Hidratos de Carbono

Hidratos de Carbono

1. O también carbohidrátos, azúcares, glúcidos. Compuestos por átomos de C, H y O, en las proporciones CH2O

2. Estructura General

   • Monosacáridos
     • Triosas
       • Ej: Gliceraldehído / Dihidroxiacetona
     • Pentosas Comunes
       • Ej: Ribosa / Desoxirribosa
     • Hexosas
       • Ej: Glucosa / Frutosa / Galactosa
     • Azúcares sencillos de entre 3 y 7 átomos de carbono
     • Aldehído
       • Grupo carbonilo está en el extremo de la cadena, el monosacárido es un aldehído
     • Cetona
       • Grupo carbonilo en otra posición
     • Glucosa es el monosacárido más abundante y de gran importancia en los procesos biológicos
     • Grupo Hidroxilo (OH)
       • + OH mayores propiedades hidrofílicas
       • OH en C1 arriba => Beta Azucar
       • OH en C1 abajo => Alfa Azucar
     • 5 y 6 Carbonos, forman estructuras de anillo para mayor estabilidad
       • Carbon Anomérico es el C 1
   • Disacáridos
     • 2 monosacáridos unidos de forma covalente (Enlace O-glicosídico) generalmente C1 y C4, susceptibles de hidrólisis.
     • Ej: maltosa (glucosa + glucosa), sacarosa (gluc + fruct), lactosa (gluc + galact)
   • Polisacáridos
     • Son los carbohidratos más comunes y pueden almacenar energía o realizar funciones estructurales. Incluyen almidones, glucógeno y celulosa.
     • Cadena Larga/Sencilla
     • Cadena Ramificada
       • Ej Glucógeno que es altamente ramificado

