METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS

 

METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS

Existen varias rutas en el organismo que son fundamentales en el metabolismo de los carbohidratos, en la mayoría de estas rutas se toma como punto de partida la glucosa.

Para que la glucosa pueda generar la energía se necesita de 10 reacciones enzimáticas que en conjunto reciben el nombre de glucolisis.

Ésta es la vía inicial del catabolismo degradación de los carbohidratos y tiene tres funciones principales

1. La generación de moléculas de alta energía ATP y NADH como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbico, presencia de oxígeno y anaeróbica ausencia de oxígeno.
2. La generación de Piruvato que pasará al ciclo de Krebs como parte de la respiración aeróbica.
3. La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser ocupados por otros procesos celulares.

En presencia de oxígeno el Piruvato se puede transformar en acetil-CoA esta molécula se transformó a partir de la glucosa que entra a la mitocondria de las células. Pero en ausencia de oxígeno, el Piruvato puede convertirse en varias clases de moléculas.

 METABOLISMO DE LA GLUCOSA

La glucosa es un monosacárido compuesto con 6 carbonos dos hidrógenos y seis oxígenos. Es una forma de azúcar que se encuentra en la mayoría de los alimentos principalmente en los alimentos dulces y es la principal fuente de energía para nuestro cuerpo.

Existen cuatro procesos metabólicos de la glucosa uno es para: 

• Obtener energía: mediante ella que es la glucólisis.
• Los otros tres son para regulación: que son la gluconeogénesis, glucogénesis, y glucogenólisis.

Por ejemplo cuando comemos un dulce este viaja en nuestro estómago por el esófago aquí duró un rato hasta que se ingiere y pasa al intestino delgado donde los nutrientes son absorbidos por los capilares de las paredes intestinales, aquí es cuando la glucosa llega a los vasos sanguíneos.

La glucosa debe entrar a la célula para darles energía pero no puede entrar por sí sola, necesita de una hormona generada en el páncreas por las células beta, la insulina la cual le permite a la glucosa el paso a la membrana celular.

La oxidación de la glucosa involucra un conjunto de reacciones enzimáticos, ligadas una de la otra y vigiladas por un estricto control metabólico, todo con el único fin, de hacer disponible para célula, la energía química contenida en la glucosa.

En este proceso la célula usa la glucosa para obtener energía. Se divide en dos etapas, cada una con cinco procesos que son activados mediante enzimas. 

Fase en que se requiere energía.

Paso 1. Un grupo fosfato se transfiere del $\text{ATP}$ATPstart text, A, T, P, end text a la glucosa y la transforma en glucosa-6-fosfato. La glucosa-6-fosfato es más reactiva que la glucosa y la adición del fosfato retiene la glucosa dentro de la célula, porque la glucosa con un fosfato es incapaz de atravesar por sí sola la membrana.

Paso 2. La glucosa-6-fosfato se convierte en su isómero, la fructosa-6-fosfato.

Paso 3. Un grupo fosfato se transfiere del $\text{ATP}$ATPstart text, A, T, P, end text a la fructosa-6-fosfato y se produce fructosa-1,6-bifosfato. Este paso lo cataliza la enzima fosfofructocinasa, que puede ser regulada para acelerar o frenar la vía de la glucólisis.

Paso 4. La fructosa-1,6-bifosfato se rompe para generar dos azúcares de tres carbonos: la dihidroxiacetona fosfato ($\text{DHAP}$DHAPstart text, D, H, A, P, end text) y el gliceraldehído-3-fosfato. Estas moléculas son isómeros el uno del otro, pero solo el gliceraldehído-3-fosfato puede continuar directamente con los siguientes pasos de la glucólisis.

Paso 5. La $\text{DHAP}$DHAPstart text, D, H, A, P, end text se convierte en gliceraldehído-3-fosfato. Ambas moléculas existen en equilibrio, pero dicho equilibrio "empuja" fuertemente hacia abajo, considerando el orden del diagrama anterior, conforme se va utilizando el gliceraldehído-3-fosfato. Es así que al final toda la $\text{DHAP}$DHAPstart text, D, H, A, P, end text se convierte en gliceraldehído-3-fosfato.

