DIABETES MELLITUS

La diabetes es una enfermedad en la que el cuerpo no produce insulina, o no la usa, de manera adecuada. La insulina es una hormona producida en el páncreas, un órgano ubicado cerca del estómago. La insulina es necesaria para convertir el azúcar y otros alimentos en energía. Cuando usted tiene diabetes, el cuerpo no produce suficiente insulina o no puede usar su propia insulina tan bien como debe, o ambas cosas. Esto hace que el azúcar se acumule demasiado en la sangre.
La diabetes mellitus se define como glucosa en sangre en ayunas equivalente a 126 miligramos por decilitro (mg/dL) o más. La "prediabetes" es una afección en la que los niveles de glucosa en sangre son más altos de lo normal, pero todavía no alcanzan la diabetes. Las personas con prediabetes tienen un mayor riesgo de presentar diabetes tipo 2, enfermedad cardiaca y ataque cerebral, y tienen una de estas afecciones:
glucemia basal alterada (100 a 125 mg/dL)
alteración de la tolerancia a la glucosa (glucosa en ayunas menor que 126 mg/dL y un nivel de glucosa de entre 140 y 199 mg/dL dos horas después de haberse realizado la prueba oral de tolerancia a la glucosa)

Hay tres grandes tipos de diabetes:

Diabetes tipo 1:

generalmente se diagnostica en la infancia, pero muchos pacientes son diagnosticados cuando tienen más de 20 años. En esta enfermedad, el cuerpo no produce o produce poca insulina y se necesitan inyecciones diarias de esta hormona. La causa exacta se desconoce, pero la genética, los virus y los problemas autoinmunitarios pueden jugar un papel.

Diabetes tipo 2:

es de lejos más común que el tipo 1 y corresponde a la mayoría de todos los casos de diabetes. Generalmente se presenta en la edad adulta, aunque se está diagnosticando cada vez más en personas jóvenes. El páncreas no produce suficiente insulina para mantener los niveles de glucemia normales, a menudo, debido a que el cuerpo no responde bien a la insulina. Muchas personas con este tipo de diabetes, incluso no saben que la tienen, a pesar de ser una enfermedad grave. Este tipo de diabetes se está volviendo más común debido a la creciente obesidad y a la falta de ejercicio.

Diabetes gestacional:

consiste en la presencia de altos niveles de glucemia que se desarrolla en cualquier momento durante el embarazo en una mujer que no tiene diabetes.
La diabetes afecta a más de 20 millones de estadounidenses y alrededor de 40 millones tienen prediabetes.
Existen muchos factores de riesgo para la diabetes tipo 2, como:
Edad mayor a 45 años
Un progenitor o hermanos con diabetes
Diabetes gestacional o parto de un bebé con un peso mayor a 4 kg (9 libras)
Cardiopatía
Nivel alto de colesterol en la sangre
No hacer suficiente ejercicio
Obesidad
No hacer suficiente ejercicio

Poliquistiosis ovarica (en mujeres)
Deterioro previo de la tolerancia a la glucosa
Algunos grupos étnicos (particularmente afroamericanos, nativos americanos, asiáticos, isleños del pacífico e hispanoamericanos)

Síntomas

Los niveles altos de glucosa pueden causar diversos problemas, como:
Visión borrosa
Sed excesiva
Fatiga
Micción frecuente
Hambre
Pérdida de peso
Sin embargo, debido a que la diabetes tipo 2 se desarrolla lentamente, algunas personas con niveles altos de glucemia son completamente asintomáticas.
Síntomas de la diabetes tipo 1:
Fatiga
Aumento de la sed
Aumento de la micción
Náuseas
Vómitos
Pérdida de peso a pesar del aumento del apetito
Los pacientes con diabetes tipo 1 generalmente desarrollan síntomas en un período de tiempo corto y la enfermedad con frecuencia se diagnostica en una sala de urgencias.
Síntomas de la diabetes tipo 2:
Visión borrosa
Fatiga
Aumento del apetito
Aumento de la sed
Aumento de la micción

VIA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

FASE OXIDATIVA:
Irreversible.

oxidacion de glucosa-6-fosfato a ribulosa-5-fosfato

produccion NADPH.

FASE NO OXIDATIVA:

Reversible

Interconvexion no oxidativa de azucares de

3,4,5,6y 7 carbonos:

-sintesis de nucleotidos [ribosa-5-fosfato]

-intermediarios de la glicolisis

ANEMIA HEMOLITICA:

La anemia hemolítica es un trastorno en el cual los glóbulos rojos se destruyen más rápido de lo que la médula ósea puede producirlos. El término para la destrucción de los glóbulos rojos es "hemólisis". Existen dos tipos de anemia hemolítica:
Intrínseca - la destrucción de los glóbulos rojos se debe a un defecto en los mismos glóbulos rojos. Las anemias hemolíticas intrínsecas son a menudo hereditarias, como la anemia drepanocítica y la talasemia. Estos trastornos producen glóbulos rojos que no viven tanto como los normales.
Extrínseca - los glóbulos rojos se producen sanos pero más tarde son destruidos al quedar atrapados en el bazo o al ser destruidos por una infección o por fármacos que pueden afectar a los glóbulos rojos. A continuación se enumeran algunas de las causas de la anemia hemolítica extrínseca, también llamada anemia hemolítica autoinmune:
Las infecciones: la hepatitis, el citomegalovirus (CMV), el virus Epstein-Barr (su sigla en inglés es EBV), la fiebre tifoidea, la E. coli o los estreptococos
medicamentos, como la penicilina, los medicamentos antimalaria, las sulfamidas o el acetaminofén
La leucemia o el linfoma
Los trastornos autoinmunes, como el lupus sistémico eritematoso (lupus, o SLE en inglés), la artritis reumatoidea, el síndrome de Wiskott-Aldrich o la colitis ulcerosa
Diversos tumores
Algunos tipos de anemia hemolítica extrínseca son temporales y se curan luego de varios meses. Otros tipos pueden volverse crónicos con períodos de remisiones y recidivas.

SINTOMAS:

Palidez anormal o pérdida de color en la piel
Ictericia o color amarillento de la piel y los ojos
Orina de color oscuro
Fiebre
Debilidad
Mareos
Confusión
Intolerancia a la actividad física
Hepatomegalia y esplenomegalia
Aceleración de la frecuencia cardíaca (taquicardia)
Soplo cardíaco

REGULACION DE LA GLUCEMIA

HORMONAS PANCREATICAS:

El páncreas endocrino (islotes de Langerhans) elabora dos hormonas que influyen en el metabolismo de la glucosa (azúcar), según las necesidades del cuerpo.Una de ellas es la insulina -hormona producida por células beta de los islotes-, que disminuye el nivel de glucosa en la sangre. Y la otra es el glucagón -hormona producida por células alfa-, que aumenta los niveles de azúcar, extrayendo desde el hígado todas las reservas de glucosa que se van al flujo sanguíneo. La somatostatina -otra hormona del páncreasproducida por células delta- interviene indirectamente en la regulación de la glucosa, disminuyendo la secreción de insulina y glucagón.
La médula de las glándulas suprarrenales produce hormonas conocidas como catecolaminas, entre las más importantes están la adrenalina o epinefrina y la noradrenalina o norepinefrina.
Estas son secretadas en ciertas situaciones de estrés (lucha, miedo o huida), por lo que se acelera el ritmo cardíaco, aumenta la presión arterial, se estimula la actividad muscular debido a que los músculos se tensionan y la piel se humedece por la transpiración. En la corteza de esta glándula se liberan dos hormonas, la aldosterona y el cortisol (ver recuadro).
Además, las glándulas suprarrenales producen pequeñas cantidades de hormonas masculinas y femeninas (andrógenos, estrógenos y progesterona).

