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Metabolismo del almidón...d la papa a una molécula d gluco

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almidón... la macromolécula por excelencia de almacenamiento de energía de lo vegetales y por lo tanto aprovechada por los seres superiores. ¿pero como? desde que ingerimos hasta que llega ala célula para la glucólisis y respiración... bueno aca te cuanto un poco...




Índice:


Introducción …………………………………………………..……………..…… 2
Almidón ………………………………………………………………………..….3
Acción digestiva de la saliva ……………………………………………..….……4
Amilasa pancreática y disacaridasas ……………………………………..………..5
Absorción ……………………………………………...……………………….….6
Almidón resistente…………………………………………………………....……7
Vías metabólicas de la glucosa…………………………………………….………9
Fosforilación de la glucosa:…………………………………………….………….9
Glucólisis, Ciclo de Krebs y Respiración…………………….……..……..……..10
Bibliografía ………………………………………………………………………11







Introducción:

Recorrer un lugar desconocido, especialmente una gran ciudad, puede ser desconcertante. Calles, avenidas, cruces, rutas, atajos, puentes, etc. Seguramente habrá más de una ruta posible que conduzca a destino. Algunas serán cuesta arriba, e implicarán un gran gasto de energía, mientras que otros caminos serán cuesta abajo, y exigirán menor desgaste. Contar con un mapa puede ser de gran ayuda.
Se puede considerar que las moléculas presentes en cada célula se comportan como viajantes en una ciudad. Las reacciones celulares en las que están implicadas esas moléculas definen un mapa bastante complejo, llamado metabolismo celular. El metabolismo celular está constituido por el conjunto de reacciones y procesos físico-químicos que ocurren en la célula. Algunas moléculas están involucradas en rutas que implican gasto de energía, mientras que otras van “cuesta abajo”, liberando energía.
En una única célula ocurren miles de reacciones químicas y su variedad es enorme. Sin embargo, las diferentes reacciones del metabolismo celular integran una red coordinada de transformaciones que presentan muchos aspectos en común. Todas las células tienen la capacidad de degradar sustancias y extraer de ellas energía, así como también de sintetizar macromoléculas a partir de sus respectivas unidades, y almacenar energía en sus uniones química.
Una de las sustancias de mayor provecho energético de consumo en los animales superiores es el almidón. En este trabajo se expone el camino metabólico de una macromolécula, para ser utilizada como energía.












Almidón:

El almidón esta constituido por un componente lineal, amilosa, y otro ramificado, amilopectina. Es inodoro e insípido, en forma de grano o polvo, abundante en las semillas de los cereales y en los bulbos y tubérculos. Las moléculas de almidón están compuestas de cientos o miles de átomos, y que van desde unos cincuenta a varios miles.

Figura 1: esquema de un segmento de molécula de amilosa.


Metabolismo del almidón...d la papa a una molécula d gluco











Figura 2: conformación helicoidal de la amilosa. Solo se representan los modelos de anillos pirano. En negro C1 a 5, en rojo: oxígeno del ciclo y de la unión glucosídica -14.

glucosa



El almidón es difícilmente soluble en agua fría y en alcohol (por la estructura de la figura 2), pero en agua hirviendo provoca una suspensión coloidal que al enfriarse se vuelve gelatinosa. El agua caliente actúa lentamente sobre el almidón originando moléculas más pequeñas llamadas dextrinas.
En el caso que faltaran carbohidratos en la alimentación, esa energía se obtiene de las grasas y las proteínas, produciéndose acetonas, las cuales no resultan beneficiosas para la buena salud.
Figura 3: Esquema de un segmento de molécula de amilopectina.

almidón


Figura 4: Propiedades del almidón.

Acción digestiva de la saliva:

Las células acinares producen una enzima llamada ptialina o amilasa salival, que participa en el proceso digestivo iniciando la hidrólisis del almidón presente en los alimentos. Su pH óptimo esta alrededor de 7,0 y requiere presencia de iones Cl-.
La amilasa salival pertenece a las llamadas -amilasas o endoamilasas que catalizan la hidrólisis de uniones glucosídicas -14 del interior de la molécula de almidón. En cambio, otra amilasas de origen vegetal -amilasas o exoamilasas; promueven hidrólisis del almidón desde los extremos de las cadenas. La amilasa salival degrada totalmente la amilasa en maltosas y maltotriosas (trisacáridos de glucosas). La hidrólisis libera maltosas y eventualmente quedan maltotrisosas al final de la digestión de cadenas con número impar de glucosas. Como la amilasas sólo cataliza la hidrólisis de uniones -14, los productos de la digestión de amilopeptina comprenden, además de maltosas y maltotriosas, otros compuestos llamados dextrinas límite, oligosacáridos de 5 a 10 residuos que contienen uniones -16 del arranque de una ramificación, sobre la cual la amilasa no tiene acción.
En condiciones normales, la amilasa salival no alcanza a cumplir una degradación tan extensa como la descripta. Debido al escaso tiempo de transito bucal, la acción de amilasa se ejerce durante un periodo muy breve. La enzima continua actuando en el estómago, en el interior del bolo alimenticio, hasta que este es embebido por el jugo gástrico, cuyo pH es muy ácido (alrededor de 1.5). A este pH la ptialina es inactivada, razón por la cual su papel en la digestión de almidón es limitado.

