Glucólisis. Metabolismo de otras hexosas
Glucólisis. Metabolismo de otras hexosas
Glucólisis. Metabolismo de otras hexosas
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12/04/2012<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
Principal vía <strong>de</strong> catabolismo <strong>de</strong> Glucosa<br />
Permite la obtención <strong>de</strong> E metabólica<br />
IMPORTANCIA FISIOLÓGICA:<br />
ATP<br />
Obtención <strong>de</strong> ATP por Fosforilación a nivel <strong>de</strong> sustrato<br />
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Cátedra <strong>de</strong> Bioquímica - FOUBA<br />
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12/04/2012<br />
En condiciones<br />
aeróbicas<br />
En condiciones<br />
anaeróbicas<br />
vía preparatoria <strong>de</strong>l<br />
metabolismo completo<br />
<strong>de</strong> Glu<br />
Glu + O 2 CO 2 + H 2 O<br />
<strong>de</strong>gradación<br />
incompleta <strong>de</strong> Glu<br />
(fermentación)<br />
Glu lactato<br />
En la mayoría <strong>de</strong> las<br />
células<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímica Cátedra - FOUBA <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
En tejidos con insuficiente<br />
provisión <strong>de</strong> O 2 (eritrocitos,<br />
músculo en actividad intensa)<br />
GLUCOSA<br />
en presencia <strong>de</strong> O 2<br />
en ausencia <strong>de</strong> O 2<br />
Glucólisis<br />
Glucólisis<br />
Ciclo <strong>de</strong> Krebs<br />
Fosforilación Oxidativa<br />
Lactato<br />
ó<br />
Etanol<br />
38 o 36 ATP<br />
2 ATP<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica<br />
Cátedra<br />
- FOUBA<br />
<strong>de</strong> Bioquímica - FOUBA<br />
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1º FASE:<br />
invierte E para formar compuestos:<br />
• incapaces <strong>de</strong> salir <strong>de</strong> la célula y<br />
• más reactivos que la glucosa<br />
2º FASE:<br />
• formación <strong>de</strong> intermediarios <strong>de</strong> alta E<br />
• síntesis <strong>de</strong> ATP por fosforilación a nivel <strong>de</strong><br />
sustrato<br />
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Síntesis <strong>de</strong> TG<br />
y fosfolípidos<br />
Glicerol-3-P<br />
Precursor <strong>de</strong><br />
2,3-bisP glicerato<br />
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Alanina<br />
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1º Fase:<br />
la glucosa sufre 2<br />
fosforilaciones y termina<br />
dividida en 2 triosas-P<br />
Se consumen<br />
2 ATP<br />
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2º Fase:<br />
Conversión oxidativa<br />
<strong>de</strong> gliceral<strong>de</strong>hído-3-P a<br />
piruvato<br />
Genera 2 NADH+H +<br />
y 4 ATP<br />
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1) Formación <strong>de</strong> Glu 6 P<br />
2) Formación <strong>de</strong> Fru 6 P<br />
3) Formación <strong>de</strong> Fru 1,6 biP<br />
4) Formación <strong>de</strong> Triosas P<br />
5) Interconversión <strong>de</strong> Triosas P<br />
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1) Formación <strong>de</strong> Glu 6 P<br />
insulina<br />
(+)<br />
Glucoquinasa<br />
Hexoquinasa<br />
(-)<br />
α-D-Glucosa<br />
Glu 6P<br />
α-D-Glucosa-6-fosfato<br />
FOSFORILACIÓN IRREVERSIBLE<br />
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2) Formación <strong>de</strong> Fru 6 P<br />
aldosa<br />
ISOMERIZACIÓN<br />
cetosa<br />
Fosfoglucosa<br />
isomerasa<br />
Glucosa 6 P<br />
Fructosa 6 P<br />
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3) Formación <strong>de</strong> Fru 1,6 bis P<br />
Fosfofructoquinasa 1<br />
Fructosa 6 P<br />
(-) (+)<br />
Fructosa 1,6 bi P<br />
ATP<br />
Citrato<br />
iones H +<br />
AMP y ADP<br />
P i<br />
Fru 2,6 bisP<br />
FOSFORILACIÓN IRREVERSIBLE<br />
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ATP: (-)<br />
disminuye su<br />
afinidad por el<br />