HORMONAS DEL CRECIMIENTO:

La hormona del crecimiento (GH) es una hormona proteica segregada por la glándula pituitaria anterior bajo el control del hipotálamo. En los niños, la GH promueve el crecimiento, estimulando la secreción de hormonas (somatomedinas) en el hígado. Las somatomedinas pertenecen a la familia de hormonas del factor de crecimiento parecidas a la insulina. Éstas, junto con la GH y la hormona tiroidea, estimulan el crecimiento lineal del esqueleto en los niños.
En los adultos, la GH estimula la síntesis de proteínas en el músculo y la secreción de ácidos grasos del tejido adiposo (efectos anabólicos). Inhibe la captación de glucosa por el músculo, mientras que estimula la captación de aminoácidos. Los aminoácidos se usan en la síntesis de proteínas y el músculo pasa a utilizar ácidos grasos como fuente de energía. La secreción de la GH ocurre en distintos impulsos (secreciones concentradas y cortas) y de manera esporádica. Por esta razón, generalmente se realiza más de una prueba para medir la GH.

GLUCONEOGENESIS

PRECURSORES GLUCOGENICOS:

El glicerol es liberado en el tejido adiposo durante la hidrólisis de los triacilglicéridos y es entregado por el torrente sanguíneo al hígado. Esta molécula de tres átomos de Carbono, es fosforilada a glicerol-fosfato, el cual es oxidado a dihidrixiacetona fosfato, un intermediario de la glucólisis.
El lactato es liberado por el músculo esquelético en condiciones de ejercicio y por células que no contienen mitocondrias como los eritrocitos. En el ciclo de Cori el músculo esquelético en condiciones de ejercicio, degrada a la glucosa hasta lactato, el cual difunde por el torrente sanguíneo . El lactato es incorporado al hígado y convertido en glucosa, la cual es liberada a la circulación sanguínea.

Los a-cetoácidos como el piruvato, oxaloacetato y alfa-cetoglutarato, derivan del metabolismo de los aminoácidos glucogénicos. Estas moléculas pueden entrar al Ciclo del ácido citrico y formar oxaloacetato, un precursor directo del fosfoenolpiruvato.

RELACION CON LA GLUCOLISIS:

las cantidades de las enzimas claves en la glucolisisy en la gluconeogenesis estan reguladas por su expresion genetica.

􀂃INSULINA: aumenta después de la ingesta de alimentos

Estimula expresión de:
FOSFOFRUCTOQUINASA
PIRUVATO QUINASA
ENZIMA BIFUNCIONAL PFK-2/ FBPasa-2


􀂃GLUCAGON: aumenta en ayuno

Inhibe expresión de:
FOSFOFRUCTOQUINASA
PIRUVATO QUINASA
ENZIMA BIFUNCIONAL PFK-2/ FBPasa-2
Estimula expresión de
FOSFOENOLPIRUVATO CARBOXIQUINASA
FRUCTOSA-1,6-BIFOSFATASA
Este control sobre la expresión génica es mucho mas lento (horas/días) que el control alostérico (segundos/minutos)

PROCESO ENDERGONICO:
Las reacciones endergónicas se manifiestan durante los procesos anabólicos; de manera que, requieren que se le añada energía a los reactivos (sustratos o combustibles metabólicos), i.e., se le suma energía (contiene más energía libre que los reactivos). Por otro lado, durante las recciones exergónicas se libera energía como resultado de los procesos químicos (e.g., el catabolismo de macromoléculas). La energía libre se encuentra en un estado organizado, disponible para trabajo biológico útil.Las reacciones endergónicas se llevan a cabo con la energía liberada por las reacciones exergónicas.

CICLO DE CORI:

La contracción del músculo está sostenida por el consumo de ATP, que se regenera por la fosforilación oxidativa en las mitocondrias en las fibras musculares rojas y por la glicolisis, que da lugar a lactato, en las fibras musculares blancas. Las rojas también producen lactato cuando la demanda excede la capacidad de producción de ATP por la fosforilación oxidativa. El lactato se transfiere a través de la sangre, al hígado, donde se convierte en piruvato por la lactato deshidrogenasa y después en glucosa por la gluconeogénesis. Gracias al torrente sanguíneo, el hígado y el músculo participan de un ciclo metabólico conocido como el ciclo de Cori. Esto sería el ciclo fútil glicolisis/gluconeogénesis pero ahora no ocurren en el mismo lugar (célula) sino en diferentes (tejidos). El ATP del hígado se utiliza para resintetizar glucosa a partir del lactato producido en el músculo, y la glucosa resintetizada vuelve de nuevo al músculo para ser utilizada o almacenada en forma de glucógeno. Este ciclo también tiene lugar de manera importante en los eritrocitos. La formación de lactato ahorra tiempo y desvía parte de la carga metabólica desde el músculo hasta el hígado.
6 ATP hígado + 2 (ADP + Pi) eritrocito ® 6 (ADP + Pi)hígado + 2 ATPeritrocito

El lactato producido en músculo esquelético activo permeaa la sangre:

􀂃Este lactato puede permeara células del hígado donde es de nuevo oxidado a piruvato y convertido a glucosa por gluconeogénesis, que es liberada al torrente sanguíneo para que pueda ser utilizada en músculo.

El lactato puede también permeara células del músculo cardíaco donde es también oxidado a piruvato, pero pasando posteriormente al ciclo del ácido cítrico y cadena de transporte electrónico para producir ATP.

CICLO DE ALANINA:

El ciclo de la alanina resulta del transporte de la alanina por la sangre relacionando el músculo y el hígado. En el músculo se forma alanina a partir del piruvato producido en la glicolisis. La Ala al llegar al hígado da lugar a piruvato y amonio. Este último por la ureogénesis da lugar a urea que se segrega en la sangre para ir al riñón, mientras que el Pyr da lugar a glucosa a través de la gluconeogénesis. En este caso el NADH generado en la formación de Pyr no se utilizan para formar lactato, sino que se pueden utilizar para la producción de ATP, en contraste con el ciclo de Cori, donde el NADH se gasta en formar lactato a partir de Pyr. El ciclo de la alanina es más eficiente que el ciclo de Cori, aunque hay que tener en cuenta que la formación de urea es bastante costosa energéticamente hablando.
10 ATPhígado + 6-8 (ADP + Pi)músculo + O2 músculo ® 10 (ADP + Pi)hígado + 6-8 ATPmúsculo
Estos ciclos son funcionales solo entre el hígado y tejidos que no oxiden la glucosa completamente a CO2 y H2O.
Existe una relación muy importante entre la gluconeogénesis y la ureogénesis, ya que la degradación de los aminoácidos no solo da lugar a intermediarios de la gluconeogénesis sino también a amonio.

