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Metabolismo Intermediario

miércoles, 3 de agosto de 2011

METABOLISMO INTERMEDIARIO
INTRODUCCIÓN

Metabolismo
El metabolismo es la suma de todas las transformaciones químicas que se producen en una célula u organismo. Tiene lugar en una serie de reacciones catalizadas enzimáticamente, que constituyen las rutas metabólicas.
Vías o rutas metabólicas
  • Catabolismo: fase degradadora del metabolismo en la que moléculas nutrientes orgánicas (glúcidos, grasas y proteínas) se convierten en productos más sencillos.
  • Anabolismo: fase en la que precursores sencillos se integran en moléculas mucho más grandes y complejas como los lípidos, polisacáridos, proteínas y ácidos nucléicos.
METABOLISMO INTERMEDIARIO
Definición
La mayor parte de las células y los organismos tienen en común una serie de vías metabólicas centrales que sirven para la síntesis, la degradación y conversión de metabolitos importantes así como para la conversión de energía, todo lo cual se denomina metabolismo intermedio.
Metabolismo intermediario: generalidades (gráfico)

Descripción de las vías para el catabolismo de los carbohidratos, proteínas y grasas de dieta. Todas las vías producen acetil-CoA, que al oxidarse en el ciclo del ácido cítrico genera en última instancia ATP en el proceso de la fosforilación oxidativa. (Gráfico)

La naturaleza de la dieta determina el patrón básico del metabolismo. Es necesario procesar los productos de la digestión de carbohidratos, lípidos y proteínas de la dieta. Se trata sobre todo de glucosa, ácidos grasos y glicerol y aminoácidos, respectivamente. Todos los productos de la digestión se metabolizan a un producto común, acetil-CoA, que después se oxida en el ciclo de ácido cítrico.

ACETIL-COA
El acetil coenzima A (acetil-CoA) es un compuesto intermediario clave en el metabolismo, que consta de un grupo acetilo, de dos carbonos, unido de manera covalente a la coenzima A.
El acetil coenzima A se forma en numerosas rutas catabólicas; por lo cual estudiaremos las generalidades del metabolismo de los carbohidratos, lípidos y proteínas.

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
La glucosa se metaboliza a piruvato por la vía de la glucólisis, que se efectúa de manera anaerobia (en ausencia de oxígeno), cuando el producto final es lactato. En los tejidos aeróbicos se metaboliza el piruvato a acetil-CoA, la cual entra al ciclo del ácido cítrico para completar la oxidación a CO2 y H2O, relaciona­do con la formación de ATP en el proceso de fosfori­lación oxidativa.
La glucosa y sus metabolitos también toman parte en otros procesos. Ejemplos:
1) Conversión al polimérico de almacenamiento glucógeno en el músculo esquelético y el hígado.
2) La vía del fosfato de pentosa, una opción para una parte de la vía de la glucóli­sis, es una fuente de equivalentes reductores (NADPH) para la biosíntesis, y la fuente de ribosa para la sínte­sis de nucleótidos y ácidos nucleicos.
3) El fosfato de triosa da origen a la parte de glicerol de los triacilgliceroles.
4) El piruvato y los intermediarios del ciclo del ácido cítrico proporcionan los esqueletos de carbono para la síntesis de aminoácidos, y la acetil-CoA, precursora de los ácidos grasos y el colesterol (y por consiguiente de todos los esteroides sintetizados en el cuerpo).
La gluconeogénesis es el proceso para for­mar glucosa a partir de precursores no carbohidratos, por ejemplo, lactato, aminoácidos y glicerol.

Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico
El ácido pirúvico sufre una descarboxilación oxidativa en el complejo piruvato deshidrogenasa de la matriz mitocondrial, antes de entrar al ciclo de Krebs, y un grupo carboxilo es eliminado en forma de dióxido de carbono, quedando un grupo acetilo (-CO-CH3) con dos carbonos que es aceptado por la coenzima A y se forma acetil-CoA, que es, por tanto, un compuesto clave entre la glucólisis y el ciclo de Krebs. Esta reacción es imprescindible para que la oxidación de los glúcidos (glucógeno, glucosa) continúe por la vía aerobia (ciclo de Krebs, cadena respiratoria, fosforilación oxidativa). De este modo puede aprovecharse toda la energía contenida en dichos nutrientes, con obtención de una cantidad máxima de ATP.

METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS
La fuente de ácidos grasos de cadena larga son los lípidos de la dieta o la síntesis de novo de acetil-CoA derivada de carbohidratos. Los ácidos grasos podrían oxidarse hasta acetil-CoA (ß oxidación) o esterificarse con glicerol para formar triacilglicerol (grasa) como principal reserva de combustible del cuerpo.
La acetil-CoA formada por la ß oxidación podría tener varios destinos:
1) Al igual que la acetil-CoA que proviene de la glucólisis, se oxida a CO2 + H2O por medio del ciclo del ácido cítrico.
2) Es la precursora para la síntesis de colesterol y otros esteroides.
3) En el hígado, forma cuerpos cetónicos (acetona, aceoacetato y 3-hidroxibutirato) que son combustibles importantes durante el ayuno prolongado.

