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LIC. NUTRICIÓN Y ANALISTA BIOLÓGICO 2014 LIC. NUTRICIÓN – ANALISTA BIOLÓGICO QCA. BIOLÓGICA PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN Papel del ATP. Requerimientos de poder reductor. Compartimentalización enzimática. Homeostasis de la glucosa Regulación del metabolismo: Centros de control de las principales vías metabólicas: glicólisis, ciclo de Krebs, vía pentosa, gluconeogénesis, metabolismo del glucógeno y de lípidos Encrucijadas metabólicas-Conexiones claves: glucosa-6-fosfato, piruvato y acetil-CoA Perfil metabólico de los órganos más importantes: cerebro, músculo, tejido adiposo, hígado. Adaptación metabólica: Ayuno prolongado. Ciclo ayunoalimentación. INTERRELACIONES METABÓLICAS integración entre todos los ÓRGANOS usan y generan combustibles e interactúan para mantener un equilibrio dinámico adecuado a las diversas situaciones metabólicas que enfrenta el organismo en el transcurso de la vida ALIMENTO NUTRICION CELULAR MACROMOLECULAS DIGESTION ABSORCION METABOLISMO BIOSINTESIS Y DEGRADACION Nutrientes Contenedores de Energía Carbohidratos Lípidos Proteínas VIAS CATABOLICAS (Degradación oxidativa) NAD+ NADP+ FAD ADP+HPO42- Macromoléculas Celulares Polisacáridos Lípidos Proteínas Ácidos Nucleicos Productos finales carentes de Energía CO2 H2O NH3 NADH NADPH Energía Química FADH2 ATP Moléculas Precursoras VIAS ANABOLICAS (Síntesis reductora) Monosacáridos Ácidos grasos Aminoácidos Bases nitrogenadas RUTAS METABOLICAS Colesterol AcetilCoA AcetoacetilCoA Ácidos Grasos Vías catabólicas convergentes Vías anabólicas divergentes Ejemplo general de convergencia VIAS METABOLICAS ENZIMAS VITAMINAS MINERALES ENERGIA ATP PODER REDUCTOR NADPH Glucógeno Glucosa-6-P Grasas Proteínas Acetil-CoA Acidos Nucleicos Purinas y Pirimidinas Aminoácidos NH3 C.Urea CICLO DE KREBS Transporte activo Contracción Muscular Acidos Nucleicos ATP + Vías que consumen energía (Biosíntesis) - Procesos generadores de energía (Degradación) Vía Glicolítica Ciclo de Krebs Desaminación oxidativa de aminoácidos Inhibidor alostérico de enzimas reguladoras Inhibidor alostérico de la enzima GDH Biosíntesis de nucleótidos púricos Activador alostérico de la enzima que sintetiza GTP SE SINTETIZA EN VIA PENTOSAS Y EN REACCION DE LA ENZIMA MALICA BIOSINTESIS •ACIDOS GRASOS SATURADOS E INSATURADOS •COLESTEROL •HORMONAS ESTEROIDEAS •NUCLEOTIDOS MANTENER REDUCIDO EL GLUTATION REDUCCION DE COENZIMAS: BH4 GLUTAMATO DESHIDROGENASA DEGRADACION DEL HEMO:HEMOOXIGENASA CITOCROMO P450 EN MICROSOMAS Lípidos 3-Cetoacil-ACP reductasa 1)Biosíntesis Vía de las de Pentosas + Colesterol Acetoacil-ACP + NADPH 3-OH Butiril-ACP + NADP Glucosa-6-Fosfato deshidrogenasa CITOCROMO P-450 reductasa (Fe-S) a) Ejemplifique conHidroximetil reacciones de 3 vías +NADPH Glucosa-6-P + 6-P-gluconolactona glutaril-CoA reductasa CITOCROMO P-450(ox) + hidroxilasa NADPH + O2 + RH metabólicas diferentes donde se utilice este + Reacción de la Fenilalanina HMG-CoA + 2 NADPH + 2H compuesto 6-fosfogluconato deshidrogenasa + + +P-450 ++ (red) CITOCROMO + R-OH + H-OH + NADP 6-Fosfogluconato + NADP Mg Ribulosa 5-fosfato CO + NADPH 2 Dihidropterina reductasa NADP+ b) Esquematice reacciones donde se reponga + + H2-biopterina + NADPH H -biopterina + NADP Mevalonato + CoA-SH + 2NADP 4 NADPH a de en la Corteza forma suprarrenal oxidada -Hidroxilación departir esteroides c) Indique la importancia de ese compuesto en 2) Enzima málica Reacción de la Ribonucleótido reductasa (recuerde la reacciones de detoxificación. ++H O -Hidroxilación de xenobióticos: Barbitúricos fármacos, carcinógenos L-malato + NADP Piruvato + NADPH+ H+ +HCO3 importancia