GLUCOCORTICOIDES:

Los glucocorticoides actúan sobre el hígado, incrementado la síntesis de los enzimas que promueven la gluconeogénesis. Una parte de la glucosa sintetizada podrá ser almacenada en forma de glucógeno en el hígado o en el músculo. Sin embargo, la mayor parte de esta glucosa sintetizada se libera a la circulación, causando un incremento en los niveles de glucosa sanguínea, pero los glucocorticoides también reducen al captación de glucosa por tejidos periféricos. Al mismo tiempo, la captación de aminoácidos por los tejidos musculares está disminuida por los glucocorticoides, y éstos son liberados desde las células musculares. Este vertido incremente la cantidad de aminoácidos utilizables en el hígado para la desaminación y la conversión en glucosa, bajo la estimulación de los glucocorticoides. Este mecanismo es especialmente útil en el ayuno, donde al final se tenderá a una degradación de las proteínas para mantener la cantidad de glucosa en sangre adecuada y la producción energética en tejidos críticos, como el cerebro. Los glucocorticoides también estimulan la movilización de ácidos grasos desde los depósitos del tejido adiposo. Estos pueden ser utilizados como sustratos para la gluconeogénesis en el hígado, o bien ser metabolizados directamente en el músculo para suministrar energía para la contracción. Todas estas acciones incrementan la accesibilidad de energía rápida para el músculo y el tejido nervioso. Los glucocorticoides tienen muchas otras acciones como la estimulación de la secreción gástrica y la inhibición de la respuesta inmune.

GLUCOLISIS

La glucólisis es un proceso en el cual una molécula de glucosa de 6 carbonos se escinde en dos moléculas de 3 carbonos de ácido pirúvico. Este proceso da como resultado un rendimiento neto de dos moléculas de ATP (a partir de ADP y fosfato inorgánico) y dos moléculas de NADH (a partir de NAD+).

La glucólisis comienza con una molécula de glucosa. En este proceso, primero se invierte energía por transferencia de un grupo fosfato desde una molécula de ATP, una por cada paso, a la molécula de azúcar.

La molécula de 6 carbonos luegos se escinde y, de allí en adelante, la secuencia produce energía. En cierto momento se reduce una molécula de NAD+ a NADH y H+ almacenandose parte de la energía producida por la oxidación del gliceraldehído fosfato.

En los pasos finales las moléculas de ADP toman energía del sistema, fosforilándose a ATP.
Resumiendo: para iniciar la secuencia glucolítica es necesaria la energía de los enlaces fosfato de dos moléculas de ATP. Posteriormente se producen dos moléculas de NADH a partir de dos de NAD+ y cuatro de ATP a partir de cuatro de ADP:
Glucosa + 2ATP + 4ADP + 2Pi + 2NAD+ =>2 Ácido pirúvico + 2ADP + 4ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O
De esta forma, una molécula de glucosa se convierte en dos moléculas de ácido pirúvico. La ganancia neta, la energía recuperada, es dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH por molécula de glucosa. Las dos moléculas de ácido pirúvico contienen todavía una gran parte de la energía que se encontraba almacenada en la molécula de glucosa original. La serie de reacciones que constituyen la glucólisis se lleva a cabo virtualmente en todas las células vivas, desde las células procarióticas hasta las células eucarióticas de nuestros propios cuerpos.

EN CONDICIONES ANAEROBIAS:

En ausencia de oxígeno, el ácido pirúvico continua el proceso en una via llamada anaerobia.
El ácido pirúvico puede convertirse en etanol (alcohol etílico) o en uno de varios ácidos orgánicos diferentes, de los cuales el ácido láctico es el más común. El producto de reacción depende del tipo de célula. Por ejemplo, las levaduras, presentes como "florescencias" en el hollejo de las uvas, pueden crecer con o sin oxígeno. Cuando los jugos azucarados de las uvas y de otras frutas se extraen y se almacenan en condiciones anaeróbicas, las levaduras transforman el jugo de fruta en vino, convirtiendo la glucosa en etanol. Cuando el azúcar se agota, las levaduras dejan de funcionar; en este momento, la concentración de alcohol es entre 12% y 17% dependiendo de la variedad de uvas y de la estación en la cual fueron cosechadas.
En el primer paso de la glucólisis se desprende dióxido de carbono. En el segundo, se oxida el NADH y se reduce el acetaldehído. La mayor parte de la energía química de la glucosa permanece en el alcohol, que es el producto final de la secuencia. Sin embargo, regenerando NAD+, estos pasos permiten que la glucólisis continúe, con su pequeño, pero en algunos casos vitalmente necesario, rendimiento de ATP.

el acido lactico se forma apartir del acido piruvico por acción de una variedad de microorganismos y también por algunas células animales cuando el O2 es escaso o está ausente.
En el curso de esta reacción, el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce. Las moléculas de NAD+ producidas en esta reacción se reciclan en la secuencia glucolítica. Sin este reciclado, la glucólisis no puede seguir adelante. La acumulación de ácido láctico da como resultado dolor y fatiga muscular.Por ejemplo, se produce en las células musculares de los vertebrados durante ejercicios intensos, como en el caso de una carrera. Cuando corremos rápido, aumentamos la frecuencia respiratoria, incrementando de este modo el suministro de oxígeno, pero incluso este incremento puede no ser suficiente para satisfacer los requerimientos inmediatos de las células musculares. Sin embargo, las células pueden continuar trabajando y acumular lo que se conoce como deuda de oxígeno. La glucólisis continúa, utilizando la glucosa liberada por el glucógeno almacenado en el músculo, pero el ácido pirúvico resultante no entra en la vía aeróbica de la respiración sino que se convierte en ácido láctico que, a medida que se acumula, disminuye el pH del músculo y reduce la capacidad de las fibras musculares para contraerse, produciendo la sensación de fatiga muscular. El ácido láctico se difunde en la sangre y es llevado al hígado. Posteriormente, cuando el oxígeno es más abundante (como resultado de la inspiración y espiración profunda que siguen al ejercicio intenso) y se reduce la demanda de ATP, el ácido láctico se resintetiza en ácido pirúvico y nuevamente en glucosa o glucógeno.

¿Por qué el ácido pirúvico se convierte en ácido láctico sólo para volver a convertirse en ácido pirúvico? La función de la conversión inicial es simple: usa el NADH y regenera el NAD+, sin el cual la glucólisis no podría continuar.

EN CONDICIONES AEROBICAS:

El proceso de la glucólisis no termina en el piruvato, sino que continua bajo dos modalidades, una vía aerobia (o sea con presencia de oxigeno) y una vía anaerobia (en ausencia de oxigeno). Dependiendo de esta condicional, se obtendrá un producto específico.
Para el caso de la formación de ATP como producto final de la serie de proceso de la cual la glucólisis forma parte, nos interesa la "vía aerobia".
El oxigeno cumple la funcion de "reductor final" de los procesos bioquímicos, principalmente reduciendo el NADH y el FADH que se forman, para habilitarlos nuevamente en su presentación oxidada de NAD y FAD.
Durante la vía aerobia, el piruvato que contiene un grupo carboxilo (-COOH) libera carbono y oxigeno para formar CO2. De esta forma el piruvato se transforma en acetaldehido, el cual sufre un proceso de oxidación al liberar electrones y se junta con el grupo HS-CoA (Coenzima A) para formar la Acetil CoA.

Y este Acetil CoA es el que ingresa a las crestas mitocondriales para iniciar el Ciclo de Krebs.

