El metabolismo intermedio del carbohidrato incluye las siguientes reacciones
El metabolismo intermediario de los carbohidratos incluye las siguientes reacciones o vías:
La mayor parte de la energía requerida para realizar diversas actividades de las células vivas se deriva del metabolismo de los carbohidratos.
1. Glicogénesis
2. Glicogenólisis
3. Glucólisis o vía de Embden-Meyerhof.
4. Ciclo de fosfato de pentosa
5. Gluconeogénesis.
Glicogenesis
La conversión de azúcar en glucógeno se llama glucogénesis. Esto tiene lugar en las células del hígado por una serie de reacciones químicas. La glucosa primero se fosforila en glucosa-6-fosfato (G6P) bajo la influencia de una enzima hexocinasa. La energía requerida para este proceso es suministrada por ATP.
Una vez que se forma la glucosa-6-fosfato, puede actuar sobre ella mediante cuatro enzimas diferentes, es decir, hay cuatro vías para su metabolismo;
(i) para reponer el suministro de glucosa en la sangre,
(ii) acumular glucógeno hepático como almacén de glucosa en las células sanguíneas y musculares,
(iii) proporcionar intermedios para la síntesis de proteínas, grasas y ácidos nucleicos, y
(iv) Proporcionar energía.
Para la acumulación de glucógeno hepático, la glucosa-6-fosfato (G6P) se convierte primero en glucosa-1-fosfato (G1P) y esta reacción es catalizada por una enzima, la fosfoglucomutasa. Luego, la enzima fosforilasa convierte muchas moléculas de glucosa-l-fosfato en glucógeno y ácido fosfórico. Estas series de reacciones se muestran a continuación:
Glucogenolisis
Cuando el nivel de glucosa en la sangre disminuye, el glucógeno se reconvierte en glucosa. En este proceso, las reacciones de la glucogénesis se invierten. El glucógeno se convierte primero, en presencia de H 3 P0 4 y fosforilasa, en glucosa-1-fosfato (GIP), que se convierte inmediatamente en glucosa-6-fosfato (G6P) por fosfoglucomutasa. Luego, la fosfatasa hepática hidroliza la glucosa-6-fosfato a glucosa y ácido fosfórico.
Gluconeogénesis:
La formación de glucosa o glucógeno a partir de fuentes que no son carbohidratos se llama gluconeogénesis. Alrededor del 90% del proceso ocurre en el hígado y el resto en los riñones. Las principales sustancias para la gluconeogénesis son los aminoácidos glucogénicos, el lactato y el glicerol.
Las necesidades a largo plazo de la glucosa durante la inanición se satisfacen recurriendo a otras fuentes, como los aminoácidos glucogénicos, que incluyen alanina, cisteína, glicina y serina. Se degradan por transaminación a ácido pirúvico, que puede oxidarse a través del ciclo de Kreb o transformarse en glucógeno almacenado.
Sin embargo, el ácido pirúvico y el ácido láctico que se forman en el músculo y pasan al hígado también pueden servir como fuente de carbohidratos. El proceso de gluconeogénesis depende de la enzima fructosa 1, 6 difosfato presente en el hígado.
Vía pentosa fosfato:
También se conoce como la derivación de monofosfato de hexosa o la "vía de Warburg-Dickens-Lipmann". Esta vía se conoce como la "derivación de monofosfato de hexosa" porque la glucosa-6-fosfato, que se metaboliza principalmente por la vía glicolítica, puede desviarse o derivarse hacia otras reacciones metabólicas.
En el hígado, esta vía puede representar hasta el 60 por ciento de la oxidación total de carbohidratos. En esta vía, la glucosa se metaboliza anaeróbicamente en tejidos tanto vegetales como animales.
Podemos resumir la vía de fosfato de pentosa de la siguiente manera:
2 Glucosa-6-fosfato + 12 NADP + 6H2O → 2 Gliceraldehído-3 fosfatos + 12 NADPH 2 + ATP + 6CO 2 . Esta vía es más importante como fuente de azúcares pentosas para la síntesis de acia nucleica. La producción de NADPH en la ruta también es significativa porque se requiere para la síntesis de grasa, que se produce principalmente en el hígado y el tejido adiposo, lo que provoca la reoxidación del NADPH a NADP. Por lo tanto, existe un tipo de relación sinérgica en la que la vía de derivación de monofosfato de hexosa proporciona NADPH para la síntesis de lípidos, que a su vez regenera la NADP + permitiendo que la vía de derivación proceda.
Vía metabólica de la glucosa:
El desglose de la glucosa en las células, mostrado por la fórmula:
C 6 H 12 O 6 + 6O 2, -> 6CO 2 + 6H 2 O + Energy (668 kilocalorías / mol) tiene lugar en dos etapas: (a) en ausencia de oxígeno o vía respiratoria anaeróbica (llamada glucólisis en animales y Plantas superiores y (b) etapa aeróbica o ciclo de Kreb que requiere oxígeno.
A. glucólisis
La descomposición celular de la glucosa a través de una serie de enzimas glucolíticas al ácido pirúvico a través de varias reacciones a menudo se denomina vía de Embden-Meyerhof. De ácido pirúvico a ácido láctico: en circunstancias normales, el piruvato formado por el proceso respiratorio anaeróbico anterior en muchas células y tejidos se metabolizaría aún más por medio de la vía respiratoria aeróbica al dióxido de carbono y el agua.
Sin embargo, en ausencia de oxígeno molecular, como en los músculos esqueléticos, el piruvato se convierte en ácido láctico mediante una oxidación-reducción en la que el NADH reduce el ácido pirúvico al ácido láctico en presencia de la enzima específica, ácido láctico deshidrogenasa.
Sin embargo, en muchos microorganismos y células vegetales (en condiciones de un suministro limitado de O 2, el piruvato se convierte en alcohol etílico y CO2 en lugar de ácido láctico mediante las siguientes dos reacciones).
(a) Ácido pirúvico al acetaldehído:
Esta reacción, que es catalizada por la enzima carboxilasa, es esencialmente una separación de un dióxido de carbono (descarboxilación) del ácido pirúvico para formar acetaldehído.
(b) Acetaldehído al alcohol etílico:
El acetaldehído se reduce luego por NADH en presencia de la enzima alcohol deshidrogenasa a etil aclohol.
Por lo tanto, los resultados generales de la respiración anaeróbica en las células animales, como los músculos, cuando 0 2 es limitante, es la división de la glucosa en dos moléculas de ácido láctico con la liberación de energía.
C 6 H 12 O 6 -> 2CH 3 CHOHCOOH + Energía (36 kcal / mol)
(Glucosa) (Ácido láctico)
En microorganismos y células vegetales, en condiciones anaeróbicas, la glucosa se metaboliza para formar 2 moles de alcohol etílico y 2 moléculas de CO2 con la liberación de energía.
C 6 H 12 O 6 -> 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + Energía (50 Kcal / mol)
B. Vía respiratoria aeróbica:
Bajo condiciones aeróbicas en el metabolismo respiratorio de las células, el ácido pirúvico se oxida a través de una serie de reacciones enzimáticas para producir energía, C0 2 y H 7 0. La vía metabólica por la cual esto ocurre se conoce como el ciclo de Kreb o ácido tricarboxílico ( TCA) o el ciclo del ácido cítrico.
Resumen de la reacción del ciclo de Kreb:
Ácido pirúvico + 4 NAD + FAD + → 3CO 2 + 4NADH 2 + FADH 2 + ATP (GTP)
ADP (PIB) + Pi + 2H Z O
