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Metabolismo de carbohidratos
4
Marijose Artolozaga Sustacha, MSc
GLUCONEOGÉNESIS
Gluconeogénesis
• Cerebro necesita 120 g de glucosa / día• Cuerpo completo: 160 g / día
• No siempre alcanzan las reservas en forma de glucógeno. Éste se agota:
– Entre comidas o en ayuno prolongado
– Después de ejercicio fuerte
• Necesario sintetizar glucosa para mantener los niveles sanguíneos normales
Se sintetiza en hígado (y riñón) y va por sangre a cerebro y músculo
Gluconeogénesis
• Gluconeogénesis = formación de azúcar “nueva”
• Vía de síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos.
• Es una ruta muy extendida:
– Animales, hongos, microorganismos
• Reacciones son esencialmente las mismas
– en todos los organismos
– en todos los tejidos
Gluconeogénesis
• Pero el contexto metabólico y la regulación difieren
• En mamíferos:
• Principalmente en hígado (y en corteza renal)
• Mayoritariamente en el citosol
• A partir de:
– Lactato fermentación en músculo y eritrocitos, ciclo Cori
– Piruvato glicólisis
– Algunos aminoácidos proteínas dieta o musculares
– Glicerol grasas
Músculo y
cerebro
carecen de
una enzima
Reacciones de la gluconeogénesisSon “contrarias” a las de la glicólisis:
• Unas (7) son la inversa
• Otras (3) dan un “rodeo”
• Coenzimas necesarias:
ATP, GTP, NADH Lanzadera
salida de
mitocondria
Hexoquinasa
Fosfofructoquinasa 1
Piruvatoquinasa
OJO:
¡Las 2 vías son irreversibles!
Reacciones de la gluconeogénesis
Glu
cólis
is
Glu
coneogénesis
Reacciones de la Gluconeogénesis
1ª Reacción de rodeo (bypass):
Glicólisis:
PEP Pir
ATP ADP
Gluconeogénesis: 2 pasos
Pir OA PEP
CO2 CO2
ATP ADP+Pi
GTP GDP
a) Piruvato carboxilasa
b) PEP carboxiquinasa
1ª Reacción de rodeo (bypass):
1ª Reacción de rodeo (bypass):
a)Piruvato carboxilasa
• Coenzima= Biotina
• Energía: ATP ADP + Pi
En mitocondria!
Primero el Piruvato…
o entra en la mitocondria
o se produce ahí a partir de la Alanina (transaminasa)
Después el oxalacetato debe salir… ¡malato! (lanzadera)
Regulación:
Necesita Acetil CoA = efector +
(Acetil CoA la cél ya está usando otras fuentes de energía=ác.grasos)
También “sale” NADH,
que se necesitará en
esta vía
1ª Reacción de rodeo (bypass):
b) PEP carboxiquinasa• Necesita Mg++
• Fosforila con GTP
En el citosol!
• Oxalacetato y NADH “salen” de la mitocondria
• Formación del PEP en el citosol
Cuando el precursor de la vía es el Piruvato
En mitocondria!
• Formación del PEP en la mitocondria
• El oxalacetato no sale de la mitocondria, ni el NADH!
• El PEP sale de la mitocondria por transportadores)
Cuando el precursor de la vía es el Lactato
1ª Reacción de rodeo
Dos rutas del Pir al PEP
según el precursor sea:
• Piruvato (Alanina…)
• Lactato:
- Producido en eritrocitos o en
músculo por ejercicio anaerobio
- Llega al hígado: Lactato DH
Piruvato y NADH en el citosol
2ª Reacción de rodeo
Glicólisis:
F-6-P F-1,6-diP
ATP ADP
(quinasa)
Gluconeogénesis:
F-1,6-diP F-6-P
Pi
(Fosfatasa= hidrolasa)
Fructosa-1,6-difosfatasa
GlucólisisGluconeo
génesis
3ª Reacción de rodeo
Glicólisis:
Glucosa G-6-P
ATP ADP
(quinasa)
Gluconeogénesis:
G-6-P Glucosa
Pi
(Fosfatasa= hidrolasa)
GlucólisisGluconeo
génesis
Glucosa-6-fosfatasa
Balance energético de la Gluconeogénesis
Es muy cara pero esencial:
• 2 Piruvato 1 Glucosa
Gasta:
• 4 ATP 4 ADP
• 2 GTP 2 GDP
• 4 H2O 6 Pi
• 2 NADH+H+ 2 NAD+
Otros precursores glucogénicos
• Aminoácidos:
Casi todos los aá se convierten en
o piruvato
o intermediarios del ciclo de Krebs
Oxalacetato
• Glicerol glicerol-3-P Dihidroxiacetona-P
Gluconeogénesis
Regulación glucólisis - gluconeogénesis
-Debe ser coordinada y recíproca:
si aumenta una vía, baja la otra
-Regulación:
• alostérica
• por modificación covalente (fosforilación)
• enzimas inducidas
Regulación glucólisis - gluconeogénesis
Ej: ayuno, insulina, glucagón
-Se liberan los ác.grasos del tejido adiposo hígado b-oxidación acetil-CoA energía
- Acetil CoA activa la Pir Carboxilasa gluconeogénesis
- Piruvato oxalacetato
- Se inactiva la PirDH (se fosforila):
Piruvato no pasa a acetil CoA y Krebs
-Las 3 enz claves de Gluconeogénesis son inducidas por glucagón (AMPc…) durante en ayuno.
-Pir Quinasa es fosforilada= inactiva (AMPc, glucagón)
Regulación glucólisis - gluconeogénesis
Glucagón baja
Glucólisis, gluconeogénesis