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Figura 18-2.
Esquema de la conexión entre la glucólisis y el ciclo de Krebs. En la parte superior se muestra el resumen de la glucólisis, la cual puede producir dos intermediarios: el piruvato o el lactato, según las condiciones ambientales en las que se encuentre la célula. En la porción inferior se muestra cómo se conecta la glucólisis (metabolismo anaeróbico) con el ciclo de Krebs (metabolismo aeróbico) a través del cetoácido de tres átomos de carbono, el piruvato. -
Figura 18-3.
Esquema en el que se muestran las reacciones de la glucólisis. Cada paso metabólico que ocurre, hasta llevar a la molécula de glucosa a lactato, se señala en la figura como GLU y un dígito; (para explicación del mismo véase el texto). Esta vía metabólica ocurre en dos etapas; la primera va de GLU-1 a GLU-5, pasos en los que ocurre la ruptura de la molécula de glucosa en dos compuestos de tres átomos de carbono o triosas. En esta fase se consume energía en forma de dos moléculas de ATP (inversión energética). La segunda fase de esta vía produce cuatro moléculas de ATP (rendimiento energético). -
Figura 18-4.
Mecanismo de reacción de la gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa. En el primer paso el sustrato (gliceraldehído 3-fosfato) reacciona con el grupo tiol del sitio catalítico de la enzima para formar un tiohemiacetal; en un segundo paso el tiohemiacetal se oxida para convertirse en un tioéster y reducir el NAD+ unido a la enzima; en el paso 3, un NAD+ externo entra a la enzima y se lleva los electrones en forma de NADH; en el último paso un fosfato entra a la enzima para romper el intermediario tioéster de alta energía, liberar el 1,3-bisfosfoglicerato y dejar libre el grupo tiol, que queda listo para iniciar un segundo ciclo de reacciones. -
Figura 18-5.
El esquema señala la relación del metabolismo de la glucosa y el lactato en el hígado y músculo. Este proceso metabólico en que participan estos dos tejidos distintos se conoce como ciclo de Cori; en él se maneja el lactato producido a partir de glucosa que se encuentra en forma de glucógeno en el músculo; este compuesto es vertido por este tejido a la circulación sanguínea. Al llegar al hígado se convierte en glucosa que pasa a la sangre para su utilización por otros tejidos, como el muscular. -
Figura 18-6.
Gráfica que ilustra la actividad de la fosfofructocinasa en la reacción GLU-3. Como se puede observar, la cinética de la enzima es dependiente de la concentración de ATP en el medio. A baja concentración, la enzima muestra un comportamiento cinético de tipo Michaelis-Menten, mientras que en presencia de concentraciones altas de ATP, la actividad cinética de la enzima es de tipo sigmoideo. -
Figura 18-7.
El control de la poza metabólica de fructosa 2,6-bisfosfato regula a su vez la glucólisis y la gluconeogénesis de manera recíproca. La fosfofructocinasa-2 (PFK-2) es una enzima bifuncional con actividad de cinasa y de fosfatasa. Ambas actividades se regulan de manera opuesta, por lo que sólo una de las dos puede ser activa a la vez. La PFK-2 se regula también por fosforilación estimulada por hormonas. De esta forma, los niveles elevados de fructosa 2,6-bisfosfato estimulan la glucólisis e inhiben la gluconeogénesis, y viceversa. -
Figura 18-8.
Mecanismo molecular del efecto inhibitorio del glucagon a través del control alostérico de la fructosa 2,6-bifosfato sobre la glucólisis. La hormona, al unirse al receptor, activa la adenil ciclasa y aumenta la síntesis de AMPc, el cual activa una proteína cinasa específica. Dicha proteína cinasa activa fosforila a una sola enzima bifuncional, que fosforilada tiene actividad de fructosa 2,6-bifosfatasa y transforma la fructosa 2,6-bifosfato en fructosa 6-fosfato, con lo que se reduce la poza de fructosa 2,6-bifosfato y deja de activarse la fosfofructocinasa 1 que transforma la fructosa 6-fosfato en fructosa 1,6-bifosfato, por lo que disminuye el flujo de monosacáridos a través de la vía glucolítica. En la figura, las flechas verticales representan activación de la reacción señalada con flechas horizontales. -
Figura 18-9.
Formación de oxalacetato y fosfoenolpiruvato a partir del piruvato. -
Figura 18-10.
Vías gluconeogénicas en el hígado. Los aminoácidos sufren la transaminación correspondiente y el glicerol es fosforilado con gasto de ATP. -
Figura 18-11.
El metabolismo de la glucosa y sustancias conexas en el músculo, el hígado y el tejido adiposo. -
Figura 18-12.
Metabolismo de la galactosa. La galactosemia más conocida es la debida a la carencia de la uridil transferasa. -
Figura 18-13.
Principales vías metabólicas del etanol y el acetaldehído. -
Figura 18-14.
