Tema 12A - Papel central de la glucosa en el metabolismo. Glucólisis.

1. Aspectos generales del metabolismo de glúcidos. Homeostasis de la glucemia. Resumen de rutas metabólicas de glúcidos. Regulación hormonal.

Necesidades de glucosa:

Requerimiento del organismo: 160 g/día “Especialistas” en quemar glucosa: cerebro: 120 g/día, principal combustible eritrocitos: único combustible (metabolismo simplificado, glucólisis) Reservas: en fluidos corporales: 20 g en hígado (glucógeno): 190 g “Especialistas” en producir glucosa: hígado >> riñón (⇒glucemia) Precursores, no carbohidratos: Lactato, glicerol, aminoácidos →→piruvato →→oxalacetato →→dihidroxiacetona-P piruvato →→glucosa

degradación: glucólisis biosíntesis: gluconeogénesis

Homeostasis de la glucosa:

• Glucemia
  • 4-8 mM ~ 70-140 mg/dl
• Transportadores, GLUT:
• K₅₀ = [Glc] para la que se transporta a 50% de V_máx
• GLUT-1 y -3: K₅₀ = 1 mM :: transporte a velocidad constante
  • en todos los tejidos
• GLUT-2: K₅₀ = 15-20 mM :: sólo entra Glc con glucemia muy alta
  • Hígado: para almacenar en glucógeno
  • Páncreas (β): sensor de hiperglucemia, para secreción de insulina
• GLUT-4: K₅₀ = 5 mM :: capta con glucemia media-alta
  • Responde a señal de insulina aumentando presencia del transportador
  • Aumenta con entrenamiento de resistencia
  • En adipocitos y músculo
• Glucemia
• Regulación de la glucemia
• Señalización hormonal
  • Insulina: promueve la reducción de la glucemia, estimulando la captación y las rutas que utilizan la glucosa.
    • Secretada por células β del páncreas endocrino.
    • Diana: receptor en la membrana celular (hepatocitos, miocitos, adipocitos).
  • Glucagón: promueve el aumento de la glucemia, estimulando las rutas que producen glucosa.
    • Secretado por células α del páncreas endocrino. 
    • Diana: receptor en la membrana celular (hepatocitos, células renales, células β pancreáticas).
  • Adrenalina: obtención rápida de energía: consumo de glucosa.
    • Secretada por células de la médula de la glándula suprarrenal.
    • Diana. receptor en la membrana celular (hepatocitos, adipocitos, músculo liso y esquelético).

Rutas metabólicas de la glucosa:

2. Glucólisis

(Sólo se indica un esquema, debes completar contenidos con libro y con los esquemas de metabolismo en Biomodel)

Situación de esta ruta en el conjunto del metabolismo (esquema en Biomodel).

Resumen de la glucólisis

• Catabolismo, degradación
• C₆ --> 2 C₃ .
• Oxidación parcial
• En el citosol
• Balance:
  • materia: glucosa --> 2 piruvato
  • energía ...
  • redox ...

Detalle: metabolitos y enzimas, coenzimas redox y ATP.

10 reacciones, en 2 fases:

• 1ª fase: preparación o activación de la glucosa; consume energía
• intermedia: ruptura en dos triosas
• 2ª fase: oxidación para convertirse en piruvato; genera energía

Estudio de las 10 reacciones una por una. fig. 11-3
(consulta las reacciones en cualquier libro)

• Hexoquinasa como ejemplo de ajuste inducido
• Reacción de la PFK irreversible en condiciones fisiológicas. Enzima alostérica. Principal punto de regulación de la ruta.
• Fosforilaciones a nivel de sustrato.

Balance de la ruta.

• Glucólisis anaerobia: añádase fermentación (quizás)
• Glucólisis aerobia: añádanse transporte electrónico y fosforilación oxidativa

Análisis termodinámico de las reacciones y relación con las etapas irreversibles.

Cuestión muy importante para la reversibilidad de la ruta (síntesis de glucosa) y para la regulación de la ruta.

enzima tipo de reacción ΔG ( kJ / mol ) hexoquinasa transferencia de fosforilo −33.5 glucosa-6P isomerasa isomerización −2.5 PFK (fosfofructoquinasa) transferencia de fosforilo −22.2 aldolasa ruptura de aldol −1.3 TPI (triosa-fosfato isomerasa) isomerización 2.5 GA3P deshidrogenasa fosforilación combinada con oxidación −1.7 PG quinasa transferencia de fosforilo 1.3 PG mutasa desplazamiento de fosforilo 0.8 enolasa deshidratación −3.3 PK (piruvatoquinasa) transferencia de fosforilo −16.7 Datos de Biochemistry, 6th ed. Stryer 2007 Table 16-1

Catabolismo de otros glúcidos (resumen) fig. 11-5

• Polisacáridos
  • Se fragmentan, se hidrolizan, enzimáticamente a monosacáridos.
  • Estudiamos el caso del glucógeno (tema 15)
• Disacáridos
  • A monosacáridos (disacaridasas digestivas y otras)
• Monosacáridos
  • Se convierten enzimáticamente en Glc6P o Fru6P

-(fin)-