Beta oxidación de los ácidos grasos
Los ácidos grasos son divididos en fragmentos de dos carbonos que son aceptados por el coenzima A originando acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs.
METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS
Los aminoácidos son necesarios para la síntesis de proteínas. Algunos deben ser suministrados por la dieta, los aminoácidos esenciales, puesto que no se sintetizan en el cuerpo. El resto son aminoácidos no esenciales que se suministran en la dieta, pero que se forman a partir de intermediarios metabólicos por transaminación, por medio del nitrógeno amino de otros aminoácidos. Después de la desaminación, el nitrógeno amino se excreta como urea, y los esqueletos carbono que quedan después de la transaminación 1) se oxidan a CO2 mediante el ciclo del ácido cítrico, 2) forman glucosa (gluconeogénesis) o 3) forman cuerpos cetónicos.

Transaminación y desaminación
El grupo α-amino (nitrógeno) de los aminoácidos es separado del esqueleto de carbono, mediante el desarrollo coordinado de la transaminación y la desaminación oxidativa.
Durante la transaminación, el grupo α-amino de los aminoácidos proteicos, excepto lisina, treonina y prolina, se transfiere a un cetoácido (esqueleto de carbono), en consecuencia se forma un nuevo aminoácido y se libera el cetoácido correspondiente al aminoácido inicial. Esta reacción es catalizada por las enzimas aminotransferasas, también llamadas transaminasas, muchas de las cuales utilizan α-cetoglutarato como cetoácido, por lo que tarde o temprano, el grupo amino de todos los aminoacidos es dirigido al glutamato. El piridoxal fosfato (PLP), el cual se forma a partir de la vitamina B6 (piridoxina), es el grupo prostético de las aminotransferasas. El PLP se enlaza a la enzima y al sustrato formando lo que se conoce como base de Schiff. El grupo α-amino es transferido al PLP creándose piridoxamina fosfato transitoriamente, posteriormente el cetoácido aceptor toma el grupo amino de la piridoxamina fosfato, con lo que se genera el aminoácido correspondiente y la piridoxamina fosfato vuelve a su estado original.
Posteriormente, la desaminación oxidativa del glutamato es catalizada por la glutamato deshidrogenasa. Esta enzima alostérica mitocondrial requiere de NAD o NADP como coenzima, es inhibida por el GTP y el ATP, mientras que el GDP y ADP la activan. Así, una disminución del nivel energético incrementa la desaminación.
Mediante esta reacción, el glutamato pierde su grupo amino en forma de amonio y libera su esqueleto de carbono como α -cetoglutarato, esto ocurre en ambos sentidos; la glutamato deshidrogenasa tanto desamina al glutamato como lo sintetiza.

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BIBLIOGRAFÍA
Páginas Web:
· www.angelfire.com/rings/bioquimica/Metabolismo_intermediario.ppt+metabolismo+intermediario&hl=es&gl=es&pid=bl&srcid=ADGEESgGCnJi8aq1Y3_9qeAQfzXRRVKgUWwPuTANs3oNzsOhNbX8dAHgfqW7KalIPHeAK8QOY52EyJUvq9291xiBA7EkGf2dd2jR6DNT0mDO02i1yRUc5k6YUQjSXkD-G0s9WpfwZy3C&sig=AHIEtbSq5Jkpyb7J979hjISE-qEbcEzt4g
· www.fmvz.unam.mx/fmvz/p_estudios/apuntes_bioquimica/Unidad_10.pdf+transaminacion+y+desaminacion&hl=es&gl=es&pid=bl&srcid=ADGEESgVQZU0miEHby5EeRZj-_lsiDmZHlsuBrCMmKn57XNZkbLC5KPTseH3RvQebX331uDbMCHkfMbFRe-0zLr5tiyou_DaRihUHDu7rHwJ8FWq4Az4LOjYoEdqdg_W1DjFcm6ska8b&sig=AHIEtbSifqDb8QHAgTIZXe2iYlMjkIMA6Q
· http://www.slideshare.net/GenaroMatusOrtega/clase-8-metabolismo-intermediario
· http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Krebs
· http://es.wikipedia.org/wiki/Acetil-CoA
· http://www.slideshare.net/guest45e0ff/metabolismo-intermediario-bloque-ii-de-bioqumica-universitaria
Libros
· Harper Bioquímica Ilustrada
· Bioquímica Texto y Atlas - Koolman

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