Metabolismo del glicerol. -
Figura 18-15.
Metabolitos participantes en la lanzadera de aspartato malato, la cual permite transferir electrones (hidruros) del NADH del citosol al interior de la mitocondria. En este sistema se requiere la participación de transaminasas, tanto en mitocondria como en citosol (tal y como se ilustra en el esquema), así como un intercambio de malato por α–cetoglutarato y de aspartato por glutamato (no indicado) para permitir un flujo continuo de electrones (hidruros) del citosol a la mitocondria. -
Figura 18-16.
Metabolitos participantes en otro sistema de lanzadera de equivalentes reductores en el que participan la enzima condensante citrato sintasa y la ATP citrato liasa. En este caso se requiere el gasto de una molécula de ATP por cada hidruro transferido a la mitocondria. -
Figura 18-17.
Fase oxidativa de la vía de las pentosas. Por cada molécula de CO2 liberado se liberan dos pares de electrones que son utilizados para generar dos moléculas de NADPH. -
Figura 18-18.
Fase no oxidativa de la vía de las pentosas. Su finalidad es regenerar las hexosas utilizadas en la fase oxidativa. A partir de las seis pentosas (ribulosa) pueden generarse cinco hexosas (glucosa). -
Figura 18-19.
Síntesis de glucógeno por medio del uridín bifosfato de glucosa (UDP-glucosa). -
Figura 18-20.
Forma de actividad de la amilo (1,4 → 1,6) transglucosidasa; la glucosa atacada en el carbono 1 cambia su inserción al cuerpo de la cadena, de la posición 1,4 a la posición 1,6. -
Figura 18-21.
Degradación del glucógeno por medio de la fosforilasa. -
Figura 18-22.
Degradación de la molécula del glucógeno, participación de la amilo 1,6-glucosidasa. -
Figura 18-23.
Esquema simplificado de la conversión de glucosa a glucógeno y de glucógeno a glucosa. El metabolismo del glucógeno se representa a la manera de un ciclo unidireccional. -
Figura 18-24.
Proceso de activación e inactivación de la glucógeno sintasa. La glucógeno sintasa activa se encuentra desfosforilada y se origina a partir de la forma inactiva que está fosforilada. El paso de fosforilada a desfosforilada es catalizado por una fosfatasa que se inhibe con altas concentraciones de glucógeno; esta inhibición no se observa al haber exceso de glucosa 6-fosfato; su paso de desfosforilada a fosforilada es catalizado por la proteína cinasa -
Figura 18-25.
Síntesis del AMP cíclico a partir de trifosfato de adenosina. -
Figura 18-26.
Activación e inactivación de la fosforilasa. Se ejemplifica el caso de la fosforilasa cinasa, que es activa debido a la presencia de AMP cíclico, el cual se formó como una respuesta a la estimulación por glucagon. -
Figura 18-27.
Mecanismo molecular del efecto glucogenolítico del glucagon, como ejemplo de regulación coordinada de la síntesis y degradación del glucógeno hepático. Se trata de un mecanismo que responde a la presencia de hormonas y que está constituido por un complejo sistema de amplificación que da por resultado una respuesta metabólica final (la liberación de glucosa). Cada etapa del sistema de regulación representa una amplificación de la señal recibida. El glucagon se une a un receptor específico de la membrana celular, con lo que activa la adenilil ciclasa y se forma cAMP en citoplasma. El cAMP se une a la subunidad reguladora de la proteína cinasa A (PKA), liberando la subunidad catalítica, la cual en su forma libre es activa y fosforila otra cinasa (la fosforilasa cinasa) y al fosforilarla la vuelve activa para que, a su vez, fosforile la fosforilasa del glucógeno, la convierta en la forma activa y degrade el glucógeno. De manera simultánea, la misma proteína cinasa fosforila la glucógeno sintasa y la inactiva, con lo que se abate la síntesis de glucógeno. -
Figura 18-28.
Curva de tolerancia a la glucosa en estado normal y en diversos cuadros patológicos. -
Figura 18-1.
Principales vías metabólicas de los carbohidratos en mamíferos. El número 1 representa la digestión de los carbohidratos y la absorción de los monosacáridos; el 2, la interconversión de hexosas; el 3, la glucólisis; el 4, la gluconeogénesis o síntesis de carbohidratos; el 5, la glucogénesis o síntesis de glucógeno; el 6, la glucogenólisis; el 7, la fermentación láctica; y el 8, la vía de las pentosas. -
Figura 18-2.
Esquema de la conexión entre la glucólisis y el ciclo de Krebs. En la parte superior se muestra el resumen de la glucólisis, la cual puede producir dos intermediarios: el piruvato o el lactato, según las condiciones ambientales en las que se encuentre la célula. En la porción inferior se muestra cómo se conecta la glucólisis (metabolismo anaeróbico) con el ciclo de Krebs (metabolismo aeróbico) a través del cetoácido de tres átomos de carbono, el piruvato.