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Metabolismo de los hidratos de carbono y formación del trifosfato de…
Metabolismo de los hidratos de carbono
y formación del trifosfato de adenosina
Liberación de energía de los alimentos y energía libre
Reacciones acopladas
Todos los alimentos energéticos se oxidan en las células y se liberan grandes cantidades de energía durante este proceso.
Y este acoplamiento se consigue mediante sistemas celulares enzimáticos y de transferencia de energía.
Energía libre
La cantidad de energía liberada por la oxidación completa de un alimento se llama energía libre de la oxidación de los alimentos y generalmente se presenta mediante la simbología ΔG
La energía libre se expresa habitualmente en calorías por mol de sustancia.
El trifosfato de adenosina es la moneda de cambio del cuerpo
El trifosfato de adenosina (ATP) es un vínculo esencial entre la utilización y la producción de la energía del organismo.
La energía proviene de la oxidación de hidratos de carbono proteínas y grasas se utiliza para transformar el difosfato de adenosina (ADG) a trifosfato de adenosina (ATP).
El ATP es un compuesto químico lábil presente en todas las células.
El ATP es una combinación de adenina, ribosa y de 3 radicales fosfato.
Cuando el ATP pierde un radical fosfato, pasa a ser ADP y tras la alineación del segundo radical fosfato, se convierte en monofosfato de adenosina.
Importancia capital de la glucosa en el metabolismo de los hidratos de carbono
Las células hepáticas disponen de enzimas apropiadas que promueven la interconversión entre los monosacáridos
El hígado deberá de nuevo, los monosacáridos a la sangre el producto final resulta casi por completo glucosa.
El hígado contiene gluco fosfatasa.
La glucosa-6-fosfato se puede descomponer de nuevo la glucosa y fosfato.
Transporte de la glucosa a través de las membranas celulares
La glucosa no difunde fácilmente por los poros de la membrana celular.
La glucosa pasa el interior de las células con cierta libertad con difusión facilitada.
Transporte. De la glucosa por las membranas de la mayoría de las células es muy diferente al de la membrana gastrointestinal o al epitelio del túbulos renales.
La glucosa es transportada por un mecanismo de cotransporte activo de sodio-glucosa
El glucógeno se almacena en el hígado y el músculo
Las moléculas de glucógeno se polimerizan hasta casi cualquier peso molecular.
La glucosa se utiliza de inmediato para promover la energía a la célula o bien su almacena en forma de glucógeno.
A las células hepáticas alojan hasta un 5 a 8 de su peso en forma de glucógeno, en las células musculares que llegan al verga hasta 1 a 3%.
Glucogenólisis: descomposición del glucógeno almacenado
Glucogenolisis significa descomposición de glucógeno almacenado por las células para formar de nuevo glucosa en su interior.
Activación de la fosforilasa por la adrenalina o el glucagón
Dos hormonas, la adrenalina y el glucagón, activan en concreto, la fosforilasa y por tanto causan un glucogenólisis rápida.
En efecto inicial de cada uno de hormonas es fomentar la síntesis celular de AMP cíclico.
La médula suprarrenal y ver adrenalina cuando se estimula el sistema nervioso simpático.
El sistema nervioso simpático consiste en aumentar la disponibilidad de la glucosa para un embolismo energético rapia.
Glucogenogenia: formación de glucógeno
La glucosa-6-fosfato se puede convertir primero en glucosa-1-fosfato. Después esa sustancia se transforma en un uridina difosfato glucosa y finalmente en glucosa.
Él ha ácido láctico, el glicerol, el ácido pirúvico y algunos aminoácidos desaminados, se pueden transformar también en glucosa o compuestos muy afines y después en glucosa.
La insulina aumenta la difusión facilitada de la glucosa
En la mayoría de las células la insulina aumenta enormemente la velocidad de transporte de la glucosa.
Cuando el páncreas secreta grandes cantidades de insulina la velocidad de transporte de las glucosa en la mayoría de las células aumenta 10 o más veces
Fosforilación de la glucosa
La glucosa se combina con radical fosfato de acuerdo con las siguientes acciones.
Esta fosforilación está favorecida principalmente por la enzima glucocinasa del hígado o la hemoxinasa de la mayoría de las células.
Liberación de la energía de la glucosa por la vía glucolítica
Lo situación completa de un Mall glucosa libera 685.000 calorías de energía solo se necesita 12000 calorías de energía para formar un molde ATP.
La molécula de glucosa se encienda poco a poco en multiplica sucesivas, dando un total de 38 moléculas de ATP por cada mol de glucosa metabolizado por celular.
Glucólisis: división de la glucosa para formar ácido pirúvico
Partición de la molécula de glucosa en dos moléculos de ácido pirúvico.
La glucólisis se producen en 10 reacciones químicas sucesivas.
La glucosa se convierte en primera en fructosa-1,6- fosfato y después se escinde en dos moléculas de 3 átomos de carbono.
La formación de ATP durante la glucólisis
Se sintetizan cuatro moles de ATP por cada mol de fructosa-1,6- difosfato que se enciende en ácido pirúvico
Conversión del ácido pirúvico en acetil coenzima A
Dos etapas de 2 moléculos de ácido pirúvico en dos de acetil coenzima A.