sustrato<br />
AMP y ADP: (+)<br />
incrementan su<br />
afinidad por el<br />
sustrato<br />
H + : (-)<br />
Evita la acidificación<br />
<strong>de</strong>l pH sanguíneo<br />
Regulación <strong>de</strong><br />
PFK1<br />
P i : (+)<br />
incrementan su<br />
afinidad por el<br />
sustrato<br />
Citrato: (-)<br />
disminuye la utilización<br />
<strong>de</strong> Glu para obtención<br />
<strong>de</strong> E<br />
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Fru 2,6 bisP: (+)<br />
Disminuye el efecto<br />
inhibitorio <strong>de</strong>l ATP<br />
Enzima<br />
bifuncional<br />
Fru 6 P<br />
FRUCTOSA 2,6 bis P:<br />
activador potente <strong>de</strong> PFK1<br />
ATP<br />
ADP<br />
PFK 2<br />
Fru 2,6 bisP<br />
FBPasa 2<br />
Pi<br />
H 2 O<br />
efector alostérico (+) <strong>de</strong> Fosfo fructo quinasa 1<br />
Efector alostérico (-) <strong>de</strong> Fru 1,6 biFosfatasa<br />
<br />
En hígado: modulación covalente <strong>de</strong> la E bifuncional por<br />
Glucagon/Insulina Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
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4) Formación <strong>de</strong> Triosas P<br />
5) Interconversión <strong>de</strong><br />
triosas<br />
Reacción impulsada en<br />
sentido directo por el<br />
consumo <strong>de</strong> productos<br />
Fructosa 1,6 bis P<br />
Fructosa 1,6 biP<br />
ESCICIÓN<br />
ALDÓLICA<br />
ALDOLASA<br />
Dihidroxicetona P<br />
Gliceral<strong>de</strong>hido 3P<br />
ISOMERIZACIÓN<br />
Triosa Fosfato Isomerasa<br />
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1 GLUCOSA<br />
Se consumen<br />
2 ATP<br />
2 ADP<br />
• hexoquinasa<br />
• fosfo gluco isomerasa<br />
• fosfo fructo quinasa 1<br />
• aldolasa<br />
• triosa fosfato isomerasa<br />
2 GLICERALDEHÍDO 3 P<br />
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6) Formación <strong>de</strong> 1,3 – bifosfoglicerato<br />
7) Formación <strong>de</strong> 3-fosfoglicerato<br />
8) Formación <strong>de</strong> 2-fosfoglicerato<br />
9) Formación <strong>de</strong> Fosfoenolpiruvato<br />
10)Formación <strong>de</strong> Piruvato<br />
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6) Formación <strong>de</strong> 1,3 – bifosfoglicerato<br />
<strong>de</strong>be reoxidarse<br />
Gliceral<strong>de</strong>hido 3P<br />
P i<br />
Gliceral<strong>de</strong>hido 3P<br />
<strong>de</strong>shidrogenasa<br />
1,3 bifosfoglicerato<br />
OXIDACIÓN<br />
Formación <strong>de</strong> anhidrido<br />
Grupo al<strong>de</strong>hído<br />
E Enlace éster<br />
(<strong>de</strong> alta E)<br />
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7) Formación <strong>de</strong> 3-fosfoglicerato<br />
+ ADP<br />
Fosfoglicerato<br />
quinasa<br />
+ ATP<br />
1,3 bifosfoglicerato<br />
3 -fosfoglicerato<br />
TRANSFERENCIA DEL grupo fosforilo<br />
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Acción conjunta <strong>de</strong> las enzimas:<br />
- gliceral<strong>de</strong>hído 3 fosfato <strong>de</strong>shidrogenasa<br />
- 3 fosfoglicerato quinasa<br />
1º Fosforilación a Nivel <strong>de</strong> Sustrato<br />
• formación <strong>de</strong> ATP o GTP por transferencia <strong>de</strong><br />
• un grupo fosforilo a partir <strong>de</strong> un compuesto rico en E<br />
• al ADP o GDP<br />
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8) Formación <strong>de</strong> 2-fosfoglicerato<br />
C 3<br />
Fosfoglicerato<br />
mutasa<br />
C 2<br />
3 - Fosfoglicerato 2 - Fosfoglicerato<br />
ISOMERIZACIÓN<br />
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9) Formación <strong>de</strong> Fosfoenolpiruvato<br />
Enolasa<br />
Mg ++<br />
2 Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato<br />
(-)<br />
F -<br />
DESHIDRATACIÓN y redistribución intramolecular<br />
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12/04/2012<br />
10) Formación <strong>de</strong> Piruvato<br />
+ ADP<br />
Piruvato<br />
quinasa<br />
