Bases Bioquímicas del metabolismo

Dr. Rodolfo Norberto Jiménez Juárez Jefe del Departamento de Infectología del Hospital Infantil de México

“Federico Gómez”

Metabolismo

Proviene del griego μεταβολή [metabolé], “cambio”

Conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo.

El objetivo final es obtener energía

Carbohidratos

Los carbohidratos o azucares son compuestos que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno en las proporciones 6:12:6

Su división se realiza de acuerdo al número de carbonos que contiene cada molécula, y al número de moléculas que conforman al carbohidrato

División de carbohidratos

Número de moléculas

Simples: Monosacáridos y disacáridos

Complejos: Almidón, glucógeno

Monosacáridos:

Glucosa, fructuosa y sacarosa

Disacáridos:

Sacarosa, lactosa y maltosa

Polisacáridos:

Almidón, glucógeno y celulosa

http://www.fao.org/docrep/006/w0073s/w0073s0d.htm

Metabolismo de los carbohidratos

Elaboración de energía • Glucólisis

Vías intermedias Vía de las pentosas • Es indispensable para generar poder reductor en la forma de NADPH, el

cual, además de su uso en la biosíntesis reductiva, es responsable del mantenimiento de un medio reductor dentro de la célula.

• Utiliza la glucosa para generar ribosa, que es indispensable para la biosíntesis de nucleótidos, como el ATP y, por supuesto, de los ácidos nucleicos, DNA y RNA.

• Produce eritrosa-4-fosfato (E4P), necesaria para la síntesis de aminoácidos aromáticos.

• Almacenamiento de energía • Glucogénesis

Glucólisis Glucosa + 2ATP + 4ADP + 2Pi + 2NAD+ → 2 Ácido pirúvico + 2ADP + 4ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O

Glucólisis En la segunda parte de la glucolisis, continua la parte oxidativa

Se obtienen 2 moléculas más de ATP

Es una parte del metabolismo intermedio

El gliceraldehido es la parte que vincula con la producción de ácidos grasos

Por la oxidación del piruvato en el ciclo de Krebs, se

puede obtener hasta 30 moles de ATP a partir de 1

mol de glucosa como ganancia neta.

Ocurre al haber un exceso de glucosa, activada por la insulina

Principalmente en hígado y en menor medida en músculos

Une glucosas para así formar glucógeno el cual, es una molécula de almacén

Glucogénesis

Ácidos Grasos Los ácidos grasos tienen cuatro destinos fisiológicos:

1. Forman parte de la estructura de los fosfolípidos y glucolípidos,

componentes importantes de las membranas biológicas

2. Muchas proteínas son modificadas por la unión covalente de ácidos grasos, para ser dirigidas hacia posiciones de membrana

3. Son moléculas que pueden ser oxidadas para obtener energía. Son almacenadas en forma de triacilglicéridos (grasas neutras, triacilgliceroles): ésteres de ácidos grasos con glicerol. Los ácidos grasos son movilizados desde los triacilglicéridos y oxidados para cubrir las necesidades de la célula o del organismo.

4. Los derivados de ácidos grasos actúan como hormonas y mensajeros intracelulares.

Estructura

Características bioquímicas

• Un ácido graso contiene una larga cadena hidrocarbonatada y un grupo terminal carboxilo

• Son hidrofílicos

Diagrama de un ácido graso

Triglicéridos Los triacilglicéridos son depósitos muy concentrados de energía, porque se encuentran en forma reducida y anhidra:

• Su oxidación completa tiene un rendimiento energético mayor:

• Ácidos grasos: 9 kcal/g

• Carbohidratos y proteínas:4 kcal/g

(Los ácidos grasos están mucho más reducidos)

• Carácter apolar: Se almacenan en forma casi anhidra, (Carbohidratos y aminoácidos son polares, hidratados en mayor grado):

• 1 g glucógeno seco retiene aproximadamente 2 gramos de agua

• 1 gramo de grasa prácticamente anhidra acumula más de seis veces la energía de 1 gramo de glucógeno hidratado

Los triacilgliceridos se degradan a ácidos grasos y glicerol, liberados del tejido adiposo y son transportados a tejidos que requieren energía

En estos tejidos, los ácidos grasos deben activarse y transportarse al interior de la mitocondria para su degradación

En su degradación, los ácidos grasos se descomponen de manera secuencial en acetil-CoA, que posteriormente se procesa en el ciclo del ácido cítrico.

Degradación de Triacilgliceridos

Metabolismo de proteínas

Formados por aminoácidos y enlaces peptídicos

R

H3N C COO-

N

Los enlaces peptídicos son de alta energía

Utilidad del metabolismo de proteínas

Doble uso

Energía-proteína corporal

• Relación necesidades energéticas y proteicas

• “pool” de aminoácidos

• Recambio proteico

• Equilibrio nitrogenado

Regulación del metabolismo

• Ingesta de alimentos (Kcal)

• Gasto energético • Metabolismo • Exógeno (Ejercicio)

• Hormonas • Insulina, glucagón • Hormona del crecimiento • Hormonas sexuales