gluconeogenesis
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Vía metabólica que resulta en
la generación de la glucosa a
partir de no-carbohidrato
sustratos de carbono tales
como lactato, glicerol y
aminoácidos glucogénicos.
Uno de los principales
mecanismos de los
seres humanos y
muchos otros
animales utilizan para
mantener la sangre de
glucosa en niveles
demasiado bajo
(hipoglucemia)
El otro medio de
mantenimiento de la sangre
de glucosa en los nivel es a
través de la degradación de
glucógeno ( glucogenolosis)
Es un proceso
ubicuo, presente en
plantas, animales, hongos, b
acterias y otros
microorganismos. En los
vertebrados tiene lugar
principalmente en el hígado
y en menor medida en los
riñones
Este proceso
ocurre durante
los periodos de
ayuno, las
hambrunas.
La
gluconeogenesi
s e asocia a
menudo con LA
CETOSIS y es
también un
objetivo de la
terapia para la
diabetes tipo II,
como la
metforfina, que
inhibe la
formación de la
glucosa y
estimula la
captación de
glucosa por las
células
Formación de
glucosa a partir de
precursores no
gllicocídicos
Nombres en azulindican lossustratos de lavía, flechas en rojolas reaccionesúnicas de estavía, flechascortadas indicanreacciones de laglucolisis, que vanen contra de estavía, flechas ennegrita indican ladirección de lagluconeogénesis.
GLUCONEOGENESIS:síntesis de glucosa a partir de piruvato.
•Cualquier metabolito que pueda serconvertido a piruvato u oxalacetato puede serun precursor de glucosa.
•Los precursores gluconeogénicos se conviertena piruvato, o bien entran en la ruta porconversión a oxalacetato o dihidroxiacetonafosfato
Lactato como precursor gluconeogénico:
Durante ejercicio físico vigoroso, cuando se contrae el músculo esquelético:
Glucolisis Ciclo del acido cítrico
Formación de NADH por la
glucolisis
Regeneración a NAD+ por el metabolismo aeróbico ( Ciclo de
ácido cítrico + cadena de transporte )
NADH es regenerado aNAD+ por LACTATODESHIDROGENASA
*Lactato como tal queda como punto muerto en el metabolismo: debe convertirse de nuevo en piruvato para poder ser metabolizado: es reconvertido a piruvato en el hígado
Balance global de la gluconeogénesis:
La estequiometria de la gluconeogenesis es :
2 Piruvato + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 6
Mientras que la reaccion inversa de la glucolisis seria :
2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2
Glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi +2 NAD + 2H
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi +2 NAD + 2H
• El coste extra de la gluconeogénesis es de 4 moléculas de alto potencial detransferencia de grupos fosforilo(2 ATP y 2 GTP): Se usa la energía del ATP y GTPpara convertir una reacción energéticamente desfavorable como es la reaccióninversa de la glicolisis(ΔG= 20 Kcal/mol) en una reacción energéticamentefavorable(ΔG= -9 Kcal/mol).
Regulación de la Gluconeogenesis / Glucolisis
Glucolisis y glucolisis están coordinadas: una de las vías esta relativamente inactiva y la otra funciona a velocidad elevada .
Razón: ambas rutas son relativamente exergónicas y podrían estar funcionando al mismo tiempo, con un resultado final de consumo de 2 ATP y 2 GTP por cada ciclo de reacción.
Sistema de control: las CANTIDADES Y ACTIVIDADES de los enzimas característicos de cada ruta están controlados de tal manera que no pueden ser ambas rutas activas simultáneamente:
- Velocidad de la glucolisis: controlada por concentración de glucosa
- Velocidad de la gluconeogenesis: controlada por concentración de lactato y otros
precursores
Cambios en la velocidad de síntesis enzimática
Modificación covalente por fosforilacion reversible
Efectos alostericos
Los cambios en la
disponibilidad de sustratos
son responsables
manera directa o
indirecta la mayor parte
de los cambios en el metabolismo
Las fluctuaciones
de su concentración sanguínea por cambios en la disponibilidad
dietética pueden
alterar el índice de
secreciones de hormonas
A su vez influye en el patrón del
metabolismo en las diversas
vías, a menudo modificando la actividad de
enzimas clave que intentan compensar el
cambio original en la debilidad del sustrato
Tres tipos de mecanismos pueden identificarse
Como responsables de la regulación de la actividad enzimática en el
metabolismo de los carbohidratos
La gluconeogénesis es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de nueva glucosa a partir de precursores no glucosídicos.
