clase de carbohidratos 17-08-15

7/23/2019 Clase de Carbohidratos 17-08-15

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Carbohidratos

Generalidades Qumica de carbohidratosDigestin y absorcin Distribucin


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GeneralidadesLos carbohidratos son los nutrientes ms difundidos en la

naturaleza.Son responsables de atender las mayoresnecesidades calricasde los seres vivos.El carbohidrato ms difundido e importante para elmetabolismo humano es la glucosa y dentro de los

alimentos es el almidn.El almidn y todos los otros carbohidratos que ingerimosen la dieta se transforman en glucosa antes de sermetabolizados.

Qumicamente los carbohidratos son polialcoholescon ungrupo aldehdo o cetona diferencindose por lo tanto enaldosas y cetosas.Son componentes estructurales de muchos organismosincluyendo bacterias y algas el e!oesqueleto de losinsectos y la celulosa de las plantas.


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Estructura bsica de uncarbohidrato

Los monosacridos son

polialcoholes "mnimo dos

#$% con un grupo alde&hdico o cetnico.

'uando se unen para

formar di oligo o poli&

sacridos lo hacen me&diante un enlace gluco&

sdico.

CH

H!C!H

H!C!H

H ! C!H

H ! C!H

CH"H

CH"H

C#

H!C!H

H ! C!H

H ! C!H

CH"H


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$os carbonos asim%tricos de los

monosacridos(n carbono asim)tricoes aquel que tiene

cuatro diferentes

compuestos unidos a

sus cuatro enlaces.

La glucosa tiene cuatro

carbonos asim)tricosel * + , y -

'$#

$&'$

#$&'&$

$ & '$

$ & '$

'$*#$


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&smeros' epmeros

'ompuestos con la mismafrmula global pero distintafrmula espacial. 'asi todos los

monosacridos de seis carbonostienen la frmula '$/*#0glucosa' fructosa' manosa'galactosa.'uando la diferencia radica en

un solo tomo de carbono se lesllama epmeros "tambi)n sonismeros%0 glucosa y galactosa.

'$#

$&'$

#$&'&$

$ & '$

$ & '$

'$*#$

glucosa

'$#

$&'$

#$&'&$

#$&'&$

$ & '$

'$*#$

galactosa


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Clasificacin de carbohidratosSe clasifican de acuerdo a

su comple1idad en 0

monosacridos

disacridos

oligosacridos

polisacridos

Los monosacridos deacuerdo al n2mero decarbonos se clasifican en0

triosas

tetrosas

pentosas

he!osas

heptosas

345'36ES '#7(8ES E8 EL 7E93:#L;S7#

aldehido cetona

9riosas gliceraldehido dihidro!icetona

9etrosas eritrosa eritrulosa


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Estructura (umica de la glucosa

Es una he!osa con cinco grupos

#$ y un grupo '$#.

'om2nmente adopta formas

cclicas seme1antes al pirano

"he!agonal% o al furano "pen&tagonal%.

La glucosa en solucin adopta

la forma piransica en un ==>

y furansica en un escaso />.

En el espacio la forma pira&

nsica se dispone como una

sillao como un bote.

OHCH

CHOH

CHOH

CHOH

CHOH

CHO

*?

?

?

?

?


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)ormas espaciales de glucosa

$&'$

$&'$

#$&'&$

$ & '$

$ & '

'$*#$

#

$

$

$

$ $

#$#$

#$

#$

'$*#$

)isher

Ha*orth

hemiacetal


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Hemiacetales+enos del ,- de los azcares se encuentra ba/o laforma de cadena abierta. Siempre estn como anillos.Estos anillos provienen de la reaccin e!pontnea de un

grupo aldehido con un alcohol.Si el anillo tiene seis carbonoses un piranoy si tienecinco un furano.Eso crea un nuevo ' asim)trico "8@/ de una aldosa o 8@*de una cetosa%. Este carbono se llama anom%ricoy da lu&gar a dos formas de az2car

yEn la naturaleza tenemos D glucopiranosa0 12- y31-


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4eacciones (umicas de los

monosacridosSi el # del ' anom)rico de un carbohidrato no

est unido a otra estructura tiene capacidad

reductora.

