METABOLISMO DE METABOLISMO DE LOS CARBBHIDRATOSLOS CARBBHIDRATOS

GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSGLUCONOEGENESISGLUCONOEGENESIS

Definición;Definición; la formación de moléculas la formación de moléculas

nuevas de glucosa o glicógeno nuevas de glucosa o glicógeno a partir de precursores que no a partir de precursores que no son hidratos de carbonoson hidratos de carbono

Sustratos principales:Sustratos principales:

1.1. Aminoácidos glucogénicos Aminoácidos glucogénicos (alanina)(alanina)

2.2. Alfa-cetoacidos ( moléculas que Alfa-cetoacidos ( moléculas que derivan de los aminoácidosderivan de los aminoácidos

3.3. Lactato ( se produce en el Lactato ( se produce en el músculo esquelético y el músculo esquelético y el eritrocito)eritrocito)

4.4. Glicerol ( proviene del Glicerol ( proviene del catabolismo de los catabolismo de los triacilgliceroles)triacilgliceroles)

5.5. Piruvato ( se genera de la Piruvato ( se genera de la glicólisis)glicólisis)

6.6. Propianato ( ácido graso Propianato ( ácido graso glucogénico en rumiantes)glucogénico en rumiantes)

METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONOCARBONOGLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS

Producción principal ; el hígadoProducción principal ; el hígado Acidosis metabólica e inanición ; riñón Acidosis metabólica e inanición ; riñón

(corteza renal)(corteza renal) Citoplasma/mitocondriaCitoplasma/mitocondria La falla de la gluconeogenesis; la muerteLa falla de la gluconeogenesis; la muerte Consume energía ( requiere de la Consume energía ( requiere de la

hidrólisis de 6 enlaces de fosfato de alta hidrólisis de 6 enlaces de fosfato de alta energía) energía)

GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS

Reacciones ( se utilizan vías alternas);Reacciones ( se utilizan vías alternas);

1.1. Síntesis de PEP (fosfoenolpiruvato)Síntesis de PEP (fosfoenolpiruvato)2.2. Conversión de la fructosa -1-6 bifosfato en fructosa-Conversión de la fructosa -1-6 bifosfato en fructosa-

6-fosfato6-fosfato3.3. Formación de glucosa a partir de glucosa-6-fosfatoFormación de glucosa a partir de glucosa-6-fosfato

Cada una de estas reacciones anteriores esta Cada una de estas reacciones anteriores esta emparejada con una reacción opuesta irreversible emparejada con una reacción opuesta irreversible en la glicólisis (ciclo de sustrato) en la glicólisis (ciclo de sustrato)

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESIS GLUCONEOGENESIS SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO ( PEP)SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO ( PEP)

2 enzimas2 enzimas

A.A. PiruvatocarboxilasaPiruvatocarboxilasaB.B. PEP carboxiquinasaPEP carboxiquinasa

La célula realiza una La célula realiza una gran inversión gran inversión energética, se energética, se consumen dos consumen dos enlaces rico-enlaces rico-energéticosenergéticos

1.1. ATP – mitocondrialATP – mitocondrial2.2. GTP - citosolGTP - citosol

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)

La piruvato La piruvato carboxilasa carboxilasa (mitocondrial) (mitocondrial) convierte el piruvato convierte el piruvato en oxalacetato (OAA)en oxalacetato (OAA)

Requiere de la Requiere de la coenzima biotinacoenzima biotina

Requiere de HCO3- Requiere de HCO3- como donador de CO2 como donador de CO2 y una molécula de ATPy una molécula de ATP

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)

El oxalacetato (OAA) El oxalacetato (OAA) se descarboxila y se descarboxila y fosfórila por la PEP fosfórila por la PEP carboxiquinasa en una carboxiquinasa en una reacción impulsada reacción impulsada por la hidrólisis de la por la hidrólisis de la guanosina trifofosfato guanosina trifofosfato ( GTP)( GTP)

El GTP dona grupos El GTP dona grupos fosfato y mg+fosfato y mg+

La reacción libera CO2La reacción libera CO2

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESISSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATP ( PEP)SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATP ( PEP)

La membrana mitocondrial es La membrana mitocondrial es impermeable al OAAimpermeable al OAA

Las células que carecen de Las células que carecen de PEP carboxiquinasa PEP carboxiquinasa mitocondrialmitocondrial

Transferencia del OAA al Transferencia del OAA al citoplasma citoplasma

Lanzadera de malato :Lanzadera de malato :

El OAA se convierte en malato El OAA se convierte en malato por la malato deshidrogenasa por la malato deshidrogenasa mitocondrialmitocondrial

El malato se traslada hacia el El malato se traslada hacia el citoplasma ; malato – alfa-citoplasma ; malato – alfa-cetoglutarato mitocondrialcetoglutarato mitocondrial