A parte fin de esta acción se libera dos moléculas de dióxido de carbono y cuatro átomos de hidrógeno.
Dos moléculas de ácido pirúvico y combinan con la coenzima A.
Luego se oxidan los átomos de hidrógeno liberados se generan hasta 6 moléculas ATP
Ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs)
Formación de citrato: El ciclo comienza cuando una molécula de acetil-CoA (dos carbonos) se combina con oxaloacetato (cuatro carbonos), formando citrato (seis carbonos).
Isomerización del citrato: El citrato se convierte en su isómero, el isocitrato, mediante una reacción catalizada por la enzima aconitasa.
Descarboxilación oxidativa: El isocitrato se oxida, liberando una molécula de dióxido de carbono (CO₂) y formando α-cetoglutarato (cinco carbonos), mientras se reduce NAD⁺ a NADH.
Formación de succinil-CoA: El α-cetoglutarato sufre otra descarboxilación oxidativa, generando succinil-CoA (cuatro carbonos), liberando otra molécula de CO₂ y produciendo más NADH.
Conversión de succinil-CoA a succinato: El succinil-CoA se convierte en succinato, liberando una molécula de GTP (que puede convertirse en ATP).
Oxidación del succinato: El succinato se oxida a fumarato, y en este proceso se reduce FAD a FADH₂.
Hidratación del fumarato: El fumarato se convierte en malato mediante la adición de una molécula de agua.
Oxidación del malato: Finalmente, el malato se oxida para regenerar el oxaloacetato, cerrando el ciclo. En esta etapa, se produce otro NADH.
Formación de grandes cantidades de ATP por la oxidación del hidrógeno: proceso de la fosforilación oxidativa
Cadena de transporte de electrones (CTE)
Transporte de protones
Síntesis de ATP mediante la ATP sintasa
Aceptación de electrones por el oxígeno
El mecanismo quimiosmótico de la mitocondria para la síntesis de ATP
Síntesis de ATP
Generación de ATP
Flujo de protones a través de la ATP sintasa (quimiosmosis)
Aceptor final de electrones: Oxígeno
Transporte de electrones y bombeo de protones
Los electrones fluyen a través de la cadena de transporte de electrones, liberando energía.
Esta energía impulsa el bombeo de protones hacia el espacio intermembrana.
El gradiente de protones impulsa el flujo de protones de regreso a la matriz mitocondrial a través de la ATP sintasa.
La ATP sintasa utiliza la energía del flujo de protones para sintetizar ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico.
Efecto de las concentraciones intracelulares de ATP y ADP en la regulación de la glucólisis y la oxidación de la glucosa
Altos niveles de ATP: Indican que la célula tiene suficiente energía, lo que inhibe las enzimas clave de la glucólisis, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa, desacelerando la producción de energía.
Altos niveles de ADP o AMP: Indican que la célula necesita energía, lo que activa las vías metabólicas para acelerar la producción de ATP, promoviendo la glucólisis y la oxidación de la glucosa.
Liberación de energía a partir de la glucosa por la vía de la pentosa fosfato
Liberación de dióxido de carbono e hidrógeno por medio de la vía de la pentosa fosfato
Uso del hidrógeno para la síntesis de grasa y función del fosfato del dinucleótido de nicotinamida y adenina
Conversión de la glucosa en glucógeno o grasa
La glucogénesis es el proceso mediante el cual la glucosa se convierte en glucógeno, un polisacárido que actúa como una reserva de energía rápida en el cuerpo
La glucosa-6-fosfato se convierte en glucosa-1-fosfato mediante la enzima fosfoglucomutasa.
La glucosa-1-fosfato se une a uridina trifosfato (UTP) para formar UDP-glucosa en una reacción catalizada por la glucosa-1-fosfato uridiltransferasa. La UDP-glucosa es una forma activa de glucosa que puede ser añadida al glucógeno
La enzima glucógeno sintasa cataliza la adición de la UDP-glucosa a una cadena de glucógeno preexistente (enlaces α-1,4). Una vez que hay una cadena lineal suficiente, la enzima ramificadora del glucógeno crea ramificaciones mediante enlaces α-1,6.
La glucosa entra en la célula y es fosforilada a glucosa-6-fosfato por la enzima hexoquinasa (en el músculo) o glucoquinasa (en el hígado). Este paso es importante porque la glucosa-6-fosfato no puede salir de la célula, lo que facilita su almacenamiento o uso.
Conversión de la glucosa en grasa
Glucólisis
Conversión de acetil-CoA en citrato
Formación de malonil-CoA
Síntesis de ácidos grasos
Formación de acetil-CoA en el citosol
Formación de triglicéridos
Liberación anaeróbica de energía: glucólisis anaeróbica
La formación de ácido láctico durante la glucólisis anaeróbica permite liberar más energía anaeróbica
Reconversión del ácido láctico en ácido pirúvico con el nuevo aporte de oxígeno
Uso del ácido láctico por el corazón para obtener energía.