OXIDACION DE LA GLUCOSA

La oxidación de la glucosa es una fuente principal de energía en la mayoría de las células. Cuando la glucosa se degrada en una serie de pequeños pasos por medio de enzimas, una proporción significativa de la energía contenida en la molécula vuelve a empaquetarse en los enlaces fosfato de las moléculas de ATP. La primera fase en la degradación de la glucosa es la glucólisis que se efectúa en el citoplasma de la célula. La segunda fase es la respiración aeróbica, que requiere oxígeno y, en las células eucarióticas, tiene lugar en las mitocondrias. La respiración comprende el ciclo de Krebs y el transporte terminal de electrones acoplado al proceso de fosforilación oxidativa. Todos estos procesos están íntimamente relacionados. En condiciones anaeróbicas, el proceso de fermentación transforma al ácido pirúvico producido por la glucólisis o en etanol o en ácido láctico.Es posible saber cómo y en qué cantidad la energía química, originalmente presente en la molécula de glucosa, se recupera en forma de ATP en el curso de la degradación de la molécula de glucosa. Así, es posible calcular el rendimiento energético global de la oxidación de la glucosa, que puede dar como resultado un máximo de 38 moléculas de ATP. La actividad de la glucólisis y la respiración están reguladas de acuerdo con las necesidades energéticas de la célulaHasta ahora nos hemos referido a la degradación de la molécula de glucosa, pero otras moléculas alimenticias, que incluyen a las grasas, los polisacáridos y las proteínas, pueden ser también degradadas a compuestos que pueden ingresar en las vías centrales -glucólisis y ciclo de Krebs- en diferentes pasos. La biosíntesis de compuestos orgánicos utiliza los compuestos precursores derivados de intermediarios en la secuencia respiratoria y es impulsada por la energía derivada de esos procesos. Así, otras vías catabólicas y anabólicas están íntimamente interrelacionadas.

La oxidación consiste en la pérdida de un electrón y la reducción es la ganancia de un electrón. Dado que en las reacciones de oxido-reducción espontáneas, los electrones van de niveles de energía mayores a niveles de energía menores, cuando una molécula se oxida, habitualmente libera energía cuando. En la oxidación de la glucosa, los enlaces carbono-carbono (C-C), carbono-hidrógeno (C-H) y oxígeno-oxígeno (O-O) se cambian por enlaces carbono-oxígeno (C-O) e hidrógeno-oxígeno (H-O), a medida que los átomos de oxígeno atraen y acaparan electrones. La ecuación resumida de este proceso es:
Glucosa + Oxígeno => Dióxido de Carbono + Agua + Energía

SISTEMA DE LANZADERA

Las moléculas de NAD+ y NADH no pueden atravesar la membrana mitocondrial interna, que es una barrera selectiva. Por ello el NADH generado durante la glicolisis y por otras deshidrogenasas citosólicas no puede atravesar dicha membrana para llegar a la matriz mitocondrial y dar su par de electrones al complejo I de la cadena transportadora.
Para poder transferir ese " poder reductor " generado en el citosol hasta la cadena transportadora de electrones existen en las células de mamífero dos sistemas de lanzadera de solutos que permiten la transferencia de pares de electrones y protones ( pares de átomos de hidrógeno ) bien directamente hasta la cadena transportadora, bien hasta la matriz mitocondrial.
Estas lanzaderas son dos :

1) lanzadera de glicerol-3-P: permite a la transferencia de pares de electrones y prtones [pares de atomos de hidrogeno] directamente hasta la cadena transportadora de electrones

2) Llanzader de malato-aspartato: permite la transferencia de pares de electrones y protones

hasta la mariz mitocondrial.

De los dos sistemas de lanzadera, el del glicerol-3-P es irreversible; es decir, es un mecanismo que permite trasladar pares de electrones y protones ( pares de átomos de hidrógeno ) desde el citosol a la cadena transportadora en la membrana mitocondrial interna, pero no permite realizar el proceso en dirección contraria ( desde la cadena hasta el citosol ).

METABOLISMO DEL GLUCOGENO

El glucógeno, reserva de glucosa en los animales, se almacena principalmente en hígado y músculo. Su conversión a glucosa-6-fosfato (G6P) para entrar a la glucólisis, es catalizada en parte por la glucógeno fosforilasa; el camino inverso i.e. la síntesis, se lleva a cabo por la glucógeno sintasa. Estas enzimas están reguladas recíprocamente a través de reacciones de fosforilación/defosforilación, este proceso es el resultado de una cascada de fosforilación que responde a los niveles de glucagon y epinefrina a través del CAMP.

La glucógeno fosforilasa se halla sujeta a activación alostérica por glucosa y ATP. Este tipo de control por efectores de la fosforilasa ha de considerarse primitivo con respecto a su control altamente elaborado por modificación covalente, aunque este mecanismo puede ser evitado a favor del mecanismo alostérico o viceversa en función de sus dos formas activas (fosforilasa a y fosforilasa b).
El enzima responsable de la fosforilación y activación de la fosforilasa es la fosforilasa quinasa, y la responsable de la desfosforilación e inactivación de la fosforilasa quinasa es la fosfoproteína fosfatasa. La fosforilasa quinasa es un gran complejo enzimático compuesto de cuatro subunidades, cada una de ellas repetidas 4 veces (a4, b4, g4, d4). La subunidad d de este complejo desempeña un importante papel en la regulación de la actividad de este enzima, así como en el control global del metabolismo del glucógeno, y es idéntica a la proteína reguladora fijadora de Ca2+ (calmodulina).

La actividad máxima de la fosforilasa quinasa requiere tanto de la fosforilación de los residuos de serina específicos del enzima como de la interacción del Ca2+ con la subunidad calmodulina del enzima.
La glucógeno sintasa, por otra parte, es el enzima regulador implicado en la síntesis del glucógeno. Se trata de un tetrámero simple (a4) constituido por un único tipo de subunidad. Este enzima debe ser activo durante la síntesis del glucógeno y hallarse inactivo durante su degradación. La glucógeno sintasa existe en dos formas bien conocidas, la forma D y la forma I, que se corresponden respectivamente con la forma b o forma inactiva del enzima y con la forma a o forma activa del enzima. En la fosforilación de este enzima pueden intervenir varias quinasas diferentes, que a su vez se encuentran reguladas por diferentes sistemas de segundos mensajeros de la acción hormonal (AMPc, Ca2+, diacilglicerol...). Otra diferencia respecto a la glucógeno fosforilasa se encuentra en la fosforilación de la glucógeno sintasa, que provoca su inactivación y no su activación.
Tanto el Ca2+ como el AMPc influyen en el estado de fosforilación (y por consiguiente de actividad) de los dos enzimas reguladores del metabolismo del glucógeno.
El consumo de una dieta rica en glúcidos provoca un aumento de la glucosa en sangre y en el hígado, lo cual es a su vez una señal para incrementar la síntesis de glucógeno en éste último tejido.


El mecanismo por el cual esto sucede está relacionado con la estimulación de la liberación de insulina por el páncreas y los consiguientes efectos de ésta sobre la glucógeno fosforilasa y la glucógeno sintasa hepáticas. Sin embargo, existen otros mecanismos no hormonales para que se produzca este efecto, y entre ellos uno es la inhibición directa de la fosforilasa a por la glucosa, que puede actuar como receptor de la glucosa en el hígado en función del mecanismo de inhibición por glucosa de la degradación del glucógeno. La fosforilasa a puede actuar como receptor de glucosa en el hígado debido a que la concentración de glucosa en este tejido siempre refleja la concentración de glucosa sanguínea.
El glucagón y la adrenalina estimulan la degradación de glucógeno en el hígado. En el caso del glucagón esto es debido a varios mecanismos que tienen el denominador común de estar mediadas por el segundo mensajero AMPc y modificación covalente, con el resultado de un rápido aumento de los niveles de glucosa en sangre. Tal vez podría esperarse que esto conllevara una hiperglucemia, pero esto no ocurre porque la liberación del glucagón por parte del páncreas disminuye a medida que aumenta la glucosa en sangre.

