Metabolismo+de+los+Carbohidratos

Se define como metabolismo de carbohidratos a los procesos bioquímicos de formación, ruptura y conversión de los carbohidratos en los organismos vivos. Los carbohidratos son las principales moléculas destinadas al aporte de energía, y la glucosa corresponde al principal aportador de la misma. A continuación se explicarán cuáles son los mecanismos fisiológicos encaragados.

**GLUCÓLISIS **
La Glucólisis una de las vías metabólicas principales utilizadas para generar ATP celular y está presente en todo tipo de células. El termino proviene del griego glycos, azúcar y lysis ruptura. Constituye un proceso que consiste en la degradación de la molécula de glucosa para obtener energía, a través de diez reacciones enzimáticas consecutivas que convierten la molécula de glucosa en dos moléculas de __ piruvato __. Es también conocida como la vía de Embden-Meyerhof,su importancia fisiológica está relacionada con la disponibilidad de glucosa en sangre, así como de la capacidad de la glucólisis para generar ATP, tanto en presencia, como en ausencia de oxígeno. La glucosa está fácilmente disponible en los alimentos que se consumen, en los depósitos de __ glucógeno __ y en la sangre. Los carbohidratos constituyen un 50% o más de las calorías de la dieta y la glucosa es el más importante de ellos. La __ insulina __ y otras hormonas se encargan de mantener la __ homeostasis __ de la glucosa en sangre. Además de servir como fuente anaeróbica y aeróbica de ATP, la glucólisis en una __ ruta anabólica __ que proporciona precursores bioenergéticos__,__ como en el caso de Hígado y Tejido Adiposo, donde genera piruvato como precursor para la biosíntesis de ácidos grasos. A continuación, se explicará la Ruta Glucolítica, dividida en 3 fases para su comprensión:

**//Primera fase “de preparación”//** - La glucólisis comienza con la fosforilación de la glucosa a glucosa-6-fosfato mediante la enzima Hexoquinasa. Se utilizan dos moléculas de ATP. - Posteriormente la enzima fosfoglucoisomersa cataliza la reacción reversible: glucosa-6-fosfato ß---à fructosa-6-fosfato - Una vez cumplida la reacción antes descrita se pasa de fructosa-6-fosfato> fructosa-1,6-bi fosfato. Catalizado por la enzima fosfofructoquinasa-1.

**//Segunda Fase “de partición”//** - Se da la ruptura, a través de la enzima frutosa bifosfato aldolasa, de la fructosa-1,6-bifosfato en dos moléculas: dihidrixiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato.

**//Tercera Fase “de oxido reducción-fosforilación”//** - Se convierten dos moléculas de gliceraldehído 3-fosfato en dos moléculas de lactato, produciéndose al mismo tiempo cuatro moléculas de ATP.



** GLUCONEOGÉNESIS ** <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">La gluconeogénesis es una ruta metabólica anabólica que permite la síntesis de glucosa a partir de precursores no glúcidos. Durante el ayuno, muchas de las reacciones de la glucólisis se invierten para que el hígado produzca glucosa para mantener la homeostasis de la glicemia. <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">Parte de la glucosa de la alimentación se almacena en hígado en forma de glucógeno. Tras 2 ó 3 horas de ayuno, este glucógeno comienza a degradarse por el proceso de la glucogenólisis y la glucosa se libera a la sangre. Al disminuir los depósitos de glucógeno, se degradan también los triacilgliceroles adiposos, proporcionando ácidos grasos como combustible alternativo y glicerol para la síntesis de glucosa por gluconeogénesis. También se liberan aminoácidos del músculo para utilizarse como precursores gluconeogénicos. Ahora bien, durante una noche de ayuno, la glicemia se mantiene por glucogenólisis y gluconeogénesis. Sin embargo, tras aproximadamente 30 horas de ayuno, los depósitos hepáticos de glucógeno se agotan. A partir de aquí, la gluconeogénesis es la única fuente de glucosa sanguínea.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">**Los precursores de la vía de la gluconeogénesis son:** <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">-Lactato, que se produce por glucólisis anaerobia en los tejidos como el músculo en ejercicio o los glóbulos rojos, también en el adipocito al momento de la alimentación. <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">-Glicerol, que se linera de los depósitos adiposos de triacilglicerol y los aminoácidos proceden principalmente de la reserva de aminoácidos de la proteína muscular. <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">-Alanina, es el principal aminoácido gluconeogénico, se produce en músculo a partir de otros aminoácidos y dela glucosa.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">**La Ruta** <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">Salvo las tres secuencias clave, las reacciones de la gluconeogénesis son las inversas de los pasos de la glucólisis. Las secuencias de la gluconeogénesis que no utilizan enzimas de la glucólisis son los pasos irreversibles regulados de la gluconeogénesis. Estos tres pasos son la conversión de a) Piruvato en fosfoenolpiruvato, b) fructosa 1,6-bifosfato en fructosa 6 fosfato, y c) glucosa 6-fosfato en glucosa