+ ATP<br />
Fosfoenolpiruvato<br />
Precursor <strong>de</strong> <strong>otras</strong> moléculas<br />
Piruvato<br />
Oxidación completa a CO 2 + H 2 O<br />
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12/04/2012<br />
Glucagon : (-)<br />
PQ fosforilada < actividad<br />
modif. covalente<br />
Insulina : (+)<br />
PQ <strong>de</strong>sfosforilada > actividad<br />
modif. covalente<br />
ATP y Ala: (-)<br />
alostérica<br />
Piruvato<br />
quinasa<br />
Fru 1,6 bisP: (+)<br />
alostérica<br />
Ingesta <strong>de</strong> HC e insulina: (+)<br />
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Cátedra<br />
- FOUBA<br />
<strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
Inducción enzimática<br />
(+)<br />
Fru 1,6 bisP<br />
(-)<br />
ATP y Ala<br />
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H 2 O<br />
PQ<br />
fosforilada<br />
(menos<br />
activa)<br />
ADP<br />
Proteína<br />
fosfatasa<br />
(-)<br />
Bajo nivel <strong>de</strong><br />
Glucemia<br />
(+)<br />
Proteína quinasa<br />
<strong>de</strong>pendiente <strong>de</strong><br />
AMPc<br />
P i<br />
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PQ<br />
<strong>de</strong>sfosforilada<br />
(más activa)<br />
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ATP<br />
Acción <strong>de</strong> las enzimas:<br />
- enolasa<br />
- piruvato quinasa<br />
2º Fosforilación a Nivel <strong>de</strong> Sustrato<br />
• formación <strong>de</strong> ATP o GTP por cesión <strong>de</strong><br />
• fosfato <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el fosfoenolpiruvato (compuesto rico en E)<br />
• al ADP<br />
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En condiciones<br />
anareróbicas<br />
a) Lactato (en la mayoría <strong>de</strong> las células)<br />
b) Etanol (en las levaduras)<br />
c) Acetil-CoA ( CO 2 + H 2 O)<br />
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En condiciones<br />
aeróbicas<br />
a) Formación <strong>de</strong> lactato<br />
Regeneración <strong>de</strong> NAD +<br />
en anaerobiosis<br />
NADH + H + NAD +<br />
+<br />
H<br />
+<br />
Lactato<br />
<strong>de</strong>shidrogenasa<br />
REDUCCIÓN<br />
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12/04/2012<br />
b) Formación <strong>de</strong> etanol<br />
Piruvato<br />
Piruvato<br />
<strong>de</strong>scarboxilasa<br />
• Levaduras<br />
• Microorganismos<br />
Acetal<strong>de</strong>hido<br />
Alcohol<br />
<strong>de</strong>shidrogenasa Regeneración <strong>de</strong> NAD +<br />
en anaerobiosis<br />
Etanol<br />
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b) Formación <strong>de</strong> Acetil-CoA<br />
Glucosa<br />
Glucólisis<br />
Piruvato<br />
ACETIL - CoA<br />
Complejo Piruvato<br />
<strong>de</strong>shidrogenasa<br />
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Ciclo <strong>de</strong> Krebs<br />
Ca<strong>de</strong>na respiratoria y FO<br />
38 o 36 ATP<br />
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12/04/2012<br />
BALANCE ENERGÉTICO <strong>de</strong> la Glucólisis<br />
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BALANCE ENERGÉTICO <strong>de</strong> la Glucólisis<br />
Reacción<br />
Intercambio<br />
<strong>de</strong> ATP<br />
Glucosa Glucosa 6P -1<br />
Fructosa 6P fructosa1,6 bisP -1<br />
(2) 1,3 bisfosfo glicerato (2) 3- fosfo glicerato +2<br />
(2) Fosfoenolpiruvato (2) piruvato +2<br />
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+2<br />
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12/04/2012<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímica - FOUBA<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
<strong>Metabolismo</strong> <strong>de</strong> <strong>hexosas</strong><br />
diferentes a Glucosa<br />
‣ Glucosa<br />
‣ Fructosa<br />
‣ Galactosa<br />
• Sacarosa<br />
• Lactosa<br />
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Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
