Tema 3 METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS Digestión y absorción de hidratos de carbono. Ingreso de la...

Tema 3Tema 3

METABOLISMO DE CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE CARBOHIDRATOS

• Digestión y absorción de hidratos de carbono. •Ingreso de la glucosa a la célula. Transportadores de Glucosa.•Vía Glicolítica y su regulación. •Metabolismo de fructosa, galactosa.•Fermentación láctica y alcohólica.•Sistemas de Lanzaderas: del glicerofosfato y del aspartato-malato

LIC. NUTRICIÓN LIC. NUTRICIÓN QCA. BIOLÓGICA-2015 QCA. BIOLÓGICA-2015

PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN 

DIGESTIÓN

DIGESTIÓN y ABSORCIÓN DE NUTRIENTES

DIGESTIÓN

Digestión - Absorción - MetabolizaciónDigestión - Absorción - Metabolizaciónde los alimentosde los alimentos

METABOLIZACIÓNSíntesis

Degradación

Repasemos de la 1ra clase….

Nutrición y MetabolismoNutrición y Metabolismo

Metabolización. Metabolización. Utilización de los nutrientes para obtención de energía y/o para la síntesis de compuestos celulares.

DigestiónDigestión.. Conversión de los alimentos en sustancias absorbibles en el tracto intestinal. Implica el desdoblamiento, mecánico y químico de los alimentos, en moléculas absorbibles

Absorción de nutrientesAbsorción de nutrientes. . Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal a la circulación

Repasemos de la 1ra clase….

Nutrición y MetabolismoNutrición y Metabolismode los Carbohidratos (CH)de los Carbohidratos (CH)

MetabolizaciónMetabolizaciónAprovechamiento de los glúcidos para obtención de energía y/o

para la síntesis de compuestos celulares.

Digestión de CarbohidratosDigestión de Carbohidratos Conversión de los CH en sustancias absorbibles en el tracto intestinal:

desdoblamiento mecánico y químico de los CHen moléculas absorbibles (monosacáridos)

Absorción de MonosacáridosAbsorción de Monosacáridos Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal

a la circulación

Apliquemos….

- Galactosa- Galactosa

CARBOHIDRATOS DE LA DIETA

Polisacáridos

Disacáridos

Monosacáridos

- Almidón- Almidón : granos, harinas, tubérculos, legumbres

- Glucógeno - Glucógeno : carnes

- Sacarosa:- Sacarosa: frutas, azúcar de mesa,remolacha

- Lactosa:- Lactosa: Leche y derivados

- Glucosa:- Glucosa:

- - FructosaFructosa

frutas, miel, golosinas, etc.

Polisacáridos de reservaPolisacáridos de reserva

Almidón

Glucógeno

Ramificación: amilopectina, 4%; glucógeno, 10%

Almidón y Glucógeno

Cadena lineal

Punto de Ramificación

Estructura del Glucógeno

unión

uniónCadena lineal

Punto de Ramificación

Extremos No Reductores

- Ptialina o Amilasa salival

- Amilasa pancreática- Disacaridasas

pH ácido, inactiva la enzima

Digestión y Absorción de CarbohidratosDigestión y Absorción de Carbohidratos

BOCA

ESTOMAGO

PANCREAS

INTESTINO

HIGADO

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

OHO

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

O

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

O

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

OH

n

AmilosaAmilosa

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

OO.....

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

O

OH

H

OH

OH

H

HH

O

CH2

O

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

O......

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

O

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

O.......

Amilopectina o GlucógenoAmilopectina o GlucógenoO

CH2

HH

OHH

OH

OH

H

O

H

OH

HOH

H

CH2

H

OH

H

O

H

HO HO

n Maltosa

n Maltotriosa

n Oligosacáridos

Digestión del Almidón y/o del GlucógenoDigestión del Almidón y/o del Glucógeno

Amilasa salival (boca)

n H2O

Amilasapancreática

O

CH 2

HH

O HH

O H

O H

H

O

H

O H

HO H

H

CH 2

H

O H

H

O

H

HO HO

MaltosasMaltotriosasDextrina límite

Glucosa libre

OH

H

O H

O H

H

HH

CH 2O H

OHO

OH

H

O H

O H

H

HH

CH 2O H

O

OH

H

O H

O H

H

HH

CH 2O H

O

OH

H

O H

O H

H

HH

CH 2O H

O H

n

OH

H

O H

O H

H

HH

CH 2O H

OO.....

