2do parcial bioquimica metabolismo

Vista previa del material en texto

temas: intro al metabolismo, met lipidos, met glucidos, met proteinas, met purinas, líquidos corporales y ph, met intermed
	 Introducción al Metabolismo celular
	
En los enlaces de estos 3 grupos fosfatos se guarda la e°. por eso cuando rompo un enlace libero esa energía y obtengo ADP
La ribosa es una pentosa o monosacárido de cinco átomos de carbono que es muy importante en los seres vivos porque es el componente del ácido ribonucleico y otras sustancias como nucleótidos y ATP.
Las formas reducidas tienen más e° debido a que tienen más 
	Conceptos Esenciales:
· ATP: Adenosin trifosfato. Nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. formado por una base nitrogenada, la ribosa (pentosa) que en su C5 tiene enlazado 3 grupos fosfatos. 
· GTP: Guanosín trifosfato. Nucleótido interviniente en el metabolismo celular.
· Acetil-CoA: Molécula intermediaria clave en el metabolismo formada por una molécula de coenzima A con un grupo Acetil (2 átomos de C)
· FAD: Flavín adenosin dinucleótido. Coenzima que interviene en procesos de oxido reducción. formada por una unidad de riboflavina (Vit B12), unida a un pirofosfato, este unido a una ribosa (pentosa) y esta a una adenina. FAD+ es su forma oxidada y FADH su forma reducida.
· NAD: Nicotinamida adenina dinucleótido. Coenzima que interviene en procesos de oxido reducción y producción de e° de todas las células. Formada por dos nucleótidos unidos por un grupo fosfato y a la vitamina niacina. NAD+ es su forma oxidada y NADH su forma reducida.
Célula y sus organelas:
Mitocondrias
Ciclo de Krebs
Fosforilación Oxidativa
Lisosomas/perioxisomas
contienen enzimas
Citosol
Glucólisis
Gluconeogénesis
Sintesis Ac. grasos
Fosforilacion a nivlel del sustrato
Ribosomas
sintesis de proteinas
Retículo endoplasmático rugoso
Síntesis y maduración de proteínas
Retículo endoplasmático liso
Síntesis de Lípidos
Menmbrana Plasmática
Transporte de sustancias
Complejo de Golgi
Maduración de glucoproteínas y otros componentes de membranas y vias excretoras
Reacciones Redox
Transcurren con transferencia de e- entre los reactivos. La especie que pierde electrones se oxida y la que los gana se reduce (GRUPO)
La oxidación completa de un compuesto orgánico genera O2
OXIDACIÓN: Pierde H o gana O
REDUCCIÓN: Gana H o pierde O
	 Introducción al Metabolismo celular
	Visión gral del metabolismo
sustrato inicial: es sobre lo que actúa la enzima
Metabolito: cualquier molécula utilizada o producida durante el metabolismo.
Intermediarios
	Metabolismo
Es el conjunto de reacciones químicas que se producen en nuestro organismo y tienen como objetivo la integración de las funciones biológicas. El metabolismo cuenta con con 3 etapas:
1. Digestión: Conversión de los alimentos en sustancias absorbibles en el tracto intestinal. Implica el desdoblamiento mecánico y químico de los alimentos.
2. Absorción de nutrientes: Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal a la sangre. Se absorben en el enterocito (Célula del intestino) 
3. Metabolización: Utilización de los nutrientes para la obtención de energía y/o para síntesis de compuestos celulares.
Rutas Metabólicas
Son la sucesión de reacciones químicas donde un sustrato inicial se transforma y da lugar a productos finales, a través de una serie de metabolitos intermediarios. Cada una de las reacciones que conforman la vía, está mediada por una enzima específica.
Las rutas o vías pueden ser:
Catabólicas: Reacciones de degradación donde se produce la oxidación del sustrato liberando e° al medio. De un compuesto complejo llego a uno simple. predomina durante el envejecimiento.
Anabólicas: Reacciones de síntesis donde se produce reducción del sustrato y requiere de energía para producirse. De un compuesto simple llego a uno complejo. Predomina durante el crecimiento.
Las rutas metabólicas pueden ser: lineales, ramificadas y cíclicas.
 El catabolismo es un proceso convergente ya que van todos a un mismo punto (acetil co-a) 
En cambio el anabolismo es divergente ya que todo surge de un punto y se divide. 
El punto medio se llama compuesto encrucijada metabólica.
convergente 
divergente 
compuesto encrucijada metabólica
Síntesis de ATP
La célula puede sintetizar ATP a partir de dos procesos distintos:
· Fosforilación a nivel del sustrato: Proceso por el cual se produce la fosforilación de ADP a ATP por transferencia de un grupo fosfato, desde un determinado sustrato. Se produce en el citoplasma y no requiere de O2.
· Fosforilación Oxidativa: se lleva a cabo en la mitocondria donde se produce ATP a partir de la e° liberada por la oxidación de nutrientes en forma de NADH Y FADH. Requiere de O2
 fosforilación a nivel de sustrato fosforilación oxidativa
	 Introducción al Metabolismo celular
	