del2 citocromo P450) Tiorredoxina reductasa ambientales Tiorredoxina (S-S) + NADPH Tiorredoxina (SH2) + NADP+ Citosol Glicólisis Metabolismo del glucógeno Vía de las pentosas fosfato Síntesis de ácidos grasos Matriz mitocondrial Ciclo del ácido cítrico Fosforilación oxidativa b-oxidación de los ácidos grasos Formación de cuerpos cetónicos Interrelación entre ambos compartimientos Gluconeogénesis Síntesis de la urea -Acción de malonil-CoA sobre acilcarnitina transferasa I Intermediarios de Vías metabólicas sintetizados en mitocondrias pueden regular vías metabólicas que tienen lugar --Intermediarios: Citrato (mitoc) inhibe …………….. De en citosol. Ejemplifique la Vía Glicolítica (citosol) - [SUSTRATO] ACTIVIDAD (RÁPIDA) - MODULADORES ALOSTERICOS - MODIFICACION COVALENTE REGULACION DE ENZIMAS VELOCIDAD DE SÍNTESIS CANTIDAD DE ENZIMA (LENTA) • TRANSCRIPCION • TRADUCCION VELOCIDAD DE DEGRADACIÓN CITOSOL COMPARTIMENTALIZACION PEROXISOMA MITOCONDRIA RETIC. ENDOPLASM. LISOSOMA Vía Glicolítica: Hexoquinasa Lípidos (-) Glucosa 6 P y ATP (+)Glucosa Fosfofructoquinasa (-) ATP, NADH, Citrato y AG de cadena larga y (+) ADP; ó Acetil-CoA carboxilasa: (+) Citrato (-)AMP Palmitoil-CoA • Metabolismo de Hidratos de Piruvato quinasa(-) ATP y (+) Fruc-1,6-bis-P (-) A.G. poliinsaturados Carbono Gluconeogénesis: Aminoácidos Piruvato carboxilasa: (+) Acetil-CoA • Metabolismo Lípidos Fructosa-1,6 bisfosfatasa: (-)de AMP y ADP Glutamato deshidrogenasa (-) ATP y NADH Ciclo de Krebs • Metabolismo de Aminoácidos Nucleótidos Pirimidínicos Citrato Sintasa Isocitrato Deshidrogenasa (-) ATP y NADH y (+) ADP Aspartato (-) CTP a-cetogltaratotranscarbamilasa deshidrogenasa • Metabolismo de Nucleótidos METABOLISMO DE Metabolismo de deLIPIDOS Carbono METABOLISMO DE Hidratos HIDRATOS DE CARBONO Piruvato quinasa (Se activa x desfosforilación) Lipasa Hormona Sensible (Se activa x fosforilación) Piruvato Deshidrogenasa (Se activa x desfosforilación) Metabolismo de Lípidos acetil-CoAfosforilasa Carboxilasa activa x desfosforilación) Glucógeno (Se(Se activa x fosforilación) Glucógeno Sintasa (Se activa x desfosforilación) Metabolismo de Hidratos de Carbono Glucoquinasa, Glucógeno sintasa, Enzimas de las reacciones irreversibles de la vía glicolítica y enzimas específicas de la gluconeogénesis Metabolismo de Lípidos: Acetil-CoA carboxilasa , HMG-CoA reductasa, Enzima biosíntesis ácido graso y de NADPH Metabolismo de Aminoácidos: Enzimas del Ciclo de la Urea GLUCOSA-6-P PIRUVATO ACETIL-CoA Destinos de metabólicos de la Glucosa-6-P GLUCONEOGENESIS GLUCOSA Hígado SANGUINEA GLUCOGENOLISIS GLUCOSA-6-FOSFATO VIA DE LAS PENTOSAS GLUCOGENOGENESIS VIA GLICOLITICA 1. ¿Cuáles serían los destinos de la misma en 1. Glucogenogénesis. un estado de buena nutrición? en división 2. 2.Célula Via Pentosas p/síntesiscelular de ribosa-5-fosfato 3.Glándula mamaria lactante 3. Síntesis de ácidos grasos Otros monosacáridos Glucosa-6-fosfato Lactato PIRUVATO C.K. Oxalacetato Alanina CO2 CO 2 ACETIL-CoA VIA GLICOLITICA • VIA GLICOLITICA AMINOACIDOS • AMINOACIDOS Fuente exógena (Almidón, Glucosa, fructosa, galactosa) Fuente endogéna (glucógeno) Por transaminación (alanina) Durante la Degradación (serina,triptofano) Origen y destinos metabólicos del Acetil-CoA PIRUVATO CO 2 3-Hidroxi-3metil-glutaril-CoA (HMG-CoA) Biosíntesis Acidos grasos ACETIL-CoA Degradación Ciclo Krebs Colesterol Cuerpos cetónicos CO2 Aminoácidos cetogénicos Hidratos de Carbono Aminoácidos PIRUVATO ACETIL-CoA b-Oxidación de ácidos grasos Cuerpos cetónicos LOS NIVELES DE GLUCOSA EN SANGRE SON ESTABLES Glucemia en ayunas, sangre venosa (70-110 mg/dl) PERIODO POSPRANDIAL MAXIMA GLUCEMIA 2-3 h NIVEL NORMAL 30´- 1 h