La adrenalina, por su parte, es liberada a la sangre por las células cromafines de la médula adrenal en respuesta a una situación de estrés a partir del glucógeno almacenado en el hígado. Esto permite que los tejidos a los que se acude para combatir la situación de estrés dispongan de una mayor cantidad de glucosa en sangre.
La adrenalina también estimula la degradación de glucógeno en el músculo esquelético; la función de la adrenalina en el metabolismo del glucógeno en el músculo esquelético es el de proporcionar más sustrato (glucosa 6-fosfato) para la glucólisis. El ATP generado por la glucólisis se emplea para atender la demanda metabólica impuesta al músculo esquelético para poder hacer frente a la respuesta generada por la situación estresante que provocó la liberación de adrenalina.



GLUCOGENOSIS:



ENFERMEDAD DE VON GIERKE:


enfermedad metabolica hereditaria denomina Déficit de Glucosa 6 Fosfatasa, Enfermedad por Depósito de Glucógeno Ia, Glucogenosis Tipo Ia o Glucogenosis Hepatorrenal.


La enfermedad de Von Gierke está causada por un déficit congénito de la enzima (sustancia proteica capaz de activar una reacción química definida) llamada glucosa-6-fosfatasa (se localiza en el hígado, riñón y la mucosa intestinal), que es necesaria para convertir el glucógeno en glucosa, la sustancia de la que el organismo obtiene la energía. Este errores en el metabolismo que afectan a la formación y utilización del glucógeno, da lugar a un depósito o acúmulo en concentraciones anormales en el hígado, riñones e intestino. El diagnóstico definitivo se lleva a cabo mediante determinación de los niveles de la enzima glucosa-6-fosfato-fosfatasa y la presencia de agregados de glucógeno en el tejido hepático. El glucógeno se sintetiza y almacena en los tejidos hepático y muscular. En el hígado su misión es mantener la concentración de glucosa en sangre y en el músculo se utiliza para la obtención de energía durante la contracción muscular. La glucosa para poder ser liberada al torrente sanguíneo desde el hígado transforma el glucógeno en glucosa y de este modo mantener la concentración en sangre, el glucógeno necesita la enzima glucosa-6-fosfatasa. En el músculo también se necesita este enzima para la obtención de glucosa poder producir energía para la contracción muscular.






ENFERMEDAD DE POMPE:




Es una enfermedad muscular debilitante y rara que afecta a niños y adultos.
Es llamada también:
Deficiencia de maltasa ácida
Deficiencia de Alpha-1,4 Glucosidasa
Cardiomegalia Glicogénica Difusa
Glicogenosis Generalizada
Glicogenosis Tipo II
Deficiencia de Glicosidasa lisosomal


Se aprecia en lactantes que parecen ser normales durante los dos o tres primeros meses de vida y después sufren flaccidez, reflejos inexistentes, cardiomegalia intensa y muerte al año de vida. Los casos del tipo II b, que al parecer tienen el mismo defecto enzimático sufren afección cardiaca y los síntomas presentes parecen ser distrofia muscular durante los primeros años de vida o miopatía progresiva a los 10 años o posteriormente.
Las enfermedades por acumulación de glucógeno son un grupo de enfermedades autosómicas recesivas hereditarias que se caracterizan por la acumulación o depósito anormal de glucógeno (sustancia que se forma en el organismo para almacenar la energía que proviene de los hidratos de carbono) en los músculos porque éstos no pueden metabolizar los azúcares normalmente. La forma más grave por acumulación de glucógeno es la Enfermedad de Pompe, que se manifiesta en el primer año de vida y que es una enfermedad metabólica hereditaria extremadamente rara. El glucógeno es un polisacárido formado por moléculas de glucosa unidas entre sí de una forma especial que confiere a la molécula una estructura arbórea, que permite acumular millones de moléculas de glucosa. El glucógeno se acumula en el hígado, los músculos, los nervios y el tejido cardíaco, impidiendo su funcionamiento adecuado. La lengua, el corazón y el hígado aumentan de tamaño. Los niños afectados tienen una musculatura fláccida y se debilitan progresivamente, experimentando dificultades para deglutir y respirar. La enfermedad de Pompe está causada por un déficit congénito (presente en el nacimiento) de la enzima lisosomal alfa glucosidasa ácida lisosómica, también conocida como maltasa ácida..
La enfermedad de Pompe es una enfermedad metabólica hereditaria extremadamente rara, incluida dentro de los errores innatos del metabolismo, que pertenece al grupo de las glucogenosis, enfermedades producidas por depósito o acúmulo de glucógeno (sustancia que se forma en el organismo para almacenar la energía que proviene de los hidratos de carbono).
Las glucogenosis son trastornos hereditarios que afectan a la formación y utilización del glucógeno, dando lugar a concentraciones o estructuras anormales del mismo.
El glucógeno es un polisacárido formado por moléculas de glucosa unidas entre sí de una forma especial que confiere a la molécula una estructura arbórea, que permite acumular millones de moléculas de glucosa.
El glucógeno se sintetiza y almacena en los tejidos hepático y muscular; los niveles pueden variar notablemente en ambos tejidos, como consecuencia de la alimentación y de los estímulos hormonales. En el hígado su misión es mantener la glucemia y alcanza una concentración de 70 mg/g de tejido, superior a la del músculo, 15 mg/g de tejido, dónde se utiliza para la obtención de energía durante la contracción muscular.


ENFERMEDAD DE CORI:



Está causada por el déficit de un enzima desramificante que actua junto con la fosforilasa en el catabolismo del glucógeno. Este enzima porta varios sitios catalíticos para la transferencia e hidrolización (amilo-1,6 glucosidasa). Los síntomas no son tan graves como en la glucogenosis tipo I: la tolerancia al ayuno varía, pero la hipoglucemia es normalmente menos severa, y la hepatomegalia puede desaparecer en la madurez. Otros signos frecuentemente asociados incluyen hipotonia muscular y cardiomiopatía hipertrófica. Los síntomas a menudo mejoran en la pubertad, excepto en unos pocos casos donde aparece cirrosis o miopatía. Los hallazgos biológicos incluyen hipoglucemia sin acidosis, hipertrigliceridemia, e hipertransaminasemia durante la infancia. A diferencia de el tipo I, hay respuesta al glucagón después de las comidas. El déficit enzimático puede ser evidenciado en el hígado o en biopsia de trofoblastos, en leucocitos frescos, o fibroblastos. El gen se ha localizado en el cromosoma 1p21, ha sido clonado, y las mutaciones han sido identificadas. El tratamiento se basa en una dieta específica, con alimentación por goteo nasogástrico enteral por la noche en caso de hipoglucemia, comidas frecuentes, y suplementos de almidón crudos.

HEXOCINASAS

Hexocinasa:

Puede fosforilar a otras hexosas. Está presente en todas las células Es inhibida por la GLUCOSA-6-FOSFATO que es el producto de la reacción que cataliza.,

La hexocinasa cambia su conformación al unirse a las hexosas. Este cambio se produce gracias a que la enzima tiene dos dominios unidos por medio de otro más que actúa como una bisagra. La enzima en su conformación abierta permite que la hexosa se acomode en su sitio activo; cuando esto ha sucedido, la enzima adquiere su conformación cerrada en la cual se desplaza a las moléculas de agua y disminuye la energía de solvatación, necesaria para que se lleve a cabo la reacción de fosforilación.

Glucocinasa

La glucocinasa es más abundante en el hígado. Tiene una Km de 10 mM que es más alta que las concentraciones fisiológicas de glucosa. Esto permite que en condiciones de hiperglicemia, después de alimentarse, cuando hay muchas hexosas en el torrente sanguíneo, simultáneamente funcionen ambas enzimas, lo cual favorece la rápida entrada de glucosa a las células. La glucocinasa es inhibida por la FRUCTOSA-6-FOSFATO en vez de por GLUCOSA-6-FOSFATO como en el caso de la hexocinasa.