El piruvato es una molécula intermediaria de 3 carbonos que posteriormente rendirá una especie de 2 carbonos, el grupo Acetilo del compuesto Acetil-CoA
La cadena transportadora de e- sirve para producir grandes cantidades de energía en forma de ATP gracias a la oxidación de las coenzimas NADH Y FADH2.
anfibólica: sirve tanto para el catabolismo como para el anabolismo
	Etapas del Catabolismo: 
Etapa I: comprende la digestión de grandes macromoléculas o biopolímeros a sus moléculas o sillares químicos. En esta etapa se encuentran los procesos digestivos de los nutrientes que se ingieren. 
Etapa II: las moléculas o sillares monómeros se convierten en un reducido número de especies metabólicas intermediarias más sencillas. Productos como monosacáridos, glicerol y algunos aminoácidos se degradan hasta dar piruvato. De igual forma los Ac. grasos y el resto de los aminoácidos se hidrolizan hasta dar Acetil CoA y unos pocos productos diferentes.En esta etapa podemos destacar la glucólisis, la β-oxidación.
Etapa III: En esta última etapa tanto el grupo del Acetil CoA, como los demás productos se canalizan hacia una ruta Catabólica Final común en la que pueden ser oxidados dando CO2 y H2O. En esta etapa se encuentra el ciclo de krebs o el ciclo de los Ácidos tricarboxílicos y la cadena transportadora de e-. La principal finalidad de esta etapa es producir e°
 
Etapas del Anabolismo
Etapa I: Esta etapa comienza la síntesis de compuestos intermediarios, implica al ciclo de Krebs, la cual es una ruta anfibólica. Suministra pequeñas moléculas como precursores para las reacciones anabólicas.
Etapa II: Supone la transformación de los metabolitos intermediarios obtenidos en la etapa I en moléculas sillares o monómeros. Pertenecen a esta etapa la ruta de síntesis de ácidos grasos a partir de Acetil-CoA, la gluconeogénesis y la síntesis de aminoácidos a partir de intermediarios del ciclo de krebs.
Etapa III: comprende la biosíntesis de macromoléculas a partir de las moléculas sillares o precursoras.
	 Metabolismo Intermediario
	