<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 16pt;">**METABOLISMO DEL GLUCÓGENO**

<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 14px; line-height: 21px;">El glucógeno consiste en un polímero grande y ramificado de moléculas de glucosa unidas por dos tipos de enlaces α (1-4) Y α (1-6); Es la reserva de glucosa y se encuentra en el hígado y músculo esquelético principalmente y un porcentaje en los riñones. Es la forma almacenamiento más fácil de movilizar.



<span style="display: block; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; text-align: center;">**__ IMAGEN 1 __** <span style="display: block; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; text-align: center;">**__ REPRESENTACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL GLUCÓGENO __**

<span style="color: black; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">La función del glucógeno en el musculo esquelético es servir de combustible de reserva para la síntesis de ATP durante la contracción muscular, en el hígado el glucógeno sirve para mantener <span style="color: black; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">la concentración sanguínea de glicemia, durante las etapas de ayuno.

<span style="color: #008000; display: block; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 130%; text-align: center;">**GLUCOGENOGÉNESIS**
<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">**SÍNTESIS DEL** **GLUCÓGENO**

<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;"> La glucogenogénesis es la ruta anabólica por que se lleva a cabo la síntesis de glucógeno, ocurre en el citosol y es sintetizado a partir de glucosa y el proceso requiere de ATP y U TP. Se forma por la incorporación repetida de unidades de glucosa, la que llega en forma de UDP-Glucosa a un partidor de glucógeno preexistente que consiste en la proteína <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;"> glucogenina, formada por 2 cadenas, que al autoglicosilarse puede unir cada una de sus cadenas a un octámero de glucosas.

<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">

<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">1. Se inicia con la conversión de glucosa en glucosa 6-P por una reacción irreversible catalizada po la GLUCOQUINASA o HEXOQUINASA dependiendo del tejido. <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">2. La glucosa 6-P se convierte en glucosa 1-P catalizada por la enzima FOSFOGLUCOMUTAS <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">3. La unidad de UDP glucosa se sintetiza a partir de glucosa 1-P y UTP por acción de la FOSFORILASA DE UDP GLUCOSA. La energía del PPi que es el segundo producto de la reacción, se hidroliza hasta 2 Pi por acción de la PIROFOSFATASA. Si hay reservas de glucógeno <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">la GLUCOGENO SINTASA cataliza la adición de la UDP glucosa a la cadena existente formando un enlace α- 4. Si no hay glucógeno la cadena comienza con una proteína llamada GLUCOGENINA, que funciona como aceptadora de residuos de glucosa y se conserva relacionada con la molécula de glucógeno terminada. La glucógeno sintasa solo esta activa cuando está unida a la glucogenina. <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">4. La glucógeno sintasa añadirá glucosa hasta que la cadena tenga varias moléculas donde interviene la enzima ramificante o glucosil (4-6) transferasa que rompe enlaces α (1-4). <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">5. Cuando la glucógeno sintasa ha terminado el alargamiento de los extremos o terminaciones se le pueden retirar sus cinco a ocho residuos glucosilo terminales para emplearlos en la elaboración de nuevas ramificaciones.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 130%; line-height: 21px;">**REGULACIÓN DE LA GLUCOGENOGÉNESIS**
<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">**GLUCOGENOGÉNESIS MUSCULAR**

