa. • Reacción catalizada por la hexocinasa muscular y la glucocinasa hepática.

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GLUCOGENOGÉNESIS • La G6P se convierte en G1P, catalizada por la fosfoglucomutasa. • La G1P reacciona con la UTP para formar el UDPGlc, catalizada por la UDPGlc pirofosforilasa. • La hidrólisis del pirofosfato inorgánico, mediante la enzima glucógeno sintasa forma el enlace glucosídico α 1-4. 7/4/2019

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GLUCOGENOGÉNESIS • El glucógeno primordial puede formarse sobre una proteína sebadora la glucogenina, para formar cadenas cortas, sobre la cual actúa el glucógeno sintasa. • En el músculo esquelético la glucogenina, permanece enlazada en el centro de la molécula del glucógeno. • En el hígado la cantidad de glucógeno excede a la cantidad de glucogenina. 7/4/2019

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GLUCOGENOLÍSIS • No es el reverso de la glucogénesis sino una vía diferente. • La degradación incluye un mecanísmo de desramificación catalizada por la fosforilasa. • Esta enzima es específica para la escisión fosforolítica de los enlaces α 1- 4 del glucógeno para producir G1P. 7/4/2019

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GLUCOGENOLÍSIS • La escisión hidrolítica de los enlaces β 1-6 requiere la acción de la enzima desramificante específica, Amilo β 1-6 glucosidasa. • La reacción catalizada por la fosfoglucomutasa es reversible, forma G6P a partir de la G1P • En el hígado pero no en el músculo la enzima especifica G6Psa, retira el fosfato de la G6P para la formación de glucosa libre y su difusión desde la célula hasta la sangre, reflejando un incremento de la glucosa sanguínea. 7/4/2019

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EL AMPc Y LA REGULACION DE GLUCOGENOLISIS Y GLUCOGENOGÉNESIS

• Controlan el metabolismo del glucógeno la Glucógeno fosforilasa y la Glucógeno sintasa, se regulan mediante mecanísmos alostéricos y modificaciones covalentes debidas a fosforilación y desfoforilación reversible de la proteína enzimática. • Muchas modificaciones covalentes se deben a la acción del AMPc. 7/4/2019

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EL AMPc Y LA REGULACION DE GLUCOGENOLISIS Y GLUCOGÉNESIS • El AMPc, es el intermediario intracelular o segundo mensajero a traves del cual actúan muchas hormonas. • Se forma a partir del ATP mediante la enzima adenililo ciclasa, esta enzima se activa mediante hormonas como la adrenalina y la noradrenalina y el glucagón. 7/4/2019

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FOSFORILASA HEPÁTICA Y MUSCULAR • Fosforilasa hepática A, es la activa. • Fosforilasa hepática B, es la inactiva. • La inactivación de la fosforilasa se debe a la acción de la proteinfosfatasa-1, que remueve un grupo hidroxilo de la serina. • La reactivación requiere la refosforilación con ATP y la fosforilasa cinasa. 7/4/2019

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FOSFORILASA HEPÁTICA Y MUSCULAR • La fosforilasa muscular es inmunológica y genéticamente diferente de la hepática. • Consiste en un dímero en el cual cada monómero contiene un mol de fosfato de piridoxal. • La fosforilasa A, actúa independientemente de la presencia del AMP. 7/4/2019

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FOSFORILASA HEPÁTICA Y MUSCULAR • La fosforilasa B, es activa solo en presencia del AMP. • La activación tiene lugar durante el ejercicio, condición en la que aumenta el AMP, con este mecanísmo se proporciona combustible al músculo.

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REGULACIÓN DEL METABOLISMO DEL GLUCÓGENO • Se lleva a cabo mediante un balance de actividades entre la glucógeno sintasa y la fosforilasa. • La sintasa y la fosforilasa del glucógeno estan controladas por sustrato (aloterismo) y hormonas.

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REGULACIÓN DEL METABOLISMO DEL GLUCÓGENO • El aumento de la concentración del AMPc, activa la fosforilasa e inactiva la glucógeno sintasa, este efecto esta mediado por la proteinsinasa dependiente de la AMPc. • La glucogenólisis fortalece la glucogénesis y viceversa. 7/4/2019

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ASPECTOS CLÍNICOS • Las enfermedades relacionadas con el almacenamiento del glucógeno son hereditarias. • Son un grupo de trastornos hereditario, caracterizado por el depósito en los tejidos de un tipo o una cantidad anormal de glucógeno. • Estas enfermedades se denominan glucogenosis o insuficiencia de la adenililsinasa y de la proteinsinasa dependiente de la AMPc. 7/4/2019

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GLUCOGENOSIS • Enfermedades de Von Gierke (Insuficiencia de Glucosa 6 fosfatasa)

• Enfermedad de Pompe

(Insuficiencia de α1- 4

y β 1- 6, glucosidasa lisosómica)

• Enfermedad de Forbes o de Cori (Ausencia de Enzima desramificante)

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GLUCOGENOSIS • Enfermedad de Andersen (Ausencia de enzimas ramificante)

• Sindrome de McArdle (Ausencia de fosforilasa muscular)

• Enfermedad de Hers (Deficiencia de fosforilasa hepática)

• Enfermedad de Tarui (Deficiencia de fosfofructocinasa muscular y eritrocitaria)

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