Bioquímica Clínica de las Vías Metabólicas Esenciales: Lípidos, Glucosa y Ayuno

Metabolismo de Lípidos

Digestión y Absorción de Grasas

GRASAS DE LA DIETA

↓ (Bilis emulsiona)

Gotitas Pequeñas de Grasa

↓ (Lipasa Pancreática)

ÁCIDOS GRASOS + MONOGLICÉRIDOS

↓ (Entran al enterocito)

Reesterificación → TRIGLICÉRIDOS

↓

Empaquetamiento → QUILOMICRONES

↓

LINFA → SANGRE

↓

Tejidos (LPL - Lipoproteína Lipasa)

↓

ÁCIDOS GRASOS → energía o almacenamiento

Beta-Oxidación de Ácidos Grasos

Liberación y Transporte

Triglicéridos en adipocito

↓ (Glucagón / Adrenalina)

ÁCIDOS GRASOS LIBRES

↓ (Albúmina en sangre)

Transporte a tejidos

Entrada a la Célula y Activación

Ácido graso

↓ (Acil-CoA sintetasa, -2 ATP)

ACIL-CoA (citoplasma)

Entrada a Mitocondria (Lanzadera de Carnitina)

ACIL-CoA

↓ CAT I

ACIL-CARNITINA

↓ (Entra a matriz mitocondrial)

ACIL-CARNITINA

↓ CAT II

ACIL-CoA (matriz)

Beta-Oxidación (Dentro de la Matriz)

ACIL-CoA

↓ Oxidación → FADH₂

↓ Hidratación

↓ Oxidación → NADH

↓ Tiolisis

ACETIL-CoA + ACIL-CoA (más corto). Se repite hasta terminar el ácido graso.

Cetogénesis

Mucha BETA-OXIDACIÓN

↓

Exceso de ACETIL-CoA

↓ (No hay oxalacetato → Gluconeogénesis)

HÍGADO

↓

CETOGÉNESIS

↓

ACETOACETATO —— β-HIDROXIBUTIRATO —— ACETONA

↓

Tejidos + Cerebro (ayuno largo)

Lipogénesis

Formación de Malonil-CoA

ACETIL-CoA (mitocondria)

↓ (Citrato)

CITRATO → sale al citosol

↓

ACETIL-CoA (citosol)

ACETIL-CoA

↓ (Acetil-CoA carboxilasa, ATP)

MALONIL-CoA

Síntesis de Ácidos Grasos

MALONIL-CoA + ACETIL-CoA

↓ (FAS, usa NADPH)

Cadena creciente de 2 en 2 carbonos

↓

PALMITATO (16C)

Síntesis de Lípidos Complejos

PALMITATO + GLICEROL-3P

↓

TRIGLICÉRIDOS

↓

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO → Fosfolípidos / Esfingolípidos / Colesterol

Metabolismo de Carbohidratos

1. Esquema General del Metabolismo de Carbohidratos

CARBOHIDRATOS

↓ Digestión

MONOSACÁRIDOS (Glucosa, Fructosa, Galactosa)

↓ Absorción (Intestino → Sangre)

HÍGADO

↓ Distribuye

TEJIDOS

Destino Habitual de la Glucosa:

• GLUCÓLISIS → Piruvato → Energía
• GLUCOGÉNESIS → Glucógeno
• PENTOSAS → NADPH + Ribosa
• LIPOGÉNESIS → Ácidos grasos (si sobra energía)

2. Homeostasis de la Glucosa: Regulación

Glucemia Alta (Hiperglucemia)

GLUCEMIA ↑ (Sube la glucosa)

↓

PÁNCREAS → INSULINA

↓

• Entrada de glucosa a tejidos
• Aumenta glucólisis
• Aumenta glucogenogénesis

↓ Glucemia

Glucemia Baja (Hipoglucemia)

GLUCEMIA ↓ (Baja la glucosa)

↓

PÁNCREAS → GLUCAGÓN

↓

• Aumenta glucogenólisis
• Aumenta gluconeogénesis
• Libera glucosa al torrente sanguíneo

↑ Glucemia

3. Glucólisis: Vía Metabólica Central

Localización: Citosol

GLUCOSA

↓ (Gasta 2 ATP)

FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATO

↓ (Se divide en 2 azúcares de 3 carbonos)

GLICERALDEHÍDO-3-P

↓ (Genera NADH)

1,3-BISFOSFOGLICERATO

↓ (Genera ATP)

FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)

↓ (Genera ATP)

PIRUVATO

Balance Final:

• +2 ATP netos
• +2 NADH
• 2 Piruvatos

4. Ciclo de Krebs (Ciclo del Ácido Cítrico)

Localización: Matriz mitocondrial
Necesita: Acetil-CoA

ACETIL-CoA (2C)