OH

H

O H

O H

H

HH

CH 2O H

O

OH

H

O H

O H

H

HH

O

CH 2

O

OH

H

O H

O H

H

HH

CH 2O H

O......

OH

H

O H

O H

H

HH

CH 2O H

O

OH

H

O H

O H

H

HH

CH 2O H

O.......

Oligosacáridos

Digestión del Almidón Digestión del Almidón (en intestino)

α-dextrinasa

Disacaridasas Disacaridasas (en intestino)

O

CH2

HH

OHH

OH

OH

H

O

H

OH

HOH

H

CH2

H

OH

H

O

H

HO HO

Maltosa

Maltasa2

GlucosaH2O

OH

H

OH

OH

H

HH

CH2OH

OHO

O

CH2OH

OH

HOH

HH

CH2OH

Sacarosa

Sacarasa

Glucosa

+

FructosaH2O

O

H

OH

OH

H

OHH

CH2OH

O

HHO

H

OH

H

OH

HOH

H

CH2OH

H

Lactosa

Lactasa

Glucosa

+

GalactosaH2O

Digestión de Carbohidratos

en tracto gastrointestinal

Enzima Localización Función

(S: sustrato - P: productos)-amilasa salival

(ptialina)

boca Endoamilasa

Hidroliza uniones -1,4-glicosídicas

S: polisacáridos almidón y glucógeno

P: disacárido maltosa

Acción muy breve: se inactiva al pH ácido del estómago

Amilasa pancreática

duodeno Endoamilasa

Hidroliza uniones -1,4-glicosídicas

S: polisacáridos almidón y glucógeno

P: disacárido maltosa, maltotriosas, dextrinas límite

Enzima Localización Función(S: sustrato - P: productos)

-1,6-glicosidasa (dextrinasa

ó isomaltasa)

Intestino delgado

(membrana célulasborde en cepillo,

mucosa intestinal)

Endoamilasa S: polisacáridos almidón y glucógenoP: glucosas libresHidroliza uniones -1,6-glicosídicas.

Disacari-dasas

Maltasa Intestino delgado

(membrana célulasborde en cepillo,

mucosa intestinal)

HidrolasaS: Maltosa, P: GlucosaHidroliza uniones a-1,4-glicosídicas

Sacarasa HidrolasaS: Sacarosa, P: Glucosa y FructosaHidroliza uniones -1,2-, -2,1-glicosídicas

Lactasa HidrolasaS: Lactosa, P: Glucosa y GalactosaHidroliza uniones -1,4-glicosídicas

-amilasa

Esquema general de la digestión de Hidratos de CarbonoEsquema general de la digestión de Hidratos de Carbono

Resumiendo…..

Nutrición y MetabolismoNutrición y Metabolismode los Carbohidratos (CH)de los Carbohidratos (CH)

MetabolizaciónMetabolizaciónAprovechamiento de los glúcidos para obtención de energía y/o

para la síntesis de compuestos celulares.

Digestión de CarbohidratosDigestión de Carbohidratos Conversión de los CH en sustancias absorbibles en el tracto intestinal:

desdoblamiento mecánico y químico de los CHen moléculas absorbibles (monosacáridos)

Absorción de MonosacáridosAbsorción de Monosacáridos Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal

a la circulación

Repasemos….

ABSORCIÓN DE NUTRIENTESABSORCIÓN DE NUTRIENTES

Principal órganoPrincipal órganoINTESTINO-MUCOSA INTESTINAL INTESTINO-MUCOSA INTESTINAL (90%)

¿Cómo se absorben los monosacáridos productos de la

digestión?

Recordemos……

PROCESOS DE TRANSPORTE DE SOLUTOSPROCESOS DE TRANSPORTE DE SOLUTOS

A TRAVÉS DE MEMBRANAS BIOLÓGICASA TRAVÉS DE MEMBRANAS BIOLÓGICAS

TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANASsegún la presencia de transportador

PROCESO NO PROCESO NO MEDIADOMEDIADO

SIN SIN TRANSPORTADORTRANSPORTADOR

(DIFUSIÓN PASIVA)(DIFUSIÓN PASIVA)

PROCESO MEDIADOPROCESO MEDIADO

CON CON TRANSPORTADORTRANSPORTADOR

•No requiere transportador •A favor de gradiente conc.•Bidireccional•A través de poros•Iones, gases, agua, urea

•Difusión Facilitada: a favor de Gradiente

•Transporte Activo: contra Gradiente

Adaptado de Lehninger A. L., 4ª Edic. Cap 11 , 2007

PROCESO MEDIADOPROCESO MEDIADO

TransportadoresTransportadores

Clases generales según:Clases generales según:

-número de solutos transportados-número de solutos transportados

-dirección del transporte-dirección del transporte

TRANSPORTE TRANSPORTE ACTIVOACTIVO

DIFUSIÓN DIFUSIÓN FACILITADAFACILITADA

a) Tiene efecto contracontra gradiente de concentración

b) Depende de energíaenergía metabólica (ATP)

c) Es unidireccionalunidireccional

a) Tiene efecto a favora favor de gradiente de concentración

b) No necesita energía metabólica

c) Es bidireccionalbidireccional

PROCESO MEDIADOPROCESO MEDIADOTransportadores-Transportadores-Clases generales según:Clases generales según:el gasto energéticoel gasto energético

PROCESOS MEDIADOSPROCESOS MEDIADOS

Transporte ActivoTransporte Activo

Clases generalesClases generales

(a) (a) Transporte Activo Primario:Transporte Activo Primario:La energía de hidrólisis de ATP impulsa La energía de hidrólisis de ATP impulsa el transporte del Soluto contra gradienteel transporte del Soluto contra gradiente

(b) (b) Transporte Activo Secundario:Transporte Activo Secundario:Se establece un gradiente de un ión (X) porSe establece un gradiente de un ión (X) portransporte contra gradiente (Activo Primario) transporte contra gradiente (Activo Primario)

El movimiento del ión a favor de su gradiente, da la energía El movimiento del ión a favor de su gradiente, da la energía para el transporte de un segundo Soluto (S) contra su gradientepara el transporte de un segundo Soluto (S) contra su gradiente

SGLT 1SGLT 1

GlucosaGlucosa

GlucosaGlucosaGalactosaGalactosa

GalactosaGalactosa

FructosaFructosaGLUT5GLUT5

FructosaFructosa

Luz intestinalLuz intestinal

2 Na+ 3 Na+

2 K+

GLUT2

Na+K+ ATPasa

ATP

Difusiónfacilitada

Transportador Activo Secundariodependiente de Na+

SangreSangre

¿¿CCóómo se absorben las unidades de mo se absorben las unidades de monosacáridos?monosacáridos?

Difusión facilitadaDifusión facilitada

Extraída y modificada del Lehninger, 4a. Ed,

Representación esquemática del mecanismo deco-transporte Na+/glucosa en el epitelio intestinal

(GuíaTP Qca. Biológica, 2015)

Transporte Facilitado de GlucosaTransporte Facilitado de Glucosa

Transportador de Fru en enterocitosGLUT5

Tej. Adiposo y músculo esquelético y cardíaco. Es sensible a Insulina

GLUT4

Ppal. Transportador en cerebro y nervios periféricos.GLUT3

En membrana basolateral del epitelio intestinal, túbulos renales, hepatocitos y células β pancreáticas

GLUT2

En todos los tejidos del feto.En adultos: en GR, fibroblastos y células endoteliales

TRANSPORTADORTRANSPORTADORGLUT1

Nutrición y MetabolismoNutrición y Metabolismode los Carbohidratos (CH)de los Carbohidratos (CH)

MetabolizaciónMetabolizaciónAprovechamiento de los glúcidos para obtención de energía y/o

para la síntesis de compuestos celulares.

Digestión de CarbohidratosDigestión de Carbohidratos Conversión de los CH en sustancias absorbibles en el tracto intestinal:

desdoblamiento mecánico y químico de los CHen moléculas absorbibles (monosacáridos)

Absorción de MonosacáridosAbsorción de Monosacáridos Pasaje del producto de la digestión desde la luz intestinal

a la circulación

Repasemos….

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSTERMINOLOGÍA

• GLICOLISIS: Degradación anaeróbica de glucosa, fructosa, galactosa hasta piruvato. VÍA GLICOLÍTICA

• GLUCONEOGENESIS: Síntesis de glucosa a partir de otros precursores diferentes a hidratos de carbono

• GLUCOGENOGENESIS: Conversión de glucosa en glucógeno

• GLUCOGENOLISIS: Degradación de glucógeno a glucosa

VIA GLICOLÍTICA (GLICOLISIS) Características generales

• Continuaremos la próxima clase !......

Bibliografía1- BLANCO A. y BLANCO G., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 9a edic., Bs. As. (2011).2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008).3- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010). 4- Docentes de Química Biológica, “QUIMICA BIOLOGICA Orientada a Ciencias de los Alimentos”, Nueva Editorial Universitaria de la Universidad Nacional de San Luis.