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12/04/2012<br />
CATABOLISMO DE LA SACAROSA:<br />
SACAROSA<br />
FRUCTOSA<br />
Endulzantes habituales<br />
SACARASA<br />
(en intestino)<br />
Glucosa<br />
+<br />
Fructosa<br />
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A la vía<br />
glucolítica<br />
1) Fosforilación <strong>de</strong> Fructosa<br />
D-Fructosa<br />
Km muy alto<br />
para la fructosa<br />
D-Fructosa 6-P<br />
Hexoquinasa<br />
ATP<br />
Fructoquinasa<br />
ADP<br />
Glucoquinasa<br />
La Fructosa no<br />
es sustrato <strong>de</strong><br />
esta enzima<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímica Cátedra - FOUBA <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
D-Fructosa 1-P<br />
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12/04/2012<br />
Fructoquinasa<br />
Hexoquinasa<br />
Localización<br />
Sustrato<br />
específico<br />
Regulación<br />
Hígado, riñón,<br />
intestino<br />
Fructosa<br />
No regulable<br />
En todos los tejidos<br />
Hexosas en<br />
general<br />
Inhibición por<br />
producto final<br />
Afinidad Alta ( Km) Baja ( Km)<br />
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2) Escisión <strong>de</strong> Fructosa 1-P<br />
Fructosa 1-P<br />
Fructosa 1 fosfato<br />
aldolasa<br />
Su <strong>de</strong>ficiencia genera<br />
Intolerancia a la Fructosa<br />
Dihidroxiacetona<br />
fosfato<br />
+<br />
ESCICIÓN ALDÓLICA<br />
H<br />
Gliceral<strong>de</strong>hído<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímica - FOUBA<br />
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12/04/2012<br />
3) Entrada a la vía glucolítica:<br />
H<br />
Gliceral<strong>de</strong>hído<br />
ATP<br />
Triosa quinasa<br />
ADP<br />
Dihidroxiacetona<br />
fosfato<br />
Fosfo triosa<br />
isomerasa<br />
Gliceral<strong>de</strong>hído 3-P<br />
a la vía glucolitica<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica Cátedra - FOUBA <strong>de</strong> Bioquímica - FOUBA<br />
1 mol <strong>de</strong> Fructosa 2 moles <strong>de</strong> Piruvato:<br />
2 moles <strong>de</strong> ATP + 2 moles NADH + 2H +<br />
peligro Se evita la acción <strong>de</strong> PFK 1<br />
Escapa a su REGULACIÓN<br />
Dietas ricas<br />
en fructosa<br />
exceso <strong>de</strong><br />
piruvato<br />
PRECURSOR DE GRASAS<br />
Y COLESTEROL<br />
Cátedra <strong>de</strong> Cátedra Bioquímmica <strong>de</strong> - FOUBA Bioquímica - FOUBA<br />
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12/04/2012<br />
CATABOLISMO DE LA LACTOSA:<br />
LACTOSA<br />
Fuente importante <strong>de</strong> E para<br />
el crecimiento <strong>de</strong> los<br />
mamíferos<br />
LACTASA<br />
(en intestino)<br />
Glucosa<br />
+<br />
Galactosa<br />
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Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
A la vía<br />
glucolítica<br />
1) Fosforilación <strong>de</strong> Galactosa:<br />
Galactoquinasa<br />
1<br />
P<br />
ATP<br />
ADP<br />
Galactosa<br />
Galactosa 1P<br />
FOSFORILACIÓN IRREVERSIBLE<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímica - FOUBA<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
24
12/04/2012<br />
1) Conversión <strong>de</strong> Galactosa 1P a Glucosa 6P:<br />
1<br />
P<br />
OH<br />
Galactosa 1P<br />
UDP-Glucosa<br />
H<br />
Galactosa 1P<br />
uridiltransferasa<br />
UDP-Glucosa<br />
4 epimerasa<br />
OH<br />
Glucosa 1P<br />
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Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
UDP-Galactosa<br />
1) Conversión <strong>de</strong> Glucosa 1P a Glucosa 6P:<br />
H<br />
OH<br />
Fosfoglucomutasa<br />
Glucosa 6P<br />
Glucosa 1P<br />
A la vía glucolítica<br />
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12/04/2012<br />
METABOLISMO DE LA GALACTOSA:<br />
1 mol <strong>de</strong> Galactosa 2 moles <strong>de</strong> Piruvato:<br />
2 moles <strong>de</strong> ATP + 2 moles NADH + 2H +<br />