'apacidad que se mide porque reduce el cobre de

algunos reactivos como 5enedict o )ehling.

Eso se us como &por muchos aAos& como test deb2squeda de glucosa en sangre u orina pero dapositi6o con cual(uier carbohidrato.


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4eacciones de carbohidratos

Los polisacaridos no tienen poder reductor tampocoel disacrido sacarosa.


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&mportancia fisiolgica de las

pentosasPentosa Origen Importancia

ribosa c.nuclecos estructura de c.nucleicos y de coenzimas

ribulosa metabolismo va de las pentosas

arabinosa gomas de frutas glucoprotenas

xilosa gomas de frutas glucoprotenas

lixosa msculo cardiaco lixoflavina del musc.cardiaco

xilulosa metabolismo va de cidos urnicos


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&mportancia fisiolgica de las

he8osasHexosa Origen Importancia

Glucosa

Frutas, cereales,

leguminosas

Es el azcar por excelencia del

metabolismo

Fructoa

Frutas y miel de caa

!sacarosa"

ga o a conv er e en g ucosa

para su metabolismo

Galactosa $actosa de la lec#e El #gado la convierte en glucosapara su metabolismo

%anosa Gomas vegetales Glucoprotenas

Bructosa


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Disacridos

Son az2cares formados por la unin de dos monosacridosmediante un enlace glicosdico.

Los disacridos ms comunes en la naturaleza son0

sacarosa0 glucosa9fructosa.lactosa0 glucosa9galactosa.maltosa0 glucosa9glucosa.

Cos de ellos la lactosa y la maltosa tienen poder reductorno as la sacarosa debido a que el enlace compromete am&

bos radicales reductores el aldehdo de la glucosa y la a&cetona de la fructosa.

Estn ampliamente distribuidos en la naturaleza.


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Disacridos comunes...

&&

'

(&)'&

&

&

& '&

'&'&

'

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&

&

&&

&

'&

'&

'&'

&

&

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'&

'

&&

'

(&)'&

&

&

& '&

'&'&

'(&)'&

&

&

&'&

'&

'(&)'&

maltosa

lact

osa

sacarosa


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ligosacridos y :olisacridos

Llamamos oligosacridosa los comple1os de + a

/* monosacridos ypolisacridosa los de ms de

/* monosacridos.

Se dividen en 0

$omopolisacridos0 un solo carbohidrato.

$eteropolisacridos0 con varios monosacridos

e1emplo glucosa amino glucanos.


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Dnde estn los :olisacridos;Homopolisacridos:

6eserva0


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:olisacridos

El almidn est formado por cadenas de glucosa unidasmediante enlaces glucosdicos del tipo alfa /, y algunos de tipoalfa /.

Es la fuente ms importante de carbohidratos de la

alimentacin. Su hallazgo es esencialmente vegetal.Est constituido en un /- a *D> por amilosa estructurahelicoidal no ramificada y en un D a -> por amilopectinaque son cadenas ramificadas de *, a +D residuos de glucosaunidas por enlaces /, y ramificaciones /.

El glucgeno tiene una estructura bastante similar pero unorigen animal. Es ms ramificada que el almidn con /* a /,residuos de glucosa unidos por enlaces /, y ramificaciones /.


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tros polisacridos...

Lacelulosaest formada por unidades de C glucopiranosaunidas por enlaces /, reforzadas por puentes de hidrgeno.8o es digerida por falta de una hidrolasa en el 1ugo digestivo.En los rumiantes hay microorganismos que atacan el enlace .

Lainulinaes un polmero de la fructosa y se encuentra en races

de alcachofa o de la dalia.La uitinaesta formada por unidades de 8acetil glucosaminaunida por enlaces beta glucosdicos. Es el e!oesqueleto deinsectos y crustceos.

Los mucopolisacridosoglucosaminoglucanos'contiene

aminoaz2cares y cidos urnicos que cuando se unen a unaprotena se les conoce comoproteoglucanosdel hueso laelastina o la colgena. E1emplo tambi)n lo son el cidohialurnico el sulfato de condroitinay la heparina.


