Metabolismo Energético: Glucógeno, Insulina, Ciclo de Krebs y Rendimiento ATP

Los gránulos de glucógeno se almacenan en el citosol dentro de la célula muscular o el hígado.

La insulina facilita la síntesis de glucógeno, es anabólica. En cambio, las hormonas lipolíticas degradan triglicéridos, siendo catabólicas. Por tanto, la insulina, después de comer, se produce por los altos niveles de glucemia para restablecer los niveles de glucosa en sangre.

El complejo II (succinato deshidrogenasa) de la cadena de transporte electrónico recibe los electrones de la coenzima Q, que conecta tanto con el complejo I como con el III.

La fuerza protomotriz se emplea no solo en la síntesis de ATP, sino también para el intercambio de ADP-ATP y calcio, para importar proteínas y variar el gradiente de Pi.

La inactivación de la fosfofructoquinasa (fructosa-6-P a fructosa-1,6-bifosfato) por citrato afecta la glucólisis, ya que si esta enzima no actúa, no podemos obtener energía de los hidratos de carbono debido al efecto inhibidor del citrato.

La glucoquinasa (glucosa a glucosa-6-P) es insensible a la inhibición por producto. Se encuentra en el hígado y páncreas, y su función hepática es la regulación de los niveles de glucosa en sangre. Sus propiedades permiten ajustar su velocidad de utilización de la glucosa en respuesta a las variaciones de glucosa en sangre, siendo muy importante en el control de la glucemia.

La inactivación de la piruvato quinasa por ATP se produce porque se inhibe por la presencia de ATP y CP, mientras que el ADP tiene un efecto activador, lo que provoca que se paralice la glucólisis por acumulación de ATP.

Dependiendo de la intensidad y duración del ejercicio, se utilizarán hidratos de carbono (HC) o ácidos grasos (AG) como sustrato energético. Las grasas, en un metabolismo aeróbico, necesitan más O2 y se utilizan mayoritariamente como sustrato energético a media y baja intensidad, así como en ejercicios de larga duración. Mientras que los hidratos de carbono necesitan menos O2 para metabolizarse y se pueden usar rápidamente, por lo que se utilizarían para ejercicios de mayor intensidad y menor duración.

Rendimiento neto de una glucosa tras glucólisis: Glucosa + 2ADP + 2Pi = 2ATP + 2 piruvato + 2 NADH.

Rendimiento de una molécula de glucosa por metabolismo energético fermentativo: Glucosa = 2 ATP y 2 lactato.

Rendimiento de una molécula de glucosa hasta Acetil-CoA: 2 Acetil-CoA, 2 ATP, 4 NADH, 2 CO2.

Rendimiento máximo de glucosa: 38 ATP utilizando la lanzadera malato-aspartato y 36 utilizando la DHP-G3P.

Comparación del rendimiento energético de una glucosa con el de un ácido graso (AG) que contenga el mismo número de carbonos: Glucosa 38 ATP, AG 45 ATP. AcetilCoA por ciclo de Krebs: 3NADH -> 9ATP x 2; 1FADH -> 2 ATP x 2; 1GTP -> 1ATP x 2. Total ATP por Acetil-CoA: 12, Total por Glucosa: 36 ATP. Un ácido graso rinde un total de 3 Acetil-CoA (12×3 ATP), 2NADH y 2FADH tras 2 ciclos de beta-oxidación. El total de ATP es 46 – 2ATP (fase activación): 44 ATP (se da por bueno 45). Lo más importante a destacar es que la glucosa produce 2 Acetil-CoA, mientras que un AG del mismo número de carbonos produce 3 Acetil-CoA. El rendimiento energético de un ácido graso, por lo tanto, es mayor. Esto se debe a que las grasas, por lo general, son macromoléculas más reducidas que los hidratos de carbono, por lo que generan mayor poder reductor y, con ello, consumen más oxígeno.

  1. Aumento de calcio (Ca2+) en el citosol
  2. Inicio de la contracción muscular
  3. Consumo rápido del ATP con el consiguiente aumento en la concentración de ADP
  4. Activación de la creatina-quinasa (CPK) y regeneración de ATP a partir de reservas de fosfocreatina
  5. Aumento de la concentración de creatina con el consiguiente descenso de fosfocreatina
  6. Activación de la mioquinasa (MK) para regenerar ATP a partir de dos moléculas de ADP, produciendo AMP
  7. Aumento de la concentración de AMP con el consiguiente descenso de ADP
  8. Activación de la glucógeno fosforilasa (GP) por AMP y Ca2+
  9. Activación de la fosfofructoquinasa (PFK) y de la piruvato quinasa (PK) por AMP
  10. Glucógenolisis
  11. Glucólisis
  12. Regeneración de ATP y producción de NADH por vía fermentativa
  13. Producción de lactato para la regeneración de NAD+. La reacción es reversible en función de la relación de concentraciones de sustratos y productos. Indica en qué situación y tejidos primaría el sentido Piruvato

M x PM = moles (g/l) Para 20 mM: 0.020 moles/l x 46.07 g/mol = 0.92 g/l… Estima la concentración de alcohol en sangre de un sujeto cuya medida enzimática nos proporciona un valor A/min de 0.10 (hay que mirarlo en la gráfica). A continuación, estima qué volumen de ron (40% graduación alcohólica) ha debido tomar esta persona para llegar a esta tasa. Datos adicionales: MWETANOL = 46.07 g/mol, densidad del etanol: 0.8 g/ml. La cantidad de alcohol que pasa a la sangre es de un 15% del alcohol bebido por la boca. Peso del sujeto: 75 kg. La cantidad de sangre que contiene el cuerpo humano es de un 8% del peso del cuerpo y la densidad de la sangre es de 1.08 g/ml.

Una persona de 75 kg de peso tiene: 75 kg x 8% = 6 kg de sangre. Que corresponden a: Como la concentración de etanol en sangre es aprox. 0.26 g/l, la cantidad total de etanol en sangre es: 0.26 g/l x 5.55 litros = 1.44 g de etanol en sangre. Que corresponden a: Como se absorbe un 15% de etanol, se ha ingerido: Etanol ingerido x 15% = 1.81 ml ; Etanol ingerido = ; Etanol ingerido = 12%. Como el etanol representa el 40% del ron ingerido, la cantidad de ron tomada es: Ron ingerido x 40% = 12.04 ml ; Ron ingerido = ; Ron ingerido = 30.09 ml

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