TEMA 10: Metabolisme dels glúcids Flashcards
Enzimas encargadas en hidrolitzar monosacaridos?
a -amilasa → hidroliza polisacárids.
(inespecífica)
a -amilasa pancreática → hidroliza polisacáridos (mono.y di .)
Oligosacáridosa → hidroliza un enlace especifico .
Quines son algunes alteracions en la digesta de carbos?
- Deficiència en la -amilasa pancreàtica (primers mesos de vida; deficiència temporal).
- Deficiència en la lactasa (90% africans i asiàtics).
Com funciona els transport de glucids per entrar als enteròcits?
A la meitat de la digestió → [glucosa] es molt elevada en el Lumen intestinal .
↳ La entrada se produce por difusión Facilitada por GLUT2 , proteínas
de transmembrana sin ATP
Quan la [glucosa]baixa: entrada en contra del gradient de la glucosa i galactosa pel co-transportador de Na+ -glucosa SGLT1 (transport actiu). Altres sucres (fructosa): difusió facilitada mitjançant el transportador GLUT5
Com funciona els transport de glucids un cop dins els enteròcits?
Utilització per l’enteròcit.
Sortida a vena porta hepàtica cap al fetge. Difusió facilitada pel GLUT2 (alta capacitat, baixa afinitat; Km per la glucosa alta).
Transformació a lactat: glucosa ➔ 2 lactats que van a fetge per la vena porta i es reciclen com a glucosa altre cop (cicle de Cori).
Com solen ser els valor de glucosa en situacions diverses?
[glucosa en sang] = 4-6 mmol/
[glucosa] post-ingesta: 10-15 mmol/l.
> 1,5 mmo/l: el cervell ja no té prou glucosa (al·lucinacions / vida vegetativa / mort).
Vies principals del metabolisme dels glúcids
Glucòlisis. Cicle de Krebs. Via de les pentoses fosfat. Transport d'electrons i Fosforilació oxidativa. Gluconeogènesis. Metabolisme del glicogen.
Carac bàsiques insulina:
- 51 aminoàcids / Cèl·lules beta dels illots pancreàtics
- Sintetitzada com a precursor
- Vida mitjana 6 minuts
Quins son els efectes metabolics de la insulina?
Metabolisme dels carbohidrats
Disminueix la concentració de glucosa en sang:
-fetge: inhibeix la gluconeogènesis i la degradació del glicogen.
-múscul i fetge: incrementa la síntesis de glicogen.
-múscul i teixit adipós: incrementa la captació de glucosa ( transportador de glucosa GLUT4).
Metabolisme dels lípids
- teixit adipós: disminueix la degradació de TG (inhibeix la lipasa sensible a hormones).
- teixit fetge: incrementa la síntesis de TG.
Carac bàsiques glucagó
29 aminoàcids
Sintetitzat a cèl·lules alfa dels illots pancreàtics
Efectes metabòlics del glucagó:
Metabolisme dels carbohidrats
Incrementa la concentració de glucosa en sang:
- degradació de glicogen en fetge (que no en múscul).
- incrementa la gluconeogènesis en fetge.
Metabolisme dels lípids
Afavoreix la beta-oxidació dels àcids grassos, i la subseqüent formació de cossos cetònics a partir d’acetil-CoA (fetge).
Metabolisme proteic
Incrementa la captació d’aminoàcids pel fetge, incrementant la quantitat de esquelets carbonats per gluconeogènesis.
Visió global de la glucòlisi
Quan no tenim energia - Visió global de la glucòlisis: Via general (a TOTES les cèl.lules) Glucosa ➔ piruvat (10 reaccions) - Citoplasmàtica - Intermediaris fosforilats (C6 o C3)
Quines fases té la glucolisi
-Fase I: fase preparatòria (reaccions 1-5)
Producció de gliceraldehid 3-P
Consum 2 ATP sucres-P
- Fase II: fase regeneradora (reaccions 6-10).
Formació 4 ATP i 2 NADH
Funcions glucòlisi
Funcions glucòlisis:
obtenir energia
proporcionar molècules precursores per altres vies metabòliques (piruvat / Acetil-CoA)
Quina és la reacció 1 de la glucòlisi?
glucosa ➔ glucosa-6-P (+3,3 Kcal/mol)
ATP ➔ ADP + Pi (-7,3 Kcal/mol)
Glucosa + ATP ➔ glucosa-6-P + ADP + Pi (G = -4 Kcal/mol)
Carac de la reacció 1 de la glucòlisi
Reacció irreversible i fortament regulada; gast 1 ATP
Amb quins enzims es fa la reacció 1 de la glucòlisi?
