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Gluconeogénesis

Importancia biológica
Determinados tejidos NECESITAN un aporte CONTINUO de glucosa: Cerebro: depende de glucosa como combustible primario Eritrocito: utiliza glucosa como único combustible Consumo glucosa Cerebro: 120 g/dia Organismo: 160 g/dia Reservas de glucosa Liquidos corporales: 20 g Glucógeno: 160 g

Las reservas directas de glucosa solo son suficientes para cubrirlas necesidades de un día!!!: períodos más largos de ayuno implican la necesidad de sistemas alternativos de obtener glucosa

GLUCONEOGENESIS: síntesis de glucosa a partir de precursores que no sean hidratos de carbono: LACTATO: músculo esquelético activo cuando Glicolisis > fosforilación oxidativa AMINOACIDOS: degradación de proteínas de la dieta o proteínas de músculo esquelético. GLICEROL:hidrólisis triacilglicéridos en células adiposas.

GLUCONEOGENESIS:
síntesis de glucosa a partir de piruvato.
• Cualquier metabolito que pueda ser convertido a piruvato u oxalacetato puede ser un precursor de glucosa

• Los precursores gluconeogénicos se convierten a piruvato, o bien entran en la ruta por conversión a oxalacetato o dihidroxiacetona fosfato

Lactato como precursorgluconeogénico
Durante ejercicio físico vigoroso, cuando se contrae el músculo esquelético:

Glicolisis Formación de NADH por la Glicolisis

> >

Ciclo del ácido cítrico Regeneración a NAD+ por el metabolismo aerobio (Ciclo del ácido cítrico + cadena transporte)

NADH es regenerado a NAD+ por LACTATO DESHIDROGENASA

Lactato como tal queda como punto muerto en el metabolismo: debe convertirse denuevo en piruvato para poder ser metabolizado: es reconvertido a piruvato en el hígado

Glicerol como precursor gluconeogénico

Aminoácidos precursores de glucosa

Localización tisular
Hígado (90%) y riñón (10%) son los órganos donde tiene lugar principalmente la gluconeogénesis En Cerebro, músculo esquelético y músculo cardíaco tiene lugar muy poca gluconeogénesis

GLUCONEOGENESISHIGADO/RIÑON

GLUCOSA EN SANGRE

CEREBRO MUSCULO ESQUELETICO MUSCULO CARDIACO

La gluconeogénesis en hígado y riñón ayuda a mantener el nivel de glucosa necesario en sangre para que cerebro y músculos puedan extraer la suficiente glucosa para atender a sus demandas energéticas

GLICOLISIS:

Glucosa

Piruvato Glucosa

GLUCONEOGENESIS: Piruvato

Sin embargo, la gluconeogénesis no es elproceso inverso de la glicolisis Razon termodinámica: 3 reacciones de la glicolisis estan muy desplazadas del equilibrio, practicamente irreversibles
Hexoquinasa Glucosa + ATP Glucosa-6-fosfato + ADP + Pi + 2H+ ∆G= -8 Kcal/mol ∆G= -5,3 Kcal/mol ∆G= -4 Kcal/mol fosfofructoquinasa Fructosa-6-fosfato + ATP Fructosa-1,6-bifosfato + ADP Piruvato quinasa Fosfoenolpiruvato + ADP Piruvato + ATP

En lagluconeogénesis estas reacciones son sustituidas por reacciones nuevas:

Formación de Fosfoenolpiruvato: Piruvato carboxilasa Oxalacetato + ADP + Pi + 2H+ Piruvato + CO2 + ATP + H2O Fosdoenolpiruvato carboxiquinasa Oxalacetato + GTP Fosfoenolpiruvato + GDP + CO2 Formación de Fructosa-6-fosfato: Fructosa 1,6 Bifosfatasa Fructosa-6-fosfato + Pi Fructosa-1,6-Bifosfato + H2O Formación de Glucosa:Glucosa 6-fosfatasa Glucosa-6-fosfato + H2O Glucosa + Pi

Gluconeogénesis

Glicolisis

Conversión de Piruvato en fosfoenolpiruvato
Se realiza en dos pasos:

a) Carboxilación del piruvato, consumiendo ATP

b) Descarboxilación y fosforilación del oxalacetato, consumiendo GTP

a) Carboxilación del piruvato

Se realiza en la matriz mitocondrial. Catalizado por PIRUVATO CARBOXILASA:Estructura: Region N-terminal 300-350 aa : Dominio de captación de ATP Región C-terminal: dominio de unión de Biotina

BIOTINA: transportador de CO2 activado. Unida al enzima por una cadena larga y flexible.

Mecanismo de la Piruvato carboxilasa
Mecanismo de tres etapas: 1. Activación del CO2

2. Unión del CO2 activado a la biotina 3. Paso del CO2 desde biotina al piruvato. El brazo unido a...