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Digestin de carbohidratos

El proceso de digestin de los carbohidratos

tiene dos lugares principales0 labocay la

mucosa intestinal.Feneralmente comemos pocos monosacridos

por lo que lo que se necesita es 0

endoglucosidasas y disacarasas.

Sirven para atacar a lospoli, oligosacridos y

disacridos.


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Digestin en la boca

Curante la masticacin act2a la amilasade las glndulassalivares. 6ompe el almidn en sus enlaces ,'2.

Los humanos no tenemos ,'2glucosidasas que rompe la

celulosa. Si la poseen los microorganismos de los poligstricos. Ellos si aprovechan la celulosa de los pastos.

amilopectina y glucgeno contienen enlaces,'1 como

resultado tenemos maltosa e isomaltosa con enlaces ,'1.

Cicha digestin se detiene en el estmago0 pH cido .


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Digestin por la amilasa

+altotriosa +altosa Glucosa

De8trina limitante

!e"trina

limitante


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Digestin intestinal...

$uz intestinal

$actosa


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,

G$?>@

G$?>"

glucosa

galactosa

"Aa

fructosa glucosa

galactosafructosa

Aa Aa

B

B

:


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Destino de los carbohidratos

$asta un -D> de la glucosa es transformada en

lactato en la pared intestinal para facilitar la

gradiente.

Luego debe ir al hgado a transformarse por la

neoglucog)nesis.

o ms de todos los carbohidratos.


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+etabolismo de azcares

de inter%s m%dico


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cido glucornico

El cido glucornico es unaglucosa con el carbono carbo!ilado.

Es componente esencial de

los glucosaminoglicanos yde las pectinas.

9ambi)n participa de losfenmenos de deto!ificacin

por el hgado formacin dede bilirrubina hormonas

esteroides etc.


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=orbitol

Se forma a partir de la glucosa

por efecto de la aldosa reductasa

en presencia de 83C$

A


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G$&C:4>EFAEG$?C


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:roteoglucanos

Los mayores componente del espacio e!tracelular son los


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Clases de G


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7etabolsmo bacteriano de los glucanos y

caries dental

$os glucanos son polmeros de la glucosaproducidos por bacterias.El =treptococcus mutans ' el microbio (ue dalugar a las caries dentales produce un polmero deglucano llamado mutano' con enlaces ,'1 y ,'3.El mutano se forma a partir de la sacarosa en unareaccin catalizada por la glucosil transferasa'e8tracelular.

=acarosa 9 mutanon mutano n9,9 fructosa


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caries dental

$a sacarosa en cariog%nica por (ue d lugar almutano (ue por los enlaces ,'3 es insoluble yfacilita la colonizacin bacteriana del esmalte.

$as glucoprotenas sali6ares se unen a lasuperficie del diente para formar una pelcula.$as bacterias se unen a la pelcula para formarla placa.

$os fructanos' polmeros de la fructosaalmacenen energa para las bacterias de laplaca.


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caries dental

El =treptococcus mutans es una bacteriaanaerobia' (ue usa corrientemente la gliclisiscomo medio de energa.' produciendo cido

lctico (ue disminuye el pH de la placa de 1'L a@ apro8imadamente' permitiendo al cidolctico disol6er el esmalte.

El fluoruro es anticariog%nico probablementepor inhibir la enolasa del s.mutans.


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5ioenerg%tica


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)otosntesis

9oda la energa que alimenta a los seres biolgicos proviene delsol

y es atrapada por un proceso que se lleva a cabo en los cloroplastos

de las plantas verdesy que llamamosfotosntesis.

'omo resultado del proceso se genera almidn.

En una primera etapa la luz es capturada por la clorofila hasta

convertirse en carga el)ctrica y generar un potencial de reduccin

que sintetizaNADPH y ATP.

Estos 2ltimos son usados en la sntesis del almidn.

*/*** ... OOHCCOOH ++

$ f t d


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$as fuentes deenerga para los animales

3s como la fuente primigenia de 'aloras

es el almidn de las plantas cuando los

a&nimales ingieren dichas 'aloras al

consu&mir el almidn trasladan la energa

a sus propios componentes estructuralesprote&nas y grasas de origen animal.