Hexoquinasa (tots els teixits)
- poc específica, eficient
- inhibida per Glucosa 6-P
- Km baixa / Vmax baixa
Glucoquinasa (fetge i cèl. β pàncreas)
- fetge
- no inh per Glucosa 6-P
- nivells modificats per Insulina / CHO
- Km alta / Vmax elevada
Quina és la reacció 3 de la glucòlisi?
Fosforilació de la fructosa 6-P per la PFK1 (reacció 3 glicòlisis)
Punt de control més important de la glicòlisis
Fructosa 6-P + ATP ➔ fructosa 1,6-P + ADP + Pi
Carac reacció 3 glucòlisi
Reacció irreversible i altament regulada; gast 1 ATP
Amb quin enzim es regula la reacció 3? I explica els factors alosterics de l’enzim
Fosfofructoquinasa 1 (PFK1) Factor al.lostèrics:
- Factors al.lostèrics negatius: Inhibida per ATP / citrat (cicle de krebs saturat)
- Factors al.lostèrics positius: Activada per AMP / F-2,6-BP
Quina és la reacció 6 de la glucòlisi?
Es produeix l’oxidació del GLICERALDEHID 3-P
Primera reacción d’oxidació → EL NAD PASSA A NADH
GLICERALDEHID 3-P + NAD → 1,3-Bifosfoglicerat + NADH
Enzim reacció 6?
GLICERALDEHID 3-fosfatasa-deshidrogenasa
Carac reacció 7
Es formen 2 ATP
Reversible
Reacció 7 en qüestió:
1,3-Bifosfoglicerat + ADP → 3-fosfoglicerat + ATP
Què passa a partir de la reacció 6?
Que es fa tot per dos
Enzim reacció 7?
Fosfoglicerat quinasa
Reacció 10 glucòlisi
Fosfoenolpiruvat + adp ➔ piruvat + ATP
Carac reacció 10 glucòlisi
Formació de piruvat; formació 2 ATP; pas irreversible i fortament regulat
Enzim reacció 10 i factor alosterics
Piruvat quinasa
- Factors al·lostèrics (inhibida per ATP / activada per Fructosa 1,6,bp)
- Inactivada per fosforilació per la PKA (en determinats teixits) quan hi ha glucagó
- Canvis en la quantitat d’enzim (activada per nivells alts en dietes riques en carbohidrats)
Balanç global glucolisi
Glucosa + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD ➔2 (Piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O)
4 ATP (2ª fase) – 2 ATP (1ª fase) = 2 ATP
Com funciona la relacio entre NAD i NADH
Cal regenerar el NAD oxidant el NADH posteriorment; mitjançant dos mecanismes:
1- Lligar-ho a la conversió de piruvat a lactat (fermentació làctica).
2- Oxidació a través de la via de transport electrònic (condicions aeròbiques).
Punts control glucolisis
Hexoquinasa / glucoquinasa R1
Fosfofructoquinasa1 (PFK1) R3
Piruvat quinasa (PK) R10
Mecanismes de regulació glucòlisis:
al·losterisme
modificacions covalents
canvis en la quantitat d’enzim (transcripció)
hormonal
Destí del piruvat en condicions aerobiques
En condicions oxidatives
(i en mitocòndria):
- Descarboxilació del piruvat a acetyl-CoA per entrar a TCA pel complex piruvat deshidrogenasa.
- Carboxilació del piruvat a oxalacetat per la piruvat carboxilasa; intermediari del TCA / substrat per la gluconeogènesi.
- Via anapleuròtica.
Destí del piruvat en condicions anaeròbiques
- Fermentació làctica: reducció de piruvat a lactat per la lactat deshidrogenasa; eritròcits, còrnia, cèl·lules musculars de contracció ràpida. Important per l’equilibri NADH/NAD.
- Fermentació alcohòlica: reducció de piruvat a etanol (bactèries, llevats).
Transformació del piruvat a Acetil-CoA per entra a TCA:
Piruvat + coA + NAD ➔ CO2 + NADH + H + Acetil-coA
Caracs i enzims reacció acetilcoA
Piruvat deshidrogenasa (descarboxilació oxidativa). Reacció membrana mitocondrial; irreversible
Inhibició per producte (acetil-CoA), NADH i per fosforilació.
Activació per ADP i piruvat.
Per a què serveix el cicle de Krebs?
- Per obtenir energia en forma de poder reductor
- Per generar substrats que serviran a vies anabòliques (ex. oxalacetat pels aminoàcids); via amfibòlica.