La reacción que catalizan ambas enzimas (glucocinasa y hexocinasa), es irreversible en condiciones intracelulares y tiene un cambio en energía libre de 1.6 kJ/mol

GALACTOSEMIAS:

Galactosemias(Enfermedad por Deficiencia de Galactoquinasa; Enfermedad por Deficiencia de Galactocinasa; Enfermedad por Deficiencia de Galactosa-1-Fosfato Uridiltransferasa; Deficiencia de UDPglucosa- Hexosa-1-Fosfato Uridiltransferasa; Deficiencia de UDPglucosa Hexosa-1-Fosfato Uridililtransferasa; Enfermedad por Deficiencia de UDPglucosa 4-Epimerasa)
Grupo de deficiencias enzimáticas hereditarias que se caracterizan por elevaciónes de la galactosa en sangre. Esta condición puede asociarse con deficiencias de gañactoquinasa; UDP-glucosa-HEXOSA-1-FOSFATO URIDIL TRANSFERASA; o UDP-glucosa 4-EPIMERASA. La forma clásica se origina por la deficiencia de la UDP-glucosa-Hexosa-1-Fosfato Uridiltransferasa, y se presenta en la infancia con FALLO EN EL DESARROLLO; vomitos; e hipertension intracraneal Los individuos afectados pueden desarrollar también retraso mental; ÍCTERO; hepatoesplenomegalia; insuficiencia ovárica (INSUFICIENCIA OVÁRICA, PREMATURA); y cataratas.

INTOLRENCIA A LA FRUCTUOSA:

Es una alteración potencialmente letal que resulta de la ausencia de la aldolasa B que normalmente esta presente en el hígado, intestino delgado y corteza renal.

Esta alteración se caracteriza por hipoglucemia severa y vomito luego del consumo de fructosa. El consumo prolongado de fructosa por infantes con esta alteración lleva al vomito, falta de apetito, ictericia, hepatomegalia, hemorragia, y eventualmente insuficiencia hepática y la muerte.

La hipoglucemia que ocurre luego del consumo de la fructosa se debe a la inhibición de la fructosa-1-fosfato de la glucogenolisis al interferir con la reacción de la fosforilasa, y por la inhibición de la gluconeogénesis en el paso de la deficiencia de aldolasa. Los pacientes no tienen síntomas si consumen dietas libres de fructosa y sucrosa.

DIGESTION Y ABSORCION DE LOS CARBOHIDRATOS

La digestion de los carbohidratos comienza por la boca.

Las glándulas salivales secretan α-amilasa, la cual inicia la hidrólisis del almidón .Esta enzima es una endoglucosidasa que hidroliza enlaces α(1-4) glucosídicos internos, pero no ataca los enlaces α(1-6).

Da como productos finales maltosa, algo de glucosa y dextrinas límites.

Cuando el bolo alimenticio llega al estómago y se impregna de ácido clorhídrico, la α-amilasa salival se inactiva.

La digestión de los carbohidratos continua en el intestino delgado, catalizada por la amilasa pancreática. La α-amilasa hidroliza el almidón a maltosa, maltotriosa (trímero de glucosas unidas por dos enlaces α (1,4) glucosídicos) y oligosacáridos de unos 8 residuos de largo: DEXTRINAS

Las dextrinasas del intestino delgado catalizan la hidrólisis de las dextrinas desde el extremo no reductor para liberar glucosa.
Los disacáridos se hidrolizan en el borde en cepillo de la mucosa intestinal, mediante α-D glucosidasas específicas (MALTASA y SUCRASA) Y β glucosidasa (LACTASA) .

Las disacaridasas, que incluyen a la maltasa, la isomaltasa, la sacarasa, la lactasa y la trehalasa, actúan sobre los carbohidratos más pequeños para liberar monosacáridos de los sustratos correspondientes.
La actividad de las disacaridasas (OLIGOSACARIDASAS) es mayor en las primeras porciones del yeyuno que en el duodeno o en el íleon.

TRANSPORTADORES DE GLUCOSA

Los Gluts son una familia de proteínas con una secuencia determinada, codificada por diferentes genes.

Todos los Gluts tienen una estructura en común de 12 zonas hidrófobas que permanecen en contacto con La membrana de la célula, mientras que las terminaciones amino en un extremo y carboxi en otro extremo son intracitoplasmáticas.

Glut 1: se ha encontrado en el cerebro y en los eritrocitos; actúa como una puerta en la cual la proteína une al azúcar en la superficie externa de la membrana y sufre un cambio conformacional que conduce al azúcar hacia el interior de la célula, donde se desune.

Glut 2 : ( Km para la glucosa 15 mM aproximadamente) es el transportador de glucosa en hígado, riñón, intestino y células Beta del páncreas.El glut 1 y glut 2 se han hallado en cerebros de fetos de 10 a 21 semanas (etapas tempranas del desarrollo) con lo que se sugiere que interviene en el desarrollo del SNC

Glut 4: Es la isoforma dependiente de insulina, presente en el músculo y en las células adiposas. La insulina aumenta el número de transportadores en la membrana plasmática.

Glut 5: Se encuentra en el intestino delgado en el lado arterial de la célula epitelial, y actúa conjuntamente con el cotransportador de la glucosa y el sodio en el lado luminal.
Glut 1 y Glut 3: Están presentes en la membrana plasmáticas de casi todas las células ( eritrocitos y encéfalo); Glut 1, tiene una afinidad elevada para la glucosa (Km 2-5mM). GLUT 3 : neuronas.

SGLT 1:
Es un sistema específico de transporte dependiente de Na + para la D-glucosa y la D-galactosa, realiza el cotransporte activo de estos azúcares junto con Na+ desde la superficie luminal de las células con borde en cepillo.

GLUT 7: Se expresa en células del RE de hepatocitos. Función: está encargado del proceso de gliconeogénesis hepática ( similar a GLUTS en el hígado).

CLASIFICACION DE LOS CARBOHIDRATOS

Monosacáridos

Se llaman monosacáridos, o azúcares simples, a los glúcidos constituidos por un solo polihidroxialdehído (aldosas) o una polihidroxicetona (cetosas).

El número de átomos de carbono proporciona la correspondiente denominación; por ej., aldotriosas o cetotriosas (n= 3), aldopentosas o cetopentosas (n=5), aldohexosas o cetohexosas (n=6), etc. Los más extendidos son las hexosas, que se caracterizan por la presencia de seis átomos de carbono en su molécula. Las hexosas más importantes son la glucosa y la galactosa (aldehídos) y la fructosa (cetona).

Los monosacáridos son sustancias cristalinas, incoloras, de sabor dulce y fácilmente solubles en agua, y son ópticamente activos (cristalizan fácilmente)Por lo general no se encuentran en forma de cadena abierta, sino como hemiacetales cíclicos intramoleculares de cinco o seis eslabones (furanosas, piranosas). El encadenamiento da lugar a los oligosacaridos y polisacaridos.

Tienen la propiedad de desviar la luz polarizada, propiedad que le confiere su carbono asimétrico , llamándose dextrógiros los que la desvían hacia la derecha, y levógiros, hacia la izquierda. Todos tienen actividad óptica menos la dihidroacetona.
Epimeros: dos monosacáridos que se diferencian en la configuración de uno sólo de sus carbonos asimétricos.Por ejemplo la D-Glucosa y la D-Manosa sólo se diferencian en la configuración del hidroxilo en el C2

Anomeros: dos monosacáridos ciclados que se diferencian sólo en el grupo del-OH del carbono anomerico (el que en principio pertenece al grupo aldehído o cetona).Dan lugar a las configuraciones α y β.
por convenio alfa abajo y beta arriba del plano de proyección de Haworth.