Amilasa pancreática y disacaridasas:

La acción de ptialina es similar a la de la amilasa pancreática. Ambas amilasas son isozimas controladas por genes diferentes; presentan gran homologías en sus secuencias.
La ausencia de ptialina no produce un déficit en la digestión porque la amilasa pancreática tiene la capacidad para degradar todo el almidón que llegue a la segunda porción del duodeno.
Luego, en la mucosa intestinal que presenta varios pliegues y vellosidades que aumentan notablemente su superficie y forman invaginaciones, se encuentran proteínas integrales de membrana, enzimas hidrolíticas y diversos sistemas de trasporte. Entre estas enzimas las Disacaridasas son las responsables de la degradación final de los restos de la digestión de almidón y de disacáridos presentes en los alimentos ingeridos. Tres de ellas son bifuncionales, poseen dos sitios activos en la misma molécula:
 Sacarasa-isomaltasa: es una glicoproteína integral, con un segmento del extremo N-terminal intracitoplasmático, una hélice transmembrana y el resto, que comprende la mayor parte de la molécula, proyectado hacia la luz intestinal. El sitio activo de isomaltasa esta próximo a la membrana y el de sacarosa es distal. La isomaltasa cataliza la hidrólisis de uniones -14 en maltosa y enlaces -16 en dextrinas límite e isomaltosas. La sacarosa escinde sacarosa en glucosa y fructosa. Esta enzima es llamada invertasa.
 Lactasa-florizina hidrolasa: enzima bifuncional, con su extremo C-terminal dirigido hacia el interior celular. El sitio de la lactasa cataliza la hidrólisis de lactosa en glucosa y galactosa. El sitio florizina hidrolasa produce ruptura de uniones -glicosídicas (la florizina es un compuesto que posee una unión de este tipo). Interviene en la digestión de glicolípidos. Esta enzima es elevada en lactantes y declina en transcurso de la vida hasta llegar a niveles estables o muy bajos como en casos de razas asiáticas y africanas (intolerancia a lactosa).
 Maltasa-glucoamilasa: enzima poco activa. Actúa sobre enlaces glucosídicos -14 y en pequeña escala en uniones -16.
 Trehalasa: digestión de trehalosa, (proveniente de levaduras y hongos), este es un disacárido no reductor formado por glucosas en unión doble glucosídica -11.
Absorción:

Los únicos alimentos absorbidos por la mucosa intestinal son los monosacáridos, los más abundantes son: glucosa, fructosa y galactosa. Estos al ser hidrófilos, son excluidos de la bicapa lipídica, su ingreso por difusión pasiva es insignificante.
La glucosa y galactosa comparten el mismo sistema de transporte en la membrana de borde de cepillo. El sistema SGLT1, un transportador activo dependiente de Na+ creado por la Na+, K+-ATPasa. Cuando el azucar en el citosol de enterocitos ha alcanzado concentración más elevada que en el espacio intersticial, para este utilizando sistema de trasporte facilitado GLUT2 inserto en la membrana basolateral. Luego alcanza la luz de los capilares sanguíneos para ser conducido al hígado por la vena porta.
La fructosa penetra los enterocitos gracias a sistema de trasporte facilitado de membrana apical. La proteína responsable de su ingreso es un miembro de la familia de trasportadores de monosacáridos llamado GLUT5, la absorción de fructosa se incrementa con la presencia de glucosa. Desde el interior de la célula la fructosa llega al espacio intersticial y a la sangre por trasportadores GLUT5 o GLUT2 de la membrana basoteral. El GLUT2 es el mismo utilizado por la glucosa.