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">**REGULACIÓN POR** **MODIFICACIÓN COVALENTE** <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; line-height: 18px;">Consiste en modificar la actividad de la glucógeno sintasa mediante fosforilación - desfosforilación: la sintasa B (poco activa) está fosforilada, mientras que la sintasa A (muy activa) se encuentra desfosforilada. Esta regulación está sometida a control hormonal.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">**INACTIVACIÓN POR FOSFORILACIÓN** <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; line-height: 18px;">La enzima fosforilasa quinasa activa la glucógeno fosforilasa por fosforilación y, al mismo tiempo, inactiva la glucógeno sintasa. La glucógeno sintasa (es un homotratrámero) tiene hasta nueve sitios de fosforilación. Cuanto más fosforilada está, menos activa es.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">**ACTIVACIÓN POR DESFOSFORILACIÓN** <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; line-height: 18px;">Cuando cesa la cascada metabólica cAMP dependiente, activada por por la adrenalina, las fosfatasas desfosforilan todas las quinasas, la glucógeno fosforilasa y ... también la glucógeno sintasa, la cual pasa de la forma B (fosforilada e inactiva) a la A, desfosforilada y activa. <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; line-height: 18px;">Además de esa respuesta glucogenogénica a la falta de estimulación adrenal, la glucógeno sintasa es activada por la presencia de insulina hormona secretada por el páncreas ante el aumento de la glucemia. <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; line-height: 18px;">La insulina activa una proteina quinasa, que fosforila el sitio 1 de la subunidad G de la PP1, activando su actividad fosfatasa, la cual desfosforila la glucógeno sintasa, activándola. <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; line-height: 18px;">La adrenalina y la insulina son pues antagonistas en las células musculares.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; line-height: 18px;">**GLUCOGENOGÉNESIS HEPÁTICA** <span style="color: black; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">La fosforilación de la glucógeno sintasa la realiza la cAPK, tras la estimulación hormonal del glucagón, lo que provoca su inactivación (forma B, o GS-B). <span style="color: black; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">Por otro lado, la PP1, encargada de desfosforilar el sistema, se une fuertemente a la glucógeno fosforilasa-A, no estando disponible, en primer término, para actuar <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;"> sobre la sintasa. Sólo cuando la glucógeno fosforilasa-A ha sido desfosforilada por la PP1, ésta se libera y podrá actuar sobre la glucógeno sintasa, desfosforilándoly, activándolo <span style="color: black; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">Cuando sobra glucosa este compuesto, se une al estado T de la glucógeno fosforilasa-A, estabilizándolo, y favoreciendo entonces su desfosforilación.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 130%;">**GLUCOGENOLISIS**
<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">**DEGRADACION DE** **GLUCÓGENO**

<span style="color: black; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">La glucogenolisis es un proceso catabólico llevado a cabo en el citosol que consiste en la remoción de un monomero de glucosa de un glucógeno mediante fosforilacion para producir glucosa 1- P que después se convertirá en glucosa 6- P, el segundo paso de la glicolisis

<span style="color: #ff5000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; line-height: 0px; overflow-x: hidden; overflow-y: hidden;"> <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 14px;">Los productos de la degradación del glucógeno son glucosa 1-P y glucosa con acción de dos enzimas, la glucógeno fosforilasa que rompe los enlaces (1-4) y la enzima desramificante que rompe enlaces (1-6).

<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">La glucógeno fosforilasa segmenta de manera secuencial los enlaces glucosidicos alfa (1-4) por fosforilacion simple; la enzima requiere de una molécula de Pi enlazada covalentemente como coenzima con lo que se produce glucosa 1-P.

<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">La degradación sigue hasta que quedan cuatro unidades de glucosilo en cada cadena de cada punto de ramificacion

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 130%; line-height: 18px;">**REGULACIÓN DE LA GLUCOGENOLISIS**
<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">Está regulada por la enzima glucógeno fosforilasa que se encuentra en dos estados, Fosforilasa A que es muy activa y Fosforilasa B que es poco activa. <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">La regulación es diferente en el hígado y en el musculo esquelético.

