Metabolismo de carbohidratos

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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