Enantiomeros: aquellos monosacáridos que tienen una estructura especular en el plano (D y L).
D por la derecha y L por la izquierda.

OLIGOSACÁRIDOS

Los oligosacáridos son polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos. La unión de los monosacáridos tiene lugar mediante enlaces glicosidicos, un tipo concreto de enlace acetálico. Los más abundantes son los disacaridos, oligosacáridos formados por dos monosacáridos, iguales o distintos. Los disacáridos pueden seguir uniéndose a otros monosacáridos por medio de enlaces glicosídicos:
si el disacárido es reductor, se unirá a otros monosacáridos por medio del OH de su carbono anomérico o de cualquier OH alcohólico
si no es reductor, se unirá únicamente por medio de grupos OH alcohólicos
Así se forman los trisacáridos, tetrasacáridos, o en general, oligosacáridos. La cadena de oligosacáridos no tiene que ser necesariamente lineal, y de hecho, con mucha frecuencia se encuentran en la Naturaleza oligosacáridos y polisacáridos ramificados.
Se ha establecido arbitrariamente un límite de 20 unidades para definir a los oligosacáridos. Por encima de este valor se habla de polisacáridos.

C6H12O6 + C6H12O6 ® C12H22O11 + H2O

POLISACARIDOS:

Polímeros de monosacáridos con más de 8 restos monoméricos con o sin sustituciones extras.
CLASIFICACION
Homopolisacáridos:polímeros de un solo tipo de monosacárido,
Según monosacáridos
constituyentes
Heteropolisacáridos:cuando en el polímero interviene más de un tipo de monosacárido.

Polisacáridos de microorganismos
Según origen Polisacáridos de algas y hongos
Polisacáridos de vegetales superiores


Polisacáridos de, almacenamiento Inulina Almidón Glucógeno,
según función

Polisacáridos estructurales
Peptidoglicano, Celulosa, Quitina, Hemicelulosa

Polisacáridos con otras funciones
Gomas, Mucilagos, Pectina, polisacáridos de microorganismos, algas y hongos, Heparina..

Los homopolisacáridos de reserva más comunes son:
- El almidón es el polisacárido de reserva energética vegetal, especialmente abundante en semillas,
tubérculos, cereales,...
El almidón está formado por la unión de monómeros de a -D-glucosa mediante enlaces Oglucosídicos
de a (1®4) y a (1®6). En realidad, son dos tipos de polímeros de glucosa los que
constituyen el almidón ya que se trata de una mezcla de dos compuestos:
- la amilosa (30 %) es una molécula lineal sin ramificar que por hidrólisis da maltosa. Su
estructura es helicoidal con 6 moléculas de glucosa por vuelta.
- la amilopectina (70 %) también adopta una posición helicoidal similar a la amilosa pero
posee ramificaciones laterales originadas mediante enlaces a (1®6) cada 12 moléculas de glucosa.
Por hidrólisis da maltosa e isomaltosa.
El almidón es sintetizado durante la fotosíntesis y se acumula en forma de gránulos de almidón dentro
de la célula, bien en el interior de los cloroplastos o en los amiloplastos.
- El glucógeno es el polisacárido de reserva energética animal.
- Los dextranos son polisacáridos de reserva que aparecen en bacterias y levaduras.

Entre los homopolisacáridos estructurales tenemos:
- La celulosa que es un homopolisacárido propio de los vegetales en los cuales constituye el
elemento principal de la pared celular.
- La quitina es un homopolisacárido de N-acetil-D-glucosamina unidas mediante enlaces b (1®4)
y constituye el componente esencial del exoesqueleto de artrópodos.

DEXTRANOS

dextrano (75000). Sucedáneo del plasma sanguineo, este dextrano disuelto en suero fisiológico al 6% da una disolución de presión osmótica y viscosidad que el plasma. Se emplea en las transfusiones de sangre como aditivo; nunca como substitutivo.
dextrano (40000). Evita la agregación y estancamiento de células sanguineas. Se administra por vía endovenosa.
dextrano (10000). Se transforma primero en sulfato de dextrano, que tiene propiedades anticuagulantes, se emplea en forma de pomadas en varices y edemas.

Acido sialico:

Azúcar que se incorpora a proteínas o lípidos durante el proceso de glucosilación en las células.Confiere carga negativa a las células y actúa como señalizador intercelular.También está presente en la pared bacteriana.Recibe el nombre de ácido N-acetil-neuramínico.