después Sistema regulatorio integrado por hormonas Asegura suministro permanente a los tejidos (SNC ppl/) PROCESOS HIPERGLUCEMIANTES PROCESOS HIPOGLUCEMIANTES Ingesta de H.de C, Glucogenólisis, Gluconeogénesis Ayuno Glucogenogénesis, Glucolisis Conversión de glucosa en lípido -Inhibe: Glucogenólisis, gluconeogénesis, INSULINA -Activa: Glucogenogénesis, lipogénesis, GLUT 4, Glucoquinasa, Vías de HIPOGLUCEMIANTE Utilización de Glucosa GLUCAGON ADRENALINA GLUCOCORTICOIDES (CORTISOL) Inhibe : Glucogenogénesis HIPERGLUCEMIANTE Activa: Glucogenólisis, Gluconeogénesis HIPERGLUCEMIANTE Inhibe :Vías de Utilizac, Glucosa (tej.extraH.) HIPERGLUCEMIANTE Activa:Gluconeogénesis Glucosa y fructosa DIETA Glucógeno Glucosa-6-P Glucogenolisis V. Glicolítica Vía Pentosas Glucosa en Sangre PIRUVATO Síntesis de Acidos grasos Acetil-CoA C. de Krebs Lipoproteínas plasmáticas DIETA E s Lipidos hepaticos t e Acidos grasos r i f b-oxidación NADH, HMG-CoA Acidos grasos (unidos Albúmina) llegan de la sangre FADH2 ACETIL-CoA CO2 Colesterol Cuerpos cetónicos Ciclo Krebs ATP, H2O Nucleótidos Hemoproteínas Proteinas hepáticas Aminoácidos Aminoácidos en el hígado DIETA Proteínas plasmáticas Proteínas tisulares Aminoácidos en sangre Aminoácidos DEGRADACION Proteínas C.CETONICOS NH3 Urea musculares Glucógeno PIRUVATO Glucosa en músculo CICLO KREBS Lipidos Acidos grasos Acetil-CoA ATP Glucosa (sanguínea) VLDL (Del hígado) Y QUILOM.(DIETA) Glucosa Glicerol-3-P Acidos grasos Acil-CoA TRIGLICERIDOS TEJIDOS Glicerol Acidos grasos EXTRAHEPATICOS Glicerol HIGADO Complejos ác. grasoalbúmina TRIACILGLICERIDOS Lipasas GLICEROL + AC. GRASOS HIGADO Gluconeogénesis HIGADO, MUSCULO, ETC NADH FADH2 Glicólisis Cadena Respiratoria ATP b-oxidación Acetil- CoA C.Krebs Actividad intensa Glucogeno Muscular y glucosa sanguinea Actividad ligera o reposo Lactato Acidos grasos Cuerpos cetonicos Glucosa en sangre ADP+Pi ATP CO2 Fosfocreatina ATP Creatina Actividad intensa - CICLO DE CORI - CICLO GLU-ALA Contracción muscular Glicólisis AYUNO, DIABETES Cuerpos cetónicos CO2 Glucosa ADP+Pi Dieta normal ATP - Transporte electrogénico por la Na+ K+ ATPasa - Metabolismo celular Estado Curso temporal POSPRANDIAL AYUNO 0 – 4 hs 4 – 12 hs Principales combustibles usados La mayoría de los tejidos utilizan GLUCOSA 12 hs – 16 días INSULINA captación glucosa por tejidos periféricos glucógeno,TG,sintesis proteínas CEREBRO:GLUCOSA GLUCAGON Y ADREN. MUSCULO HIGADO INANICION (a) Control Hormonal ACIDOS GRASOS CEREBRO:GLUCOSA y algunos C.CETÓNICOS MUSCULO: AC. GRASOS. y algunos C.CETONICOS Se estimula la rotura de glucogeno hepático y TG GLUCAGON Y ADREN. Hidrólisis TG y Cetogenesis CORTISOL Rotura de proteína muscular (aminoácidos p/gluconeogenesis CEREBRO:utiliza >C.CETONICOS < GLUCOSA INANICION (b) > 16 días MUSCULO: solo AC. GRASOS GLUCAGON Y ADREN. A) Cuando se están consumiendo alimentos ricos en hidratos de carbono B)Durante una carrera de 100 m? C)Durante una maratón? Que beneficios tiene la utilización de ácidos grasos de número impar frente a los de número par de átomos de carbono? Que vitaminas son necesarias para que puedan degradarse los últimos tres carbonos? A)Cuál ó cuales son los estímulos que puede recibir el tejido adiposo para activar la enzima clave para la lipólisis? B)¿Que productos se liberan a sangre y cual/cuales son su/sus destinos? C)¿Enumere situaciones metabólicas: fisiológicas ó patológicas que activen este proceso a)- ¿ Por qué se observan diferentes productos de degradación del glucógeno en los dos tejidos? b)- ¿ Cuál es la ventaja para el organismo en una situación de “ataque o huída” de tener estas rutas específicas para la degradación del glucógeno?