Se lleva a cabo principalmente en el hígado, y en menor medida en la corteza renal
Desde el punto de vista enzimático, producir glucosiliosas desde lacticosinidas cuesta más de lo que produjo su degradación fosfórica
Vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con lafinalidad de obtener energía para la célula.
El tipo de glucólisis más común y más conocida es la víade Embden-Meyerhof.
Es la vía inicial del catabolismo (degradación)de carbohidratos.
Consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas queconvierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, el cuales capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuarentregando energía al organismo.
Las funciones de la glucólisis son:
La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de oxígeno) y fermentación (ausencia de oxígeno).
La generación de piruvato que pasará al ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica.
La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser utilizados en otros procesos celulares.
Fase de gasto de energía (ATP): Esta primera fase de la glucólisis consiste en transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de gliceraldehído.
Fase de beneficio energético (ATP, NADH): Hasta el momento solo se ha consumido energía (ATP), sin embargo, en la segunda etapa, el gliceraldehído es convertido a una molécula de mucha energía, donde finalmente se obtendrá el beneficio final de 4 moléculas de ATP.
Resumen de compuestos que ingresan y productos qe salen del proceso
Entradas : Glucosa + 2 ATP + 4 ADP + 2 Pi + 2 NAD
Salidas : 2 piruvatos + 2 ADP + 4 ATP + 2 NADH + H2O
GLUCOSA
Glucolisis 10 reaccionesSucesivas.
PIRUVATOCondiciones Anaeróbicas
2 ETANOL
Fermentación Alcohólica Levaduras en Ausencia de O2
2 CO2Condiciones Aerobicas
2 CO2
2 ACETIL – S - COA
Respiración CelularSeres en presencia de O2
2 LACTATO
Condiciones Anaeróbicas
Fermentación Láctica Tejido muscular en Ausencia de O2
VIA ANAEROBIA FERMENTACION
ALCOHOLICA
VIA ANAEROBICA FERMENTACION
LACTICA
Metabolismo energetico en el que los seres vivos extraen energia de
moleculas organicas, como la glucosa
El oxigeno atraviesa sin obstaculoslas membranas biologicas, atraviesa primero la membrana plasmatica y
luego las membranas mitocondriales, siendo el matriz de
la mitocondria donde se une a electrones y protones (que sumados constituyen atomos de hidrogenos)
formando agua
En esa oxidacion final que es compleja, y en procesos
anteriores se obtiene la energianecesaria para la fosforilacion
del ATP
Ruta metabólica que forma parte de
la respiración celular en todas las células aeróbicas
En organismos aeróbicos, el Ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica
que realiza la oxidación de
glúcidos, ácidos grasos y
aminoácidos hasta producir CO2,
liberando energía en forma utilizable
El Ciclo de Krebs también proporciona
precursores para muchas
biomoleculas, como ciertos
aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibolica, es decir,
catabólica y anabólica al mismo
tiempo.
El Ciclo de Krebs fue
descubierto por el alemán Hans
Adolf Krebs, quien
obtuvo el premio novel
Proceso Metabólico : ATP s NADH s FADH s
Glucolisis 2 2 -
Metabolismo de piruvato a
Acetil CIA( x2)
- 2 -
Ciclo de Krebs (x2) 2 6 2
TOTAL 4 10 2
El gradiete electroquimico acopla el ritmo de la cadena de transporte electronico con el ritmo de ola sintesis de ATP. Debido a que el flujo electronico necesita el bombeo de protones , el flujo electronico no puede producirse mas rapidamente que la utilizacion de los protones
para sintesis de ATP (fosfoliracion oxidativa acoplada)
Esto conlleva a que los sustratos e oxiden, los electrones se transporten y el oxigeno se consuma tan solo cuando se requiere la sintesis de ATP. Por lo tanto, las mitocondrias en reposo consumen
oxigeno a una velocidad lenta, pero que puede incrementar enormemente en la presencia de ADP
El ADP es captado por las mitoncndriasy estimula al ATP sintasa, que disminuye el gradiente de protones. Entonces aumenta la respiracion,
puesto que son estimuladas las bombas ed protones para restablecer el gradiente. Por tanto se pede resumir diciendo que el “control
respiratorio” es la dependencia de captacion de oxigeno por las mitocondrias según la disponibilidad de ATP
•Universdad de Avizona/El
proyecto biologico/ VENUS/2002
•Aula siglo XXI ciencias de la
naturaleza y el medio
ambiente/Cultural S.A/ 2008/ pág.
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