Gluconeogenesis Glucolisis

Gluconeogénesis

Importancia biológica
ƒ Determinados tejidos NECESITAN un aporte CONTINUO de glucosa:
ƒCerebro: depende de glucosa como combustible primario
ƒEritrocito: 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

ƒ 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:
ƒ LACTATO: músculo esquelético activo cuando
Glicolisis > fosforilación oxidativa
ƒ AMINOACIDOS: degradación de proteínas de la dieta o
proteínas de músculo esquelético.
ƒGLICEROL: 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
ƒ 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)

ƒ NADH es regenerado a NAD+ por
LACTATO DESHIDROGENASA

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

Glicerol como
precursor
gluconeogénico

Aminoácidos
precursores
de glucosa

Localización tisular
ƒ Hígado (90%) y riñón (10%)
son los órganos donde tiene
lugar principalmente la
gluconeogénesis

GLUCONEOGENESIS
HIGADO/RIÑON

ƒ En Cerebro, músculo esquelético y
músculo cardíaco tiene lugar muy
poca gluconeogénesisGLUCOSA EN
SANGRE

CEREBRO
MUSCULO ESQUELETICO
MUSCULO CARDIACO

ƒ 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

GLUCONEOGENESIS: Piruvato

Glucosa

ƒ Sin embargo, la gluconeogénesis no es el proceso inverso dela
glicolisis
ƒ Razon termodinámica: 3 reacciones de la glicolisis estan muy
desplazadas del equilibrio, practicamente irreversibles
Hexoquinasa
Glucosa + ATP