Fase en que se libera energía

En la segunda mitad de la glucólisis, los azúcares de tres carbonos formados en la primera mitad del proceso se someten a una serie de transformaciones adicionales para convertirse al final en piruvato. En el proceso se producen cuatro moléculas de $\text{ATP}$ATPstart text, A, T, P, end text junto con dos de $\text{NADH}$NADHstart text, N, A, D, H, end text.
Aquí estudiaremos con más detalle las reacciones que generan estos productos. Las reacciones mostradas a continuación ocurren dos veces por cada molécula de glucosa, puesto que la glucosa se rompe en dos moléculas de tres carbonos y ambas proceden por la vía.

Paso 6. Dos semirreaciones ocurren simultáneamente: 1) la oxidación del gliceraldehido-3-fosfato (uno de los azúcares de tres carbonos que se forma en la fase inicial), y 2) la reducción del $\text{NAD}^{+}$NAD + en $\text{NADH}$NADHstart text, N, A, D, H, end text y $\text{H}^+$H. La reacción general es exergónica y libera la energía que luego se usa para fosforilar la molécula, lo que forma 1,3-bifosfoglicerato. 

Paso 7. El 1,3-bifosfoglicerato dona uno de sus grupos fosfato al ADP, lo transforma en una molécula de ATP y en el proceso se convierte en 3-fosfoglicerato.

$\text{ADP}$

$\text{ADP}$

Paso 8. El 3-fosfoglicerato se convierte en su isómero, el 2-fosfoglicerato.

Paso 9. El 2-fosfoglicerato pierde una molécula de agua y se transforma en fosfoenolpiruvato ($\text{PEP}$PEPstart text, P, E, P, end text). El $\text{PEP}$PEPstart text, P, E, P, end text es una molécula inestable, lista para perder su grupo fosfato en el paso final de la glucólisis.

Paso 10. $\text{PEP}$PEPstart text, P, E, P, end text de inmediato dona su grupo fosfato al $\text{ADP}$ADPstart text, A, D, P, end text, y se forma la segunda molécula de $\text{ATP}$ATPstart text, A, T, P, end text. Al perder su fosfato, $\text{PEP}$PEPstart text, P, E, P, end text se convierte en piruvato, el producto final de la glucólisis.

start text, H, end text, start superscript, plus, end superscripPaso 7. El 1,3-bifosfoglicerato dona uno de sus grupos fosfato al $\text{ADP}$ADPstart text, A, D, P, end text, lo transforma en una molécula de $\text{ATP}$ATPstart text, A, T, P, end text y en el proceso se convierte en 3-fosfoglicerato.

Paso 8. El 3-fosfoglicerato se convierte en su isómero, el 2-fosfoglicerato.

Paso 9. El 2-fosfoglicerato pierde una molécula de agua y se transforma en fosfoenolpiruvato ($\text{PEP}$PEPstart text, P, E, P, end text). El $\text{PEP}$PEPstart text, P, E, P, end text es una molécula inestable, lista para perder su grupo fosfato en el paso final de la glucólisis.

Paso 10. $\text{PEP}$PEPstart text, P, E, P, end text de inmediato dona su grupo fosfato al $\text{ADP}$ADPstart text, A, D, P, end text, y se forma la segunda molécula de $\text{ATP}$ATPstart text, A, T, P, end text. Al perder su fosfato, $\text{PEP}$PEPstart text, P, E, P, end text se convierte en piruvato, el producto final de la glucólisis.

autores: Equipo Alfa Dinamita Buena Onda

1. Arredondo Bonilla Evelyn
2. Días Chávez Jorge Michell
3. Florencio Vázquez Alejandro
4. Jacobo González Alejandro
5. Juárez Navarro Isaac Yoel
6. López Miranda María de la Luz

bibliografía

Metabolismo de los carbohidratos. (2018, 16 septiembre). YouTube. 

https://www.youtube.com/watch?v=IVjadB3kIKg&feature=emb_imp_woyt 

mecanismo carbohidratos. (20011).

 youtube. https://www.youtube.com/watch?v=15zcABaR-Aw 

Glucólisis (artículo) | Respiración celular. (2014). Khan Academy. https://es.khanacademy.org/science/biology/cellular-respiration-and-fermentation/glycolysis/a/glycolysis