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESISCONVERSION DE LA FRUCTOSA – 1,6-BIFOSFATO EN CONVERSION DE LA FRUCTOSA – 1,6-BIFOSFATO EN FRUCTOSA -6-FOSFATOFRUCTOSA -6-FOSFATO

La fructosa -1,6 –La fructosa -1,6 –bifosfatasa; cataliza esta bifosfatasa; cataliza esta conversion conversion

Irreversible en Irreversible en condiciones celularescondiciones celulares

Se encuentra en el Se encuentra en el hígado, riñones y hígado, riñones y músculo esqueléticomúsculo esquelético

Falta en el corazón y Falta en el corazón y músculo lisomúsculo liso

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESISFORMACION DE GLUCOSA A PARTIR DE FORMACION DE GLUCOSA A PARTIR DE GLUCOSA – 6-FOSFATOGLUCOSA – 6-FOSFATO

La glucosa-6-La glucosa-6-fosfatasa; solo se fosfatasa; solo se encuentra en el encuentra en el hígado y riñónhígado y riñón

Cataliza la reacción Cataliza la reacción irreversible de la irreversible de la glucosa-6-fosfato para glucosa-6-fosfato para formar; glucosa + Piformar; glucosa + Pi

La glucosa se libera a La glucosa se libera a la sangrela sangre

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESISSUSTRATOS GLUCONEOGENICOSSUSTRATOS GLUCONEOGENICOS

Ciclo de Cori o del ácido Ciclo de Cori o del ácido láctico:láctico:

El lactato se libera por las El lactato se libera por las células musculares durante células musculares durante el ejercicioel ejercicio

El lactato se libera del El lactato se libera del eritrocito y otras células eritrocito y otras células carentes de mitocondrias o carentes de mitocondrias o bajas concentraciones de bajas concentraciones de 0202

El lactato en el hígado se El lactato en el hígado se convierte en piruvato por convierte en piruvato por la lactato deshidrogenasala lactato deshidrogenasa

Luego el piruvato en Luego el piruvato en glucosa por la glucosa por la gluconeogenesisgluconeogenesis

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSGLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESISSUSTRATOS GLUCONEOGENICOSSUSTRATOS GLUCONEOGENICOS

EL glicero:EL glicero:

Producto del metabolismo Producto del metabolismo de las grasas en el tejido de las grasas en el tejido adiposoadiposo

Se transporta al hígado Se transporta al hígado en donde se convierte en en donde se convierte en glicerol-3-fosfato por la glicerol-3-fosfato por la glicerolquinasa (hepática)glicerolquinasa (hepática)

La 0xidacion del glicerol-La 0xidacion del glicerol-3-fosfato para formar 3-fosfato para formar DHAP se produce cuando DHAP se produce cuando las concentraciones las concentraciones citoplasmáticas de NAD+ citoplasmáticas de NAD+ son elevadasson elevadas

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSSUSTRATOS GLUCONEOGENICOSSUSTRATOS GLUCONEOGENICOSCICLO GLUCOSA-ALANINACICLO GLUCOSA-ALANINA

Alanina ( aminoácido mas Alanina ( aminoácido mas importante)importante)

Transportado desde el Transportado desde el músculo hasta el hígado músculo hasta el hígado durante un periodo de durante un periodo de ayunoayuno

El músculo en ejercicio; El músculo en ejercicio; produce grandes cantidades produce grandes cantidades de piruvatode piruvato

El piruvato es convertido en El piruvato es convertido en alanina por r3eacciones de alanina por r3eacciones de transaminacion con transaminacion con participación de participación de glutamatoalanina glutamatoalanina transaminasatransaminasa

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSREGULACION DE LA REGULACION DE LA GLUCONOEGENESISGLUCONOEGENESIS Ritmo se afecta por:Ritmo se afecta por:

1.1. Disponibilidad de los sustratos Disponibilidad de los sustratos (concentraciones elevadas de (concentraciones elevadas de glicerol,lactato y aminoácidos)glicerol,lactato y aminoácidos)

inducción y represión de la síntesis de inducción y represión de la síntesis de enzimas importantes)enzimas importantes)

2. Efectos alostericos2. Efectos alostericos

3. Las hormonas/modificaciones covalentes3. Las hormonas/modificaciones covalentes

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSREGULACION DE LA REGULACION DE LA GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS Efectos alostericos:Efectos alostericos:

Cuatro enzimas Cuatro enzimas claves :claves :