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

Metabolismo
Es el proceso global a través del cual los sistemas vivos adquieren y utilizan energía para realizar sus diferentes funciones
Catabolismo Proceso relacionado con la degradación de sustancias complejas. Es la fase degradativa del metabolismo, en el cual moléculas complejas y grandes (glucidos, lípidos y proteínas) que provienen del entorno o de depósitos de reserva se degradan para producir moléculas mas sencillas, (acido láctico, acido acético, dióxido de carbono, amoniaco o urea), va acompañado de la liberación de la energía química y su conservación en forma de ATP
Anabolismo
Proceso de síntesis de moléculas orgánicas complejas. Es la fase biosintetica del metabolismo el cual tiene las biosíntesis enzimatica de los componentes moleculares de las celulas, tales como nucleico, proteínas, polisacáridos o los lípidos, a partir de sus precursores. La biosíntesis necesita del consumo de energía aportada por el ATP generada en el catabolismo.
Pero como se relaciónan el catabolismo y el anabolismo??? El catabolismo y anabolismo se desarrolla simultáneamente en la célula, pero se regulan de manera independiente.
Las 3 etapas del metabolismo (catabolismo)
Fase I las grandes moléculas se degradan, liberando los sillares químicos sobre las que fueron construidas. Así los polisacáridos se degradan en hexosas o pentosas, los lípidos producen ácidos grasos y glicerina y las proteínas se desintegran en aminoácidos.
Fase II los azucares se degradan hasta acido piruvico, intermediario de tres carbono para después convertirse en una especie de 2 carbonos, el grupo acetilo del acetil-CoA. Los acidos grasos y aminoácidos se dividen para formar acetil-CoA.
Fase III ruta catabólica final común, en la que el ultimo termino pueden ser oxidados a dióxido de carbono y agua.
Metabolismo de carbohidratos La glucosa es importante en el metabolismo de plantas, animales y microorganismo. Es relativamente rica en energía potencial, su oxidación completa a dióxido de carbono y agua transcurre en una variación de energía libre estándar de -2840 Kj/mol. La glucosa se almacena en forma de almidón o glucogeno, una célula puede almacenar grandes cantidades de glucosa, de tal forma que cuando necesite energía puede liberarse a partir de polímeros de almacenamiento para utilizarse y producir ATP, ya sea aeróbica o anaerobicamente. Los organismos fotosintéticos forman la glucosa reduciendo el dióxido de carbono atmosférico a triosas para convertirlas en glucosa. Las células no fotosintéticas fabrican glucosa a través del procesos de gluconeogénesis.
Glucólisis Glucólisis del griego glykys-dulce y lysis-romper, se degrada una molécula de glucosa en una serie de reacciones, dando dos moléculas de 3 carbono llamado piruvato. La glucólisis es una ruta universal del catabolismo de la glucosa. En algunos tejidos de mamíferos y algunos tipos de células (eritrocitos, médula renal, cerebro y esperma) la glucosa es la única fuente de energía metabólica a través de la glucólisis. Procesos de la glucólisis La rotura de la glucosa que tiene 6 carbonos en 2 moléculas de piruvatode 3 carbonos, tiene lugar a 10 reacciones, de las cuales las reacciones de la 1 a 5 es la fase I preparatoria y de la 6 a la 10 fase II de producción de energia. Glucólisis (proceso exergonico) esta ruta va de arriba hacia bajo, es decir desde la glucosa hasta el 2 piruvado Ecuación global de la glucólisis Glucosa 2ADP 2Pi 2NAD ---------->2piruvato 2ATP 2NADH 2H 2H2O
Gluconeogénesis El proceso de síntesis se llama gluconeogénesis, literalmente producción de nueva glucosa. La gluconeogénesis de define como la síntesis de hidratos de carbono a partir de precursores de 3 y 4 carbonos. Los principales sustratos de la gluconeogénesis son el lactato, producido en la glucólisis en el músculo esquelético, aminoácidos, alanita, propionato y el glicerol. La glucólisis tiene lugar en el citosol y algunos precursores se generan en la mitocondria y deben transportarse al citosol. El destino de la glucosa formada en la gluconeogénesis son el catabolismo por el tejido nervioso. Relación enzimática de la gluconeogénesis con la glucólisis difieren tan solo en tres pasos controlados por ciclos de sustrato.
Gluconeogénesis esta ruta de biosintesis va de abajo hacia arriba desde el 2 piruvato hasta llegar a la glucosa Reaccion global neta 2piruvato 4ATP 2GTP 2NADH 6 H2O ------------> glucosa 4ADP 2GDP 6Pi 2NAD 2H Biosíntesis de glucogeno Biosíntesis de la UDP-glucosa La glucosa se transporta dentro de la célula mediante una proteína unida a la membrana, el transportador de glucosa, luego se fosforila por la hexoquinasa, para dar glucosa-6-fosfato, que se isomeraza a glucosa-1-fosfato por la fosfoglucomutasa.
Fotosíntesis de la glucosa por la ruta de calvin Las reacciones oscuras se producen en el estroma del cloroplasto. Su función es la de fijar el dióxido de carbono atmosférico en los hidratos de carbono, utilizando la energía en las reacciones luminosas. La fijación del doxido de carbono se realiza mediante la adición de un CO2 cada vez a una molécula aceptora a través de una serie de reacciones cíclicas denominado ciclo de calvin.
El ciclo de calvin tiene 2 fases Fase I Llamada fase de producción en las que 3 moléculas de ribulosa-5-fosfato (RU5P) reaccionan con 3 moléculas de CO2 produciendo 6 moléculas de gliceraldehido-3-fosfato (GAP), a expensas de 9 moléculas de ATP y 6 NADPH. Fase II Llamada la fase de preparación en la que los átomos de carbono de los 5 GAPs Restantes son mezclados en una serie de reacciones, similares a la via de las pentosas fosfato, formando de nuevo las 3 moléculas de (RU5P) como empezó el ciclo.

Vía de las pentosas fosfato Algunas células de animales, plantas y bacterias tienen la capacidad para metabolizar glucosa-6-fosfato en una ruta que implica la producción de azucares de 3, 4, 5, 6, 7 carbono. Este proceso origina NADPH y H, el cual es necesario para la biosíntesis de ácidos grasos y esteroides. Esta ruta esta presente en aquellas células de mamíferos involucradas en la producción de ácidos grasos y esteroides, como las del hígado y glándulas mamarias durante la lactancia y tejido adiposo. Es una ruta que no requiere de oxigeno, y es considerada una ruta alterativa a la glucólisis. La via de las pentosas fosfato tiene lugar en el citoplasma de la celula y puede dividirse en 2. Fase I. oxidativa Comprende la oxidación de la glucosa-6-fosfato y comprende de la 1 a 3 de esta vía, en donde la glucosa-6-fosfato se oxida hasta ácido 6-fosfoglucónico y posteriormente sufre una descarboxilación oxidativa hasta CO2 y ribulosa-5-fosfato y que además rinde NADPH. Fase II. No oxidativa. Esta fase es reversible y comprende una serie de interconversiones entre monosacáridos fosforilados de C3 (gliceraldehido 3-fosfato), C4 (eritrosa 4-fosfato), C5 (ribosa 5-fosfato y xilulosa 5-fosfato), C6 (fructosa 6-fosfato) y C7 (sedoheptulosa 7-fosfato).

CARBOHIDRATOS

Un carbohidrato es un compuesto orgánico formado por carbono, hidrógeno y oxigeno, y distribuido de tal forma que en cada carbono se encuentra una molecula de agua, es decir dos H y un O.

Tambien se les conoce como hidratos de carbono, azúcares o sacáridos.

Funciones
Las funciones que los carbohidartos cumplen en el organismo son, energéticas, de ahorro de proteínas, regulan el metabolismo de las grasas y estructural.

Energeticamente: los carbohidratos aportan 4 KCal (kilocalorías) por gramo de peso seco. Esto es, sin considerar el contenido de agua que pueda tener el alimento en el cual se encuentra el carbohidrato. Cubiertas las necesidades energéticas, una pequeña parte se almacena en el hígado y músculos como glucógeno (normalmente no más de 0,5% del peso del individuo), el resto se transforma en grasas y se acumula en el organismo como tejido adiposo.
Se suele recomendar que minimamente se efectúe una ingesta diaria de 100 gramos de hidratos de carbono para mantener los procesos metabólicos.
Ahorro de proteínas: Si el aporte de carbohidratos es insuficiente, se utilizarán las proteínas para fines energéticos, relegando su función plástica.

Regulación del metabolismo de las grasas: En caso de ingestión deficiente de carbohidratos, las grasas se metabolizan anormalmente acumulándose en el organismo cuerpos cetónicos, que son productos intermedios de este metabolismo provocando así problemas (cetosis).
Estructuralmente: los carbohidratos constituyen una porción pequeña del peso y estructura del organismo, pero de cualquier manera, no debe excluirse esta función de la lista, por mínimo que sea su indispensable aporte.

Clasificación de los hidratos de carbono:

Los simples:
Los carbohidratos simples son los monosacáridos, entre los cuales podemos mencionar a la glucosa y la fructosa que son los responsables del sabor dulce de muchos frutos.
Con estos azúcares sencillos se debe tener cuidado ya que tienen atractivo sabor y el organismo los absorbe rápidamente. Su absorción induce a que nuestro organismo secrete la hormona insulina que estimula el apetito y favorece los depósitos de grasa.
El azúcar, la miel, el jarabe de arce (maple syrup), mermeladas, jaleas y golosinas son hidratos de carbono simples y de fácil absorción.
Otros alimentos como la leche, frutas y hortalizas los contienen aunque distribuidos en una mayor cantidad de agua.

Algo para tener en cuenta es que los productos industriales elaborados a base de azucares refinados es que tienen un alto aporte calórico y bajo valor nutritivo, por lo que su consumo debe ser moderado.

Los complejos:
Los carbohidratos complejos son los polisacáridos; formas complejas de múltiples moléculas. Entre ellos se encuentran la celulosa que forma la pared y el sostén de los vegetales; el almidón presente en tubérculos como la patata y el glucógeno en los músculos e hígado de animales.
El organismo utiliza la energía proveniente de los carbohidratos complejos de a poco, por eso son de lenta absorción. Se los encuentra en los panes, pastas, cereales, arroz, legumbres, maíz, cebada, centeno, avena, etc.