consi<strong>de</strong>raciones<br />
Se necesita UDP-glucosa (se forma a partir <strong>de</strong> UTP + Glu<br />
Como se recicla se pue<strong>de</strong> consi<strong>de</strong>rar un gasto<br />
insignificante<br />
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CONCLUSIÓN:<br />
1 mol <strong>de</strong> Glucosa 2 moles <strong>de</strong> Piruvato<br />
1 mol <strong>de</strong> Fructosa 2 moles <strong>de</strong> Piruvato<br />
1 mol <strong>de</strong> Galactosa 2 moles <strong>de</strong> Piruvato<br />
2 moles <strong>de</strong> ATP + 2 moles NADH + 2H +<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímica - FOUBA<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
26
12/04/2012<br />
ALTERACIONES DEL METABOLISMO DE<br />
LACTOSA:<br />
1. En el recién nacido: GALACTOSEMIA<br />
2. En el adulto: INTOLERANCIA A LA LACTOSA<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímica - FOUBA<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
1 - GALACTOSEMIA<br />
• Aumento <strong>de</strong> Galactosa 1P<br />
• Consecuencia: aumento <strong>de</strong> Galactosa en sangre<br />
Galactosa 1P<br />
UDP-glucosa<br />
Galactosa 1P<br />
uridiltransferasa<br />
<strong>de</strong>ficiencia <strong>de</strong> Galactosa<br />
1P uridiltransferasa<br />
Glucosa 1P<br />
UDP-Galactosa<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímica<br />
Cátedra<br />
- FOUBA<br />
<strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
27
12/04/2012<br />
CONSECUENCIA <strong>de</strong>l aumento <strong>de</strong> Galactosa en sangre<br />
DIAGNÓSTICO DE GALACTOSEMIA EN EL MOMENTO DEL<br />
NACIMIENTO:<br />
búsqueda <strong>de</strong> galactosa 1P uridiltransferasa <strong>de</strong> GR <strong>de</strong> cordón umbilical<br />
Cátedra<br />
Cátedra<br />
<strong>de</strong> Bioquímmica<br />
<strong>de</strong> Bioquímica<br />
- FOUBA<br />
- FOUBA<br />
GALACTOSEMIA<br />
excluir la lactosa <strong>de</strong> la dieta<br />
Cátedra <strong>de</strong> Cátedra Bioquímmica <strong>de</strong> - FOUBA Bioquímica - FOUBA<br />
28
12/04/2012<br />
2 – INTOLERANCIA A LA LACTOSA<br />
Lactosa<br />
Lactasa<br />
Glucosa<br />
+<br />
Galactosa<br />
<strong>de</strong>ficiencia <strong>de</strong> Lactasa<br />
en el lumen intestinal<br />
• Acumulación <strong>de</strong> lactosa en el lumen intestinal<br />
Cátedra <strong>de</strong> Cátedra Bioquímmica <strong>de</strong> - Bioquímica FOUBA - FOUBA<br />
CONSECUENCIA <strong>de</strong> la acumulación <strong>de</strong> Lactosa en intestino<br />
• La lactosa <strong>de</strong> la<br />
dieta no se hidroliza<br />
• Se acumula en el<br />
lumen intestinal<br />
• Se rompe el<br />
equilibrio osmótico<br />
normal<br />
• Provoca la salida<br />
<strong>de</strong> agua <strong>de</strong>s<strong>de</strong> las<br />
células <strong>de</strong>l epitelio<br />
intestinal hacia el<br />
lumen<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica<br />
Bioquímica<br />
- FOUBA<br />
- FOUBA<br />
29
12/04/2012<br />
SÍNTOMAS <strong>de</strong> la intolerancia a la Lactosa<br />
• Se presentan 30 min a 2 hs<br />
<strong>de</strong>spués <strong>de</strong> comer o beber<br />
productos lácteos<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímica - FOUBA<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
• Síntomas:<br />
- Distención abdominal<br />
- Cólicos abdominales<br />
- Diarrea<br />
- Gases (flatulencia)<br />
- Náuseas<br />
Intolerancia a<br />
Lactosa<br />
• Se presentan 30 min a 2 hs<br />
<strong>de</strong>spués <strong>de</strong> comer o beber<br />
productos lácteos<br />
• Síntomas:<br />
- Distención abdominal<br />
excluir la lactosa - Cólicos <strong>de</strong> abdominales la dieta<br />
- Diarrea<br />
- Gases (flatulencia)<br />
- Náuseas<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímica - FOUBA<br />
Cátedra <strong>de</strong> Bioquímmica - FOUBA<br />
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