3. Metabolismo de los Carbohidratos

   • Glucólisis
     • Vía degradativa oxidativa de la glucosa con fines energéticos (ATP), ocurre en citoplasma y es más activa en condiciones de saciedad. Estimulada por Insulina. Insensible a aeróbisis o anaeróbisis.
     • 1) Fase Preparatoria: consume 2 ATP, uno on hexoquinasa/glucoquinasa, luego fosfoglucoisomerasa, otro ATP con fosfofructoquinasa 1, dando origen a fructosa 1,6-bisfosfato. 2) Aldolasa la convierte a 2 triosas fosfato (gliceraldehído 3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato). 3) isomerización de dihidroxiacetona a gliceraldehído 3-fosfato, oxidación y fosforilación de los 2 gliceraldehído 3-fosfato (vía gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa) (esto requiere NAD+ y un Pi) => 1,3-bisfosfoglicerato + NADH. Resultado: a) ATP a partir de enzima fosfoglicerato quinasa b) ATP a partir de piruvato quinasa y los 2 NADH (x 2)
       • Lanzadera
         • Transfiere NADH citosólico liberado a mitocondria vía una reducción por un sustrato del NADH, luego se transfiere a la matriz por el transportador y ahí se reoxida el sustrato y reduce el NAD. Una es la dihidroxiacetona fosfato/glicerol-3-fosfato que genera FADH2, otra malato/aspartato que genera NADH. La lanzadera define si el NADH rinde 4 o 7 ATPs.
     • 2 ATP + 2 NADH
   • Fermentación Homoláctica
     • Ocurre en anaeróbisis. NADH de glucólisis se oxida por otro camino para matener dicha vía en funcionamiento.
     • Piruvato se reduce por NADH para formar Lactato (catalizada por lactato deshidrogenasa), y así gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa tiene NAD+ para su funcionamiento.
       • Calambres musculares por H+ que compiten con calcio en troponina.
     • NAD+ para glucólisis en anaeróbisis
   • Piruvato Deshidrogenasa
     • Piruvato puede seguir oxidándose en aeróbisis.
     • Piruvato se transporta a interior de la mitocondría por transportador específico. Este es reconocido por el Complejo Multienzimático Piruvato Deshidrogenasa que utiliza CoA-SH y NAD+ y moléculas relacionadas con vitamina B.
     • Acetil-CoA + CO2 + NADH
   • Cadena de Transporte de Electrones
     • 2 NADH de Glucólisis + 2 NADH de la Descarboxilación Oxidativa del Piruvato + 6 NADH y 2 FADH del Ciclo de Krebs son reoxidados por el Sistema Multienzimático Transportador de Electrones. Electrones se dirigen a O2 como aceptor final generando agua y Energía (proceso exergónico) utilizada para traslocar protones desde matriz a espacio intermembranoso. Fuerza protón-motriz disipa a favor del gradiente y pasa por ATP-Sintasa, obteniéndose ATP (fosforilación oxidativa con una unión covalente ADP y Pi
     • 1) Electrones de NADH transferidos al FMN, grupo prostético de la NADH-Q oxidorreductasa (Complejo I); 2)Electrones pasan a segundo grupo prostético en C1, proteínas hierro-azufre y luego a Coenzima Q que también recibe electrones de succinato-Q reductasa (CII); 3) Complejo III o Q-citocromo c oxidorreductasa cataliza transferencia electrónica de QH2 a citocromo c oxidado.; 4) oxidación de cyt c reducido y reducción del O2 a dos moléculas H2O, reacción catalizada por citrocromo c oxidasa (Complejo IV)
       • Fosforilación Oxidativa
         • Acoplada a la cadena de transporte de e, ya que su flujo transfiere protones (H+) vía los Complejos I,II,III,IV en la matriz hacia el espacio intermembrana, acumulándose contra el gradiente (fuerza protón-motriz). El flujo de protones genera rotación molecular de la enzima ATP Sintasa (1 cada 10 protones) generando 3 ATPs. También el flujo incorpora Pi a la matriz (reactivo del ATP Sintasa)
           • NADH
             • su par de electrones traslocan 10 protones, generando 1 rotación ATP Sintasa => 3 ATP
           • FADH
             • su par de e traslocan 6 protones generando 2/3 rotación ATP Sintasa => 2ATP
               • H+ que retornan a matriz se combina con O2 y forma H20
   • Antes de la vía metabólica en la que participe, la Glucosa tiene que ingresar a las células vía el transportador GLUT (bidireccional). Ingresada tiene que fosforliarse a glucosa-6 fosfato para que GLUT no la reconozca y pueda así utilizarse.
   • Ciclo de Krebs
     • La vía degradativa más importante para generar coenzimas reducidas. Es Anfibólico: Función catabólica => la oxidación del acetato a 2 CO2. Función Anabólica => Conecta distintos metabolismos (rotonda molecular): carbohidratos convertidos en lípidos (lipogénesis); aminoácidos en carbohidratos (gluconeogénesis); aminoácidos en purinas y piramidinas, etc.
     • 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + 3H + CoA-SH
   • Metabolismo del Glucógeno
     • Glucogenogénesis
       • Síntesis de glucógeno, se necesita oligosacárido de glucosas o la proteína glucogenina. La glucógeno sintetasa genera un enlace glucosídico alfa 1-4 a la glucosa de UDP glucosa con una glucosa del oligosacárido y se desplaza el UDP. Se repite proceso así creciedno el glucógeno. Para ramificar (alfa 1-6) y hacer más soluble al glucógeno, como hacer posible de obtener glucosa 1-fosfato de extremos se necesita de otra enzima
         • UDP -glucosa es un forma activada de glucosa y se sintetiza desde la glucosa 1-fosfato y UTP, catalizado por UDP-glucosa pirofosforilasa
       • Saciedad y H. Insulina
     • Glucogenólisis
       • Ppales depósitos en el músculo esquelético e hígado. La glucógeno fosforilasa escinde adicionando un Pi a los enlaces alfa 1-4 y así producir glucosa 1-fosfato (fosforólisis), debe esta convertirse en glucosa 6-fosfato para metabolizarse por glucólisis, vía fosfoglucomutasa. Hígado es único capaz de liberar glucosa porque tiene glucosa 6-fosfatasa y elimina al grupo fosfato. Musc esquel utiliza el glucógeno para consumo propio.
         • Para eliminar enlac alfa 1-6 necesita de una transferasa que deja expuesto un solo residuo de glucosa en el alfa 1-6 y luego se libera por la glucosidasa.
       • Ayuno, actividad anaeróbica y H. Glucagón y H. Adrenalina (musc)
     • Gluconeogénesis
       • Surge con una baja abrupta de las reservas de glucosa, iniciando su síntesis a partir de precursores no glucosídicos (piruvato, lactato, esqueleto carbonado de aminoácidos, glicerol). Utiliza energía (ATP). Comienza en la matriz mit (salvo glicerol que lo hace integramente en citosol) y prosigue en citosol. Ppal órgano higado, menor contrib riñon. Piruvato se convierte en glucosa (contrario a glucólisis) pero no es el proceso inverso pq utiliza otras enzimas (fosfoenolpiruvato carboxiquinasa, fructosa 1,6 bisfosfatasa y glucosa 6-fosfatasa
     • Se guarda así la glucosa en las células por cuestiones osmóticas
   • Via de las Pentosas Fosfato
     • Vía degradativa oxidativa sin fines energéticos, solo se obtiene 1) NADPH (para biosíntesis de ácidos grasos, colesterol, nucleótidos y regeneración de glutation para revertir oxidaciones biológicas que causan el envejecimiento cel. 2) Ribosa 5-fosfato para síntesis de nucleótidos (ATP, CTP, GTP, UTP, TTP) NADH y Coenzima A
     • NADPH + Ribosa 5-fosfato

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