Figura 5: representación esquemática del proceso de absorción de glucosa en células de la mucosa intestinal.

metabolismo del almidón


La glucosa pasa al torrente sanguíneo. En la sangre circulante existe siempre glucosa que se mantiene entre 70 a 110 mg por dL (concentración después de 3 horas de ingestión de alimentos). Esta es oxidada en las células proporcionándonos 4 kilocalorías por cada gramo.
Una vez en sangre la glucosa penetra las células por difusión facilitada, es decir, mediante transportadores que permiten el paso a favor de gradiente. Estos trasportadores incluyen una familia de proteínas integrales de membrana de 500 aminoácidos, que forman el canal por donde pasa la glucosa. Cada tejido del cuerpo posee una concentración específica y un tipo de GLUT que predomina.
En hígado, GLUT2 abunda, cuando el nivel de glucosa (o galactosa y fructosa) es elevado después de una comida, hay flujo neto hacia el interior de las células. En cambio, si la glicemia es baja, en ayuno, se activan procesos de glucogenólisis y gluconeogénesis, la glucosa intracelular aumenta y el flujo interviene; sale glucosa al espacio intersticial y de allí a la sangre, manteniendo constante la concentración de glucosa en sangre (glicemia).

Almidón resistente:

Una parte del almidón que partimos no es digerido completamente, este llamado almidón resistente, puede escapar a la hidrólisis. Esta presente en algunos alimentos como banana inmadura y vegetales crudos, los granos de almidón suelen adoptar disposiciones organizadas (seudocristalina) que dificultan el ataque de la amilasa. En granos enteros o insuficientemente triturados y en algunas legumbres, el almidón esta protegido por membranas no digeribles que impiden la acción de hidrolasas. Este almidón que varia en proporción según el alimento y acción culinaria al cual se haya sometido, llega incompletamente degradado al colon. La celulosa y el almidón resistente recorren el intestino delgado sin sufrir modificaciones y son parte de lo denominado fibra dietaria, que es fermentada por bacterias de la flora intestinal se genera ácidos grasos de cadena corta, en el intestino grueso.

Esquema 1: Metabolismo del almidón.

glucólisis





Vías metabólicas de la glucosa:

1. Glucogenogénesis: conversión de glucosa en glucógeno.
2. Glucogenólisis: liberación de glucosa a partir de glucógeno.
3. Glucólisis: degradación de glucosa a piruvato y lactato.
4. Descarboxilación oxidativa de piruvato: piruvato proveniente de glucólisis es convertido en acetato (2 carbonos).
5. Ciclo de Krebs: restos acetatos oxidados a CO2 y H2O
6. Vía pentosa fosfato o hexosa monofosfato: vía alternativa de oxidación de glucosa.
7. Gluconeogénesis: formación de glucosa o glicógeno a partir de fuentes no glucídicas: Los principales sustratos son aminoácidos glucogénicos, lactato y glicerol.

Figura 6: Resumen general del metabolismo de los carbohidratos.


respiración celular.


Fosforilación de glucosa:

Es el paso inicial de todas las vías de utilización de glucosa. Esta es eterificada por fosfato en el C6 y forma glucosa-6-fosfato (G-6-P). Catalizada por hexoquinasa, que presenta 4 isozimas. La hexoquinasa I y III son inhibidas por G-6-F. La isozima IV o glucoquinasa se encuentra en el hígado y en el páncreas, y ajustan su actividad a la concentración de glucosa disponible. Las hexoquinasa requieren ATP y Mg+. En condiciones fisiológicas la reacción es irreversible.
Las membranas son impermeables a G-6-P, por ende no puede difundir hacia el exterior celular.


Glucólisis, Ciclo de Krebs y Respiración:

La glucólisis es la vía principal e inicial del catabolismo de la glucosa (anteriormente almidón), por el cual se debe destacar como vía de mayor importancia en el metabolismo común de la mayoría de los seres vivos. Luego, los restos acetatos son utilizados por el Ciclo de Krebs, y finalmente en la respiración se aceptan los electrones provenientes de las vías anteriores, produciendo una cascada paulatina y regulada de eficiencia energética y de baja toxicidad en desechos.

Figura 7: Esquema del metabolismo de la glucosa: glucólisis, ciclo de krebs y respiración.

Metabolismo del almidón...d la papa a una molécula d gluco

La glucosa que no es oxidada dentro de las células, se transforma en glucógeno, el cual se almacena en hígado y en músculos.
El resto de la glucosa se transforma en grasa que se acumula generando un aumento de peso corporal. Siempre que se mantenga una vida muy sedentaria, y se ingiera más glucosa de lo que se gasta o quema, la misma se depositará como grasa, ya sea entre los órganos vitales, o bajo la piel.



Bibliografía:

1. BLANCO, Química Biológica. Editorial El Ateneo, 8ª edición.
2. ENCARTA 2009, 1993-2008 Microsoft Corporation.
3. CURTIS, Biología. Editorial Médica Panamericana, 6ª edición.
4. WWW.PORQUEBIOTECNOLOGIA.COM.AR

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2 comentarios - Metabolismo del almidón...d la papa a una molécula d gluco

@Lomby
despues lo leo y te dejo 10
@Man_Uek
Me sirvió , gracias