** GLUCOGENOLISIS MUSCULAR **
<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 14px; line-height: 21px;">**REGULACION POR MODIFICACION COVALENTE**

<span style="color: black; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">Consiste en modificar la actividad de la glucógeno fosforilasa mediante fosforilacion la fosforilasa B (poco activa) no está fosforilada, mientras que la fosforilasa A (muy activa) se encuentra fosforilado. Esta regulación está sometida a control hormonal.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">**ACTIVACIÓN POR FOSFORILACIÓN**

<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 14px; line-height: 21px;"> Cuando se precisa realizar trabajo muscular, el SNC estimula la médula adrenal, segrega adrenalina. El segundo mensajero (celular) de la acción hormonal es el AMP CÍCLICO cAMP, que es sintetizado por la adeniclato ciclasa //. // La activación (fosforilación) de la glucógeno fosforilasa se lleva a cabo mediante una serie de reacciones en cascada.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 14px; line-height: 21px;">**INACTIVACIÓN POR DEFOSFORILACION**

<span style="color: black; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">La desfosforilación de las enzimas fosforiladas provoca su inactivación. En el músculo la //fosfoproteína fosfatasa-I// (PP1) desfosforila las enzimas fosforiladas de la cascada metabólica y, por tanto, detiene la glucogenolisis. La PP1 tiene, además, un inhibidor específico, el cual se une a la enzima, y la inhibe, cuando está fosforilado.La PP1 actúa únicamente cuando se encuentra unida al glucógeno, a través de su subunidad G. Cuando la cascada metabólica cAMP-dependiente se encuentra activada, dicha subunidad se encuentra fosforilada y no posee afinidad por la PP1. Con ello, la PPi inactiva cuando cesan el impulso del SNC y la acción hormonal, disminuye la actividad fosforilasa quinásica y el balance quinasas/fosfatasas comienza a decantarse hacia éstas últimas, y el sistema se desfosforila y se detiene la glucogenolisis.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">**REGULACIÓN POR INTERACCIONES ALOSTÉRICAS**

<span style="color: black; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">La glucógeno fosforilasa posee, además, un sistema de regulación alostérica que responde inmediatamente a las condiciones celulares en las que existe una baja carga energética, y que es independiente de la respuesta hormonal.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%;">GLUCOGENOLISIS HEPATICA
<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; font-weight: normal; line-height: 19px;">**REGULACIÓN POR** **MODIFICACIÓN COVALENTE**

<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; font-weight: normal; line-height: 19px;">También consiste en la modificar la actividad de la glucogeno fosforilasa mediante fosoforilacion : la fosforilasa B (poco activa) no está fosforilada, mientras que la fosforilasa A (muy activa) se encuentra fosforilada.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; font-weight: normal; line-height: 19px;">**ACTIVACIÓN POR FOSFORILACIÓN**

<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; font-weight: normal; line-height: 19px;">La cascada metabólica que dispara las fosforilaciones está activada por el glucagón, aunque también la cascada es sensible a la adrenalina. Los mecanismos en ambos casos son diferentes.El glucagón (sintetizado por la células a de los islotes de Langherans del páncreas, en respuesta a un descenso en la glucemia) impulsa una cascada de fosforilaciones utilizando el cAMP como segundo mensajero y la adrenalina tiene dos receptores diferentes: a- y b-adrenérgicos. Según se una a uno u otro el mecanismo será diferente, ya que usan segundos mensajeros diferentes. El receptor b-adrenérgico tiene al cAMP como segundo mensajero desencadenante de la cascada metabólica de fosforilaciones. El receptor a-adrenérgico tiene al Ca2+ como desencadenante de la cascada metabólica de fosforilaciones. Pero el Ca2+ necesita, a su vez, al inosotol 1,4,5-//tris//-fosfato (IP3) como segundo mensajero para poder ser liberado al citoplasma.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; font-weight: normal; line-height: 19px;">**INACTIVACIÓN POR DESFOSFORILACIÓN**

<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; font-weight: normal; line-height: 19px;">La actividad de la PP1 está regulada por su unión a la glucógeno fosforilasa -A en forma R. Esta forma tiene escondidos los fosfatos de la Ser, pero cuando pasa a la T los expone y la PP1 los elimina, pasando la enzima a la forma B, inactiva.

<span style="color: #008000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; font-weight: normal; line-height: 19px;">**REGULACIÓN POR INTERACCIONES ALOSTÉRICA**

<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 110%; font-weight: normal; line-height: 19px;">En el hígado la regulación alostérica es algo diferente: El AMP no activa la glucógeno fosforilasa B. La glucosa inhibe la glucógeno fosforilasa A, desplazando su equilibrio alosterico hacia el estado tenso (T).