El hombre en su condicin de omnvoro

se alimenta de todas esas fuentes de

energa las que o!ida hasta '#*y agua

convir&tiendo la energa en 39< yalmacenndola as mediante los procesos

'iclo de Jrebs y Bosforilacin o!idativa.

Gliclisis


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Energa libre

Es la porcin de energa que queda a la mano para realizar traba1o.

Es igual a la diferencia entre la energa de productos y reactantes.

E!isten dos tipos de reaccin qumica.

sustratosproductos GGG =

G

G =ust.

:rod.

GMN

E8ergnica

=ust.G

:rod

GON

Endergnica

G


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4eacciones acopladas

#curren cuando el producto de una reaccin es el sustrato de otra.

Las c)lulas generalmente acoplan una reaccin e!ergnica con una

endergnica como las reacciones mediadas por 39< .

PaGluPiaGlu .coscosl++KcalmoF +=

+

PiADPOHATPmolkcalG

++= L+M*

ADPPaGluATPaGlumolkcalG

++=

.coscosL,


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: y metabolsmo

El 39< es el donante receptoruniversal de la energa. Su ca&racterstica ms importante esel puente anhidrido que une los

grupos fosfato y que almacena&M+ Kcalmol de energa.

3lgunos compuestos tienen va&lores de hidrlisis ms negativosque el fosfato del 39< y otrosmenos los primeros permiten la

sntesis de 39< y los segundos sesintetizan a partir de )l.

/ntermediario 7cal8mol

Fosfoenolpiruvato 092,:

9,; 4ifosfoglicerato 099,:

(reatina fosfato 09,>

Glucosa 9 fosfato 0?

Fructosa > fosfato 0;,:

*%5 0;,2

Glucosa > fosfato 0;,;

Glicerol ; fosfato 0),)


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Cadena transportadora de electrones

Los procesos o!idativos de los nutrientes a trav)s del ciclode Jrebs la gliclisis y la beta o!idacin de las grasas ter&minan en la cadena transportadora de electrones o cadenarespiratoria que traslada los electrones hasta el o!geno paraformar agua.

Los miembros de la cadena son0

N )la6inas0 ambas o!idan la B78 o!ida al 83C$mientras que la B3C o!ida al succinato para produ&cir fumarato.

N Coenzima Q0 o ubiquinona que recolectaelectrones del B37$* o del B3C$* y los transfiereal comple1o ;;; "citocromo b y citocromo c/%

N Compuestos con grupo Hem0 $em es el grupoprost)tico de los citocromos 0 a a+ b c c/


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Cadena respiratoriaA


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4endimiento' Rcal P mol

Los sustratos que se o!idan con formacin de 83C$* tienen una

relacin


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#an$aderascomo transporte deA


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+etabolismo delglucgeno


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Glucosa0 suministroEl organismo requiere

una fuente constante de

glucosa necesaria para

rganos tan delicados

como el cerebro y conpocas mitocondrias co&

mo los hemates.

La glucosa es suminis&

trada por diversos sus&

tratos...

FL('#S3

Cisacridos 7onosacridos

3minocidos 3lmidn

Flucgeno


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Glucgeno

Es la forma de almacenamiento de carbohidratos en loste/idos animales.

Corresponde del 1 al ,N- del peso del hgado apro8.SN a ,NN g y del , al "- del peso del msculo apro8."@N a 2NNg.Es un polmero de la alfa D glucosa' con mol%culasunidas por enlaces ,'2 y ,'1.

El glucgeno muscular es fuente de glucosa para estete/ido' mientras (ue el glucgeno heptico mantiene laglicemia.


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Estructura del glucgeno

El glucgeno se encuentra en el citosol de las c%lulas musculares'hepticas' renales' etc.En el msculo se almacena como pe(ueTos grnulos esf%ricos'llamados partculas beta con 1N NNN residuos de glucosa.

El hgado tiene grnulos grandes como rosetas llamadas partculasalfa' (ue son agregados de partculas beta.$a estructura tiene una ramificacin cada ,N mol%culas lineares.$as ramificaciones aumentan la 6elocidad de recambio y lasolubilidad del glucgeno.Cada mol%cula de glucgeno tiene una protena llamada gli%cogenina' unida co6alentemente al carbohidrato.$a cadena est formada por uniones glicosdicas alfa ,'2 y laramificaciones por uniones alfa ,'1.


