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).