1.1. Piruvato Piruvato carboxilasacarboxilasa

2.2. PEP carboxiquinasaPEP carboxiquinasa3.3. Fructosa – 1,6- Fructosa – 1,6-

bifosfatasabifosfatasa4.4. Glucosa-6-fosfatasaGlucosa-6-fosfatasa

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACION GLUCONEOGENESIS Y GLICOLISISREGULACION GLUCONEOGENESIS Y GLICOLISISLA CAPTACION DE LA GLUCOSA EN LOS TEJIDOS LA CAPTACION DE LA GLUCOSA EN LOS TEJIDOS EXTRAHEPATICOS LIMITA LA VELOCIDAD DE SU USOEXTRAHEPATICOS LIMITA LA VELOCIDAD DE SU USO

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSREGULACIONREGULACION

Hexocinasa/glucocinasaHexocinasa/glucocinasa

Hexocinasa:tiene una Km baja Hexocinasa:tiene una Km baja para la glucosa (alta afinidad) para la glucosa (alta afinidad) en el hígado se satura y actúa en el hígado se satura y actúa a una velocidad constante a una velocidad constante condiciones normalescondiciones normales

Glucocinasa:Km mucho mas Glucocinasa:Km mucho mas alta ( baja afinidad)para la alta ( baja afinidad)para la glucosa, su afinidad aumenta glucosa, su afinidad aumenta por arriba del alcance por arriba del alcance fisiológico de concentraciones fisiológico de concentraciones de glucosade glucosa

La glucocinasa; favorece la La glucocinasa; favorece la captación hepática de glucosa captación hepática de glucosa en altas concentraciones, en altas concentraciones, después de ingerir después de ingerir carbohidratoscarbohidratos

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACION HORMONALREGULACION HORMONALEFECTO DE LA INSULINAEFECTO DE LA INSULINA

Se produce en las células Se produce en las células beta de los islotes de beta de los islotes de Langerhans en el páncreasLangerhans en el páncreas

La concentración de La concentración de insulina en la sangre es insulina en la sangre es análoga a la de la glucosa análoga a la de la glucosa en la sangreen la sangre

Disminuye en forma Disminuye en forma inmediata la glucosa de la inmediata la glucosa de la sangre mediante el sangre mediante el transporte de la glucosa transporte de la glucosa hacia el tejido adiposo y el hacia el tejido adiposo y el músculomúsculo

(transportador de glucosa (transportador de glucosa Glut 4)Glut 4)

Conduce a la síntesis de Conduce a la síntesis de moléculas nuevas;moléculas nuevas;

GLucocinasaGLucocinasa PFK-1PFK-1 PFK-2PFK-2

METABOLISMO DE LA GLUCOSA METABOLISMO DE LA GLUCOSA EFECTO DE LA INSULINAEFECTO DE LA INSULINA

Estimulación;Estimulación;

1.1. Hiperglicemia (aumento Hiperglicemia (aumento de la glucosa en la de la glucosa en la sangre)sangre)

2.2. AminoácidosAminoácidos3.3. Ácidos grasos libresÁcidos grasos libres4.4. Cuerpos cetónicosCuerpos cetónicos5.5. GlucagonGlucagon6.6. SecretinaSecretina7.7. SulfonilureaSulfonilurea8.8. TolbutamidaTolbutamida9.9. GliburidoGliburido10.10. Aumento del ATP en la Aumento del ATP en la

célula beta pancreáticacélula beta pancreática

Inhiben ;Inhiben ;

1.1. AdrenalinaAdrenalina2.2. noradrenalinanoradrenalina

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSEFECTO DEL GLUCAGON EFECTO DEL GLUCAGON (EFECTO HIPERGLICEMICO )(EFECTO HIPERGLICEMICO )

Producida en las células A de los Producida en las células A de los islotes pancreáticosislotes pancreáticos

La hipoglicemia estimula su La hipoglicemia estimula su secreciónsecreción

Estimula la glucógenolisis al acelerar Estimula la glucógenolisis al acelerar la fosforilasa en el hígadola fosforilasa en el hígado

Aumenta la gluconeogenesis a partir Aumenta la gluconeogenesis a partir de aminoácidos y el lactatode aminoácidos y el lactato

Actúa generando cAMPActúa generando cAMP

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSEFECTO HIPERGLICEMICOEFECTO HIPERGLICEMICO Inhibe la acción de la enzima glucolitica Inhibe la acción de la enzima glucolitica

piruvato quinasapiruvato quinasa disminuye la concentración de fructosa-2-6 disminuye la concentración de fructosa-2-6

bifosfatobifosfato Aumenta la función de la PFK-2Aumenta la función de la PFK-2 Reduce la función de la PFK-1Reduce la función de la PFK-1 Libera la inhibición de fructosa-1-6 Libera la inhibición de fructosa-1-6

bifosfatasabifosfatasa

Conduce a la síntesis de moléculas nuevas:Conduce a la síntesis de moléculas nuevas:

1.1. PEP carboxilasaPEP carboxilasa2.2. Fructosa 1-6 bifosfatoFructosa 1-6 bifosfato3.3. Glucosa – 6-fosfatoGlucosa – 6-fosfato