Visió global del cicle de Krebs:
Tmb se li pot dir:
Cicle de l’àcid cítric
Cicle dels àcids tricarboxílics (TCA).
Dues fases:
Passos1 a 4: s’utilitzen per oxidar els dos carbonis a CO2.
Passos 5 a 8: regeneració oxalacetat.
Quines son les reaccions irreversibles i regulades de TCA?
R1,3,4
Reaccio 1 TCA
acetil-coA + oxalacetat + H2O ➔ citrat + coA
Enzim: citrat sintasa
Inhibit per ATP, NADH, Succinil-CoA
De que es inhibidor el citrat
El citrat és un inhibidor de la PFK1
(i un precursor de la síntesi d’àcids grassos
Reacció 3 TCA
isocitrat + NAD ➔ alfa-cetoglutarat + NADH + H + CO2
Enzim: isocitrat deshidrogenasa
Inhibit per ATP, NADH
Activat per ADP
Reacció 4 TCA
alfa-cetoglutarat + coA + NAD ➔ succinil-coA + CO2 +NADH + H
Enzim: alfa-cetoglutarat deshidrogenasa
Inhibit per GTP, ATP, NADH, Succinil-CoA
Balanç global cicle Krebs
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O ➔ 2 CO2 + 3 (NADH + H+) + 1 FADH2 + 1 GTP
En cadena de transport electrònic:
3 NADH + H+ = 3 x 3 ATP
1 FADH2 = 2 ATP
El total és 12 ATP/ Acetil-CoA
Com es pot transformar el GTP a ATP?
(el GTP pot ser transformat a ATP per la nucleòsid difosfoquinasa)
Regulacio TCA
Regulat en relació als nivells de NAD/NADH, ADP/ATP i segons els producte (succinil-CoA).
Via amfibolica cicle de Krebs
Intermediari Metabolisme
citrat àcids grassos
alfa -cetoglutarat aminoàcids, purines
succinil-CoA porfirines
fumarat aminoàcids, pirimidines
oxalacetat aminoàcids, glucosa
Via aneuploriotica cicle Krebs
Per tal de respondre a la necessitat d’intermediaris al cicle de Krebs (reomplen el cicle).
(1) Piruvat + CO2 + ATP + H2O ➔ reversible oxalacetat + ADP + Pi + 2H
piruvat carboxilasa; fetge i ronyó.
(2) PEP + CO2 + GDP ➔ reversible oxalacetat + GTP
PEP carboxiquinasa (PEPCK); múscul i cor.
Transport d’electrons i Fosforilació oxidativa
carac
Organismes aeròbics: principal font d’energia.
La respiració aeròbica ens dóna: 1 glucosa ➔ 38-36 ATP
20-30% de l’energia total de la glucosa es recupera en forma d’ATP.
Rendiment fosforilacio oxidativa
C6H12O6 + 6 H2O ➔ 6 CO2 + 24 H + 24 e
6 O2 + 24 H + 24 e ➔ 12 H2O
Que es la via de les pentoses fosfat
La via predominant del metabolisme de la glucosa és la glucòlisis per donar piruvat i aquest ser oxidat a CO2 a Krebs. Un procés alternatiu, és la via de les pentoses fosfat.
Aquesta via té com a funció:
- Obtenció de poder reductor (NADPH).
NADH (donador d’e a la cadena de transport electrònic per obtenir ATP)
NADPH ( donador d’H i d’e per les reaccions biosintètiques reductores)
- Obtenció de sucres de 5C (ribosa 5-P).
- Inter-conversió de monosacàrids
Propietats via pentoses fosfat
No lineal / citosol Dues fases: fase oxidativa (irreversible) fase no oxidativa Important en aquells teixits a on es necessita poder reductor (NADPH) (síntesi d’àcids grassos) - fetge, teixit adipós, glàndula mamària
Quins son els processos anabolics als hidrats de carboni?
gluconeogènesi i metabolisme del glicogen
Pq son importants els processos anabolics als hidrats de carboni?
Dues vies diferents que tenen com a objectiu mantenir la [glucosa] en sang constant.
El cervell, eritròcits, medul·la del ronyó,… i múscul en treball requereixen glucosa de manera continuada com a combustible (alguns d’ells com ara el cervell, són totalment dependents d’això).
Carac gluconeogenesi
Principalment en fetge (90%) i una petita part en ronyó (10%, excepte en dejuni avançat).
Formació de glucosa a partir de precursors com piruvat, glicerol, lactat i alfa-cetoàcids
Gluconeogenesi a partir del piruvat
- Entrada del piruvat a dins de la mitocòndria i carboxilació a oxalacetat: piruvat carboxilasa; mitocòndria; fortament regulat (via anapleuròtica). Inhibit per ADP i activat per acetil-CoA.
L’oxalacetat no pot sortir de la mitocòndria - malat. - Descarboxilació del oxalacetat a PEP; PEP carboxiquinasa (PEPCK); fortament regulat (via anapleuròtica)
- Defosforilació de la fructosa 1,6-bis-P: fructosa 1,6-bifosfatasa; fortament regulat: Inhibit per AMP i per Fructosa 2,6-bifosfat
- Defosforilació de glucosa 6-P; glucosa 6-fosfatasa
Regulacio gluconeogenesi
a) Metabòlits (disponibilitat de precursors)
b) Regulació al·lostèrica
c) Hormones
Rendiment gluconeogenesi
Rendiment:
2 piruvats + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 6 H2O -> glucosa + 2 NAD + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi
Gast de 6 ATPs (provinents degradació àcids grassos)
Altres substrats per la gluconeogènesis:
Lactat: Reciclatge en el fetge del lactat. Substrat quantitativament més important (teixits sense mitocòndries o múscul en exercici).
Alfa-cetoàcids: reaccions de transaminació de l’alanina (fetge) i la glutamina (ronyó), donen piruvat i alfa-cetoglutarat que va a TCA i dona oxalacetat i PEP.
Glicerol: produït per la degradació de triacilglicerols en teixit adipós.
glicerol ➔ glicerol 3-fosfat ➔ dihidroxiacetona fosfat (intermediari de glucòlisis) en teixit hepàtic.
On es troba la glucosa-6-fosfatasa?
glucosa 6-fosfatasa
només en el fetge i ronyó!
Fonts principals de glucosa:
- Dieta (no constant)
- Gluconeogènesi (lent i progressiu)
- Glicogen (fetge; 10% pes; limitat)
Glicogen (vs lípids):
- més fàcil de mobilitzar
- no necessitat d’O2
- creació de glucosa
Glicogen vs glucosa
(acumulació glucosa: problema osmòtic; dificultats per entrar)
Enzims involucrats en el metabolisme del glicogen
glicogen sintasa (síntesis) glicogen fosforilasa (degradació)
Cost energètic de l’acumulació del glicogen com a reserva de glucosa:
100 glucosa-6P gastaríem 100 ATP per incorporar-les en forma de glicogen.
Per transformar aquest glicogen a glucosa-6P, gastaríem 10 ATPs
En global; per movilizar 100 glucosa-6P, necesiten 110 ATPs
100 glucosa-6P a glucòlisis + Krebs + transport electrònic / fosforilació oxidativa 3.500 ATP (1 glucosa ➔ 35 ATP)
110 / 3500 = 3% del total, el que indica que el gast en acumulació de glicogen és realment petit (procés molt eficient).
Regulació metabolisme del glicogen:
Processos regulats antagònicament i de manera coordinada.
La síntesi i degradació de glicogen estan regulats per les mateixes senyals hormonals:
Els enzims són regulats per fosforilació mitjançant la PKA (o epinefrina).
Quan hi ha glucagó, augmenta l’AMPc, la PKA s’activa i fosforila la glicogen sintasa (forma inactiva) i la glicogen fosforilasa (forma activa).
Quan hi ha insulina, situació contraria (glicogen sintasa activa; glicogen fosforilasa inactiva)
Com reacciona el cos despres de menjar? (Estat post ingesta?)
AUGMENT INSULINA
Fetge: a través de GLUT2 es capta la glucosa a la vena porta. Inhibició de la glicogen fosforilasa i activació de la glicogen sintasa (síntesi de glicogen) / producció de lactat (múscul, intestí prim…) ➔ glucosa ➔ glicogen.
Múscul: Major captació de glucosa (GLUT4). No tota la glucosa és oxidada, sinó que s’acumula en forma de glicogen.
Teixit adipós: Inhibició de la mobilització de greixos.
Com reacciona el cos a estat post-absortiu (dejuni) – normalment desprès de la nit
Glucagó alt
Majoritàriament la glucosa prové de fetge;
- 2/3 glicogenòlisis (degradació glicogen)
- 1/3 gluconeogènesis (síntesi glucosa; lactat/alanina/glicerol)
En aquestes condicions el recanvi de glucosa sol estar en uns 130 mg / individu / minut.
El cervell utilitza uns 120 g glucosa / dia = 80 mg / individu / minut (120 grams al dia).