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Cmo se mantiene la

glicemia...;La ingesta diet)tica es espordica y no siempre suficienteluego el organismo debe suplementar la glicemia a partirdel glucgeno.

L0NNh ,"0NNh ,10NNh "N0NNh "20NNh 20NNh L0NNh

Contenido de glucgeno del hgado durante el da


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$ocalizacin del glucgeno

Cos son los rganos ms ricos en glucgeno0 m2sculo e hgado.

El glucgeno heptico es el a /D> del peso fresco y hace un total de /DDg apro!.

El glucgeno muscular es de / a *> y hace un total de ,DDg.

(na mol)cula de glucgeno tiene un


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Estructura del glucgeno

Est formado por m2l&

tiples mol)culas de al&

fa C&glucosa unidas

por enlaces glicosdi&

cos del tipo /, para

formar cadenas linea&

res y lue&go de a /D

residuos lineales una

ramificacin mediante

un enlace /.

Enlace glucosdico ,'2 y ,'1


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)osforilacin de la glucosa

6eaccin irreversible que impide el regreso de la glucosa porgradiente.

'atalizada por0 $e!oquinasa o Flucoquinasa.

La he!oquinasa es inhibida por glucosa &< que a su vez seacumula por una alta relacin 39


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He8o(uinasa 6s. gluco(uinasa

&exo.uinasa Gluco.uinasa

,e-ido todos #gado

6m ba-o alto

@max ba-a alta

Especificidad varias #exosas 40glucosa

/n#ibicin por G>5 si no


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=ntesis de

glucgenoLa glucosa < se convierteen glucosa /< por unamutasa.

La glucosa / difosfatoes un intermediario de la

reaccin.

La glucosa /< reaccionacon la (9< para formar(C


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Glucgeno0alargamiento de lacadena...

6equiere la tranferencia de una glucosa del (C


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Glucgeno0 elongacin y ramificacin

sintetasa ramificante

Gl f i d


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Glucgeno0 formacin deramificaciones...

El glucgeno tiene ramificaciones

cada unidades lineares de gluco&

sa.

Se produce gracias a la actividad

de la enzima ramificante o glu&

cosil , transferasa o amilo /,

/ transglicosilasa.

Cicha enzima transfiere - a

unidades de glucosa rompiendo un

enlace /, y creando un enlace /.

La ramificacin incrementa la solu&

bilidad del glucgeno y acelera el

proceso de sntesis y degradacin

S?D:glucosa

S?D:

glucgeno

sintetasa

Enzimaramificante


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Glicogenina


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Degradacin del glucgenoLa msimportante enzi&ma involucrada es la glu&cgeno fosforilasa.

Ella rompe los enlaces alfa/, por simplefosforilacin.

Es una he!oglucosidasa yact2a secuencialmentehasta que quedan cuatro

unidades antes de laramificacin .Ce!trinalimitante.

Glucosa n

Glucosa , :

Glucosa 1 :

Glucgeno fosforilasa

)osfoglucomutasaGlucosa1 fosfotasaen el hgado

Glucosa

Gliclisis:,

:iru6ato :iru6atodehidrogenasa


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Desramificacin

$a enzima desramificante es la combinacin dela glucosil 2'2 transferasa' (ue rompe tresglucosas de la ramificacin y la ane8a a une8tremo para (ue acte la fosforilasa y la amilo,'1 glucosidasa (ue libera la nica glucosalibre., a 3- es liberado por la maltasa cida . Enf.:ompe


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4eceptorglucagon Epinefrina4eceptor


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:apel del


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4egulacin hormonal de la glucgenofosforilasa


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4egulacin de la glucgeno sintetasa

$a glucgeno sintetasa es inacti6ada por la proten (uinasa' (ue a

su 6ez es acti6ada por la presencia de


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4egulacin de la fosforilasa

$a fosforilasa e8iste ba/o dos formas' acti6a o fosforilada e inacti6ao defosforilada:or lo tanto a(uellas hormonas (ue estimulan la presencia de


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4egulacin hormonal de laglucgeno sintetasa

Flicgeno sintetasa a Flicgeno sintetasa b&

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