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSEFECTO HORMONALEFECTO HORMONAL

Glándula hipófisis anterior ; Glándula hipófisis anterior ; aumentan la concentración de aumentan la concentración de glucosa en sangre y contrarrestan la glucosa en sangre y contrarrestan la acción de La insulina)acción de La insulina)

1.1. Hormona del crecimiento : reduce la Hormona del crecimiento : reduce la captación de glucosa en el músculocaptación de glucosa en el músculo

2.2. ACTH ( adrenocorticotropina)ACTH ( adrenocorticotropina)

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSEFECTO HORMONALEFECTO HORMONAL Corteza suprarrenal:Corteza suprarrenal: Incrementan la gluconeogenesisIncrementan la gluconeogenesis Mayor captación hepática de aminoácidos y aumento de Mayor captación hepática de aminoácidos y aumento de

amidotransferasaamidotransferasa Inhiben el uso de glucosa en los tejidos extrahepaticosInhiben el uso de glucosa en los tejidos extrahepaticos

1.1. Glucocorticoides (oxiesteroides-11)Glucocorticoides (oxiesteroides-11)

Medula suprarenal:Medula suprarenal: Producen glucógenolisis en el hígado y el músculoProducen glucógenolisis en el hígado y el músculo Estimulando la fosforilasaEstimulando la fosforilasa Genera CAMPGenera CAMP

1.1. Adrenalina Adrenalina 2.2. noradrenalinanoradrenalina

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSEFECTO HORMONALEFECTO HORMONAL

1.1. Cociente insulina/glucagon (principal efecto Cociente insulina/glucagon (principal efecto regulador)regulador)

Comida de carbohidratos; Comida de carbohidratos; cociente de insulina glucagon es elevado, cociente de insulina glucagon es elevado, predomina en el hígado la glucólisis sobre predomina en el hígado la glucólisis sobre la gluconeogenesisla gluconeogenesis

Periodo de ayuno, poco carbohidratos y Periodo de ayuno, poco carbohidratos y muchas grasa; muchas grasa; cociente insulina glucagon es cociente insulina glucagon es bajo y predomina la gluconeogenesis sobre bajo y predomina la gluconeogenesis sobre la glucólisisla glucólisis

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOSEFECTO METABOLISMOEFECTO METABOLISMO

1.1. Cantidad elevada de Cantidad elevada de cAMP;incrementa la glucólisiscAMP;incrementa la glucólisis

Cantidades bajas de AMP Cantidades bajas de AMP incrementan el flujo a través de la incrementan el flujo a través de la gluconeogenesis a expensas de la gluconeogenesis a expensas de la glucólisisglucólisis

2.2. Control del ciclo PFK-1/fructosa 1,6 Control del ciclo PFK-1/fructosa 1,6 bifosfatasabifosfatasa

3.3. Piruvato quinasa permite retención Piruvato quinasa permite retención máxima de PEPmáxima de PEP

GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESISBALANCE TOTAL BALANCE TOTAL ENERGETICOENERGETICO Vía anabólica muy costosa desde el punto de vista Vía anabólica muy costosa desde el punto de vista

energético:energético: Por cada molécula de glucosa que se forme a partir de Por cada molécula de glucosa que se forme a partir de

piruvato se requieren dos moléculas de ATPpiruvato se requieren dos moléculas de ATP1.1. Piruvato+HCO3-+ATP—oxaloacetato+ADP+Pi+HPiruvato+HCO3-+ATP—oxaloacetato+ADP+Pi+H2.2. 3-fosfoglicerato +ATP--- 1,3-3-fosfoglicerato +ATP--- 1,3-

difosfoglicerato+ADP+Pi+Hdifosfoglicerato+ADP+Pi+H Se necesito un enlace rico-energético proveniente del Se necesito un enlace rico-energético proveniente del

GTP en la reacción:GTP en la reacción:1.1. Oxalacetato+GTP-----PEP+CO2+GDP+PiOxalacetato+GTP-----PEP+CO2+GDP+Pi Se gasto una molécula de NADH+ + H+ n la reacción:Se gasto una molécula de NADH+ + H+ n la reacción:1.1. 1,3 difosfoglicerato+NADH + H+----- gliceraldehido-3-1,3 difosfoglicerato+NADH + H+----- gliceraldehido-3-

fosfato+NADH+Pifosfato+NADH+Pi El balance total de inversión en la síntesis de una El balance total de inversión en la síntesis de una

molécula de glucosa es: ( 2 MOLECULAS DE PIRUVATO)molécula de glucosa es: ( 2 MOLECULAS DE PIRUVATO) 4 moléculas de ATP,2 moléculas de GTP Y 2 moléculas 4 moléculas de ATP,2 moléculas de GTP Y 2 moléculas

de NADH + H+de NADH + H+