↓ + Oxalacetato (4C)

CITRATO (6C)

↓

ISOCITRATO

↓ (NADH)

α-CETOGLUTARATO

↓ (NADH)

SUCCINIL-CoA

↓ (GTP)

SUCCINATO

↓ (FADH₂)

FUMARATO

↓

MALATO

↓ (NADH)

OXALOACETATO (Reinicia el ciclo)

Productos por Vuelta:

3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP, CO₂

5. Glucogenogénesis: Formación de Glucógeno

GLUCOSA

↓ (Hexoquinasa)

GLUCOSA-6-P

↓ (Isomerasa)

GLUCOSA-1-P

↓ + UTP

UDP-GLUCOSA

↓ (Glucógeno sintasa: enlaces α-1,4)

CADENA LINEAL DE GLUCÓGENO

↓ (Enzima ramificante: α-1,6)

GLUCÓGENO ALMACENADO

• Lugar: Hígado y Músculo
• Consume 2 ATP por glucosa añadida

6. Glucogenólisis: Degradación del Glucógeno

GLUCÓGENO

↓ (Glucógeno fosforilasa)

GLUCOSA-1-P

↓ (Fosfoglucomutasa)

GLUCOSA-6-P

Destino de la Glucosa-6-P:

• En músculo → Entra a glucólisis
• En hígado → G-6-fosfatasa → GLUCOSA → Sangre

La enzima desramificante realiza dos funciones:

1. Transfiere 3 glucosas.
2. Rompe la última → Glucosa libre.

7. Gluconeogénesis: Síntesis de Glucosa

Localización: Hígado (principal), Riñón
Usa: Lactato, Alanina, Glicerol, Piruvato

PIRUVATO

↓ (Mitocondria)

OXALOACETATO

↓ (PEP carboxiquinasa)

PEP

↓

FRUCTOSA-1,6-BISP

↓ (Enzima reguladora)

FRUCTOSA-6-P

↓

GLUCOSA-6-P

↓ (Sólo hígado)

GLUCOSA

Gasto Energético:

• 4 ATP
• 2 GTP
• 2 NADH

8. Ciclo de Cori: Reciclaje de Lactato

MÚSCULO (Anaerobiosis)

GLUCOSA → PIRUVATO → LACTATO

↑ ↔ Sangre ↔ ↓

HÍGADO

LACTATO → PIRUVATO → GLUCOSA (Gluconeogénesis)

↓ ↔ Sangre

GLUCOSA → Vuelve al músculo

👉 Función: Reciclar lactato y mantener glucemia durante ejercicio intenso.

9. Metabolismo de Otros Carbohidratos

Fructosa

FRUCTOSA

↓ (Hígado – Vía de Hers)

FRUCTOSA-1-P

↓

DHAP + GLICERALDEHÍDO (Entran a glucólisis)

Galactosa

GALACTOSA

↓ (Hígado)

GLUCOSA-1-P

↓

GLUCOSA-6-P (Entra a glucólisis)

Manosa

MANOSA

↓ (Hexoquinasa)

MANOSA-6-P

↓ (Isomerasa)

FRUCTOSA-6-P (Glucólisis)

Otros Procesos Metabólicos y Regulación

10. Radicales Libres y Estrés Oxidativo

METABOLISMO CELULAR

↓ Genera

RADICALES LIBRES (ROS)

↓

Daño en:

• Lípidos
• Proteínas
• ADN

Origen:

• Endógeno: Respiración mitocondrial
• Exógeno: Mala dieta, tabaco, inflamación, estrés

Defensas Antioxidantes:

• Glutatión
• Vitaminas C y E
• Enzimas (SOD, Catalasa, Glutatión peroxidasa)

Catabolismo de Aminoácidos

Etapa 1 – Transaminación

AMINOÁCIDO + α-cetoglutarato

↓ (Transaminasa, PLP)

α-cetoácido + GLUTAMATO

Etapa 2 – Desaminación Oxidativa

GLUTAMATO

↓ (GDH)

NH₄⁺ + α-cetoglutarato

Etapa 3 – Ciclo de la Urea

NH₄⁺ + CO₂

↓ Carbamoil fosfato sintetasa

CARBAMOIL-P

↓ + Ornitina

CITRULINA → Sale al citosol

↓ + Aspartato

ARGININOSUCCINATO

↓

ARGININA + FUMARATO

↓

UREA + ORNITINA (Vuelve a empezar)

Destino del Esqueleto Carbonado

AMINOÁCIDO SIN NH₂

↓

1. Acetil-CoA → Cuerpos cetónicos
2. Piruvato → Gluconeogénesis
3. Succinil-CoA / Fumarato / Oxalacetato → Ciclo de Krebs

Integración Metabólica Durante el Ayuno Prolongado

AYUNO