Son rutas muy importantes en la producción de e° dentro de la célula y desempeñan un papel crucial entre las distintas rutas metabólicas
El Acetil CoA suele venir de la b-oxidación de los ácidos grasos o del piruvato a través de la descarboxilación oxidativa. El piruvato suele originarse como producto de la glucólisis o como consecuencia de las transaminasas
Los globulos rojos al no tener mitocondria no pueden realizar el ciclo de krebs y se ven dependientes de la glucosa ingerida con la dieta
El único complejo que no está insertado en la membrana es el complejo 2
La ubiquinona y el citocromo son complejos movibles
El NADH y FADH generados en la mitocondria por ciclo de krebs, b oxidación, etc pueden ingresar a la cadena respiratoria en cambio el NADH producido en el citoplasma por la glucólisis no ya que la membrana es impermeable 
	El metabolismo intermediario consiste en las víasen las que confluyen distintos metabolismos cuyos compuestos intermediarios son utilizados para obtener e° o sintetizar biomoléculas. Estas son:
· Ciclo de KrebsA lo largo de este ciclo vamos a perder 2 atomos de carbono en forma de CO2 que eliminamos por la respiración, también va a formar NADH y FADH2 por oxidoreducción. El ultimo producto del ciclo es GTP (guanosina tri fosfato) equivalente a 1 ATP y vuelve a convertirse en oxalacetato
Acetil-CoA
Oxalacetato
Citrato
2C
6C
4C
CO2
CO2
NADH
NADH
GTP
FADH2
NADH
5C
4C
· Cadena de transporte de electrones
· Fosforilación oxidativa
Ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs, llamado también ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Es una ruta metabólica que forma parte de lo que se conoce como respiración celular. Es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de las moléculas de Acetil-CoA, liberando gran cantidad de e°. También presenta una parte anabólica ya que proporciona precursores para muchas rutas biosintéticas. Por ello se considera una vía anfibólica. 1 Acetil CoA genera:
3 NADH
1 FADH2
1 GTP
2 CO2
ATP
ATP
1 ATP
RESPIRACIÓN 
10-12 ATP
Tiene su lugar en la matriz de la mitocondria.
Por cada vuelta de ciclo se obtiene: 
Cadena de respiración y fosforilación oxidativa
 
Hacia el interior tengo la matriz donde se realiza el ciclo de krebs donde se produce el NADH y FADH2. estos compuestos entran en la cadena respiratoria
El NADH viaja hasta la membrana mitocondrial hasta el complejo I donde se va a oxidar, va a ceder los e- al complejo y este va a liberar el H+ al espacio intermembrana. El NADH pasa NAD y los electrones van a pasar al complejo ubiquinona, este los pasa al complejo 3, de ahí pasan al complejo C o citocromo y este los va a enviar al complejo 4 donde los electrones son cedidos al O2 para reducirlo y formar moléculas de H20. Los cationes que se bombean son 4 en el complejo I, 4 en el complejo III y 2 en el complejo IV
 El FADH va a realizar el mismo recorrido solo que va a ingresar por el complejo II.
Fosforilación oxidativa
En la membrana hay otro complejo que se llama ATP sintetasa ( hace síntesis de ATP) esta sintetasa va a recapturar los H+ que fueron bombeados. Estas cargas positivas generan una fuerza llamada fuerza protón motriz, es una fuerza que genera el movimiento de los protones haciéndolos ingresar de nuevo a la membrana pasando por la ATP sintetasa cargándola de e° que se utiliza para sintetizar ATP
Cada 4 H+ que ingresan se genera 1 ATP. 
Cuando parto del NADH se bombean 4-4-2 cationes por lo que forma 2,5 ATP pero se redondea a 3
Cuando parto del FADH se bombean 4-2 por lo que se forman 1,5 ATP pero lo redondeamos a 2 ATP.
Lanzaderas: 
· Glicerol 3 fosfato: el NADH cede sus e- al glicerol 3-P y este se los cede posteriormente al FADH por lo tanto por cada molécula de NADH se producen sólo 1,5 ATP
· Malato - aspartato: Sucede en el hígado y corazón, el NADH cede sus e- al malato, que penetra en la mitocondria, se oxida por la malato deshidrogenasa volviendo a generar NADH. El NADH citosólico se introduce en la mitocondria originando NADH mitocondrial que , posteriormente cederá los electrones produciendo 2,5 ATP 
	 Metabolismo de Lípidos
	
Lipasa Lingual
Lipasa gástrica
Lipasa pancreática
(rompe enlaces éster 1 y 3)
fosfolipasa
colesterolasa
sales biliares
Los trigliceridos contenidos en la lipoproteina son utilizados por los tejidos que contienen la lipiproteinlipasa.
	
Los lípidos son la principal reserva energética del organismo. Se acumulan en el tejido adiposo en forma de TG y la energía obtenida a partir de ellos es muy superior a la obtenida a partir de los glúcidos. No involucran e° rápida.
Catabolismo de Lípidos 
Sobre los TG actúa principalmente la lipasa pancreática brindando un monoacilglicerol y dos moléculas de ac. grasos. Estas sustancias pueden atravesar las membranas celulares. Una vez dentro son reconstruidos en triacilglicéridos.
Sobre los fosfolípidos actúa la fosfolipasa liberando un ac. graso y un acil fosfolípido.
Sobre los ésteres de colesterol interviene la colesterolasa dando colesterol no esterificado y ac. grasos.
Los lípidos no pueden estar en forma libre sino que deben constituir un complejo estable uniéndose a las apoproteínas para originar las Lipoproteínas. Estas son estructuras complejas que sirven para transportar los lípidos por el organismo. Están formadas por una capa externa constituida por fosfolípidos, apoproteinas y colesterol libre. En el interior se acumulan los triglicéridos y el colesterol esterificado.
Clasificación de las lipoproteínas
En el enterocito se sintetiza el quilomicrón, el cual transporta TG, colesterol y vitaminas solubles. Por linfa pasan al tejido adiposo donde se depositan los TG por hidrólisis. Por otro lado los TG de cadena corta absorbidos pasan por vía porta al hígado donde se sintetizan fosfolípidos y colesterol y TG. Estos TG viajan por sangre incorporados a las VLDL hacia el tejido adiposo donde van a depositar los TG y van a convertirse en LDL (ricas en colesterol). Las LDL llevan el colesterol a los tejidos y el colesterol no utilizado es transportado por las HDL al Hígado para ser eliminado o sintetizar sales biliares
	 Metabolismo de Lípidos
	el glucagon estimula la lipolisis
los ácidos grasos de menos de 12 átomos no necesitan el transporte por carnitina
ruptura del enlace 𝛽
Solo el hígado produce cetogénesis
La insulina estimula la lipogénesis
	Lipolisis (catabolismo)
Es el mecanismo de movilización de los lípidos que están almacenados como reservorio de e°. Esto sucede cuando hay una deficiencia del aporte energético o cuando se ayuna. Estos TG se encuentran acumulados en el citoplasma de los adipocitos. El primer paso para su catabolismo es la hidrólisis por medio de la triglicérido lipasa que actúa bajo regulación de hormonas: el glucagón y la adrenalina potencian su actividad. Los ac. Los ácidos grasos salen del adipocito y se unen en sangre a la albúmina y son transportados a los tejidos que requieran e°. Se dirigen a la b-oxidación
𝛽-oxidación
¿Qué hace la célula con los ac. grasos? los ingresa al ciclo de la oxidación.
en esta ruta se producen sucesivas oxidaciones en el carbono 𝛽 que va separando fragmentos de dos carbonos en forma de acetil CoA, que luego se incorporarán al ciclo de krebs, coenzimas reducidas que se incorporarán a la cadena respiratoria. La 𝛽oxidación tiene lugar en la matriz mitocondrial, por lo tanto es necesario que el ácido graso penetre este orgánulo. La oxidación se divide en 3 fases:
1. la primera fase implica la activación del ácido graso enlazandose con el CoA utilizando ATP. Está catalizada por la acil CoA sintetasa. El producto Acil CoA no puede entrar en la mitocondria y recurre a una lanzadera.
2. La segunda fase supone la entrada en la mitocondria, gracias al transporte mediado por la carnitina. El ac graso se transfiere a la carnitina y es transportado como derivado de esta hasta la parte interna de la membrana mitocondrial interna. Una vez allí se produce la reacción inversa, con formación de nuevo en carnitina y acetil CoA.
3. la tercera fase sería la 𝛽oxidación: una vez dentro de la matriz las moléculas de Acil CoA comienzan un proceso degradativo hasta transformarse en acetil CoA. consta de 4 pasos
1. Oxidación: produce FADH2
2. Hidratación
3. Oxidación produce NADH
4. Tiolisis: rompe el ac graso y separa acetil-CoA quedando un ácido graso con 2 átomos de carbono menos
Cuerpos cetónicos
 Los cuerpos cetónicos son sustancias que se producen a partir del Acetil CoA en la mitocondria del tejido hepático. Son utilizados por diversos tejidos para producir e°. Los órganos que los usan son cerebro, músculo esquelético, corazón y otros. 
Solo se usa como fuente de energía en situaciones metabólicas especiales. ej: diabetes, ayuno prolongado. El aumento de estos provoca acidosis metabólica.
Lipogénesis: Los fosfolípidos se sintetizan en el retículo endoplasmáticoy son secretados a la célula por exocitosis. Todas las celulas excepto los eritrocitos son capaces de sintetizarlos. El acido fosfatídico y el CDP, nucleótido difosfato citidina, son quienes dan origen a la formación de fosfolípidos.
	 Metabolismo de Glúcidos
	
La fructosa y galactosa que fueron absorbidas en el intestino son convertidas 
la fructosa a fructosa 6 fosfato (hexoquinasa) para ser intermediario de la glucólisis 
 la galactosa a glucosa 6 fosfato (galactoquinasa) para entrar en la glucolisis
los pacientes diabéticos no producen insulina por lo tanto tienen mucha azúcar en sangre
Para llevarse a cabo la glucosa es fosforilada a glucosa-6-fosfato por la hexoquinasa
se genera + ATP que el gastado en la fase preparatoria y quedaría un neto de +2ATP y 2 NADH por glucosa
La fructosa y galactosa que fueron absorbidas en el intestino son convertidas 
la fructosa a fructosa 6 fosfato (hexoquinasa) para ser intermediario de la glucólisis 
 la galactosa a glucosa 6 fosfato (galactoquinasa) para entrar en la glucolisis
	Digestión y absorción de Carbohidratos 
almidón y glucógeno: Amilasa salival
Oligosacáridos: Amilasa pancreática
Disacáridos:
 maltosa → maltasa enlaces 1-4
 sacarosa → sacarasa e 1-2
 lactosa → lactasa e 1-4
¿Cómo ingresan los monosacáridos a la célula?
Los monosacáridos asimilados por las células intestinales se liberan rápidamente al torrente sanguíneo gracias a un transportador GLUT-2. Arrastra a los principales monosacáridos: glucosa, fructosa y galactosa, desde el intestino hasta la sangre para su distribución a los tejidos. El GLUT-5 transporta a la fructosa.
¿Cómo actúa la insulina?
Esta hormona es vital para el transporte y almacenamiento de la glucosa en las células, ayuda a utilizar la glucosa como fuente de energía para el organismo. La insulina actúa como una llave para permitir que la glucosa acceda a las células. Si la glucosa no puede entrar en las células, se acumula en la sangre.
Glucólisis
La glucólisis se lleva a cabo en el citosol. esta se divide en dos fases
· Fase preparativa: implica la transformación y escisión de la glucosa en dos triosas fosfato, el gliceraldehido-3-fosfato y la dihidroxiacetona fosfato. En esta fase se produce un gasto energético de 2 moléculas de ATP por molécula de glucosa.La finalidad de esta fase es preparar las moléculas de glucosa para su posterior procesamiento.
· Fase de Beneficio o energética: Implica la transformación de la molécula de gliceraldehido-3-fosfato en piruvato mediante una serie de reacciones que liberan e!. Se obtienen 4 moléculas de ATP y dos de NADH por molécula de glucosa.
	 Metabolismo de Glúcidos
	
	¿Qué camino sigue el piruvato?
 Descarboxilación oxidativa: se lleva a cabo en la matriz de la mitocondria. Se pierde una molécula de CO2 y se genera un NADH
Se produce la oxidación del Piruvato y la Reducción del NAD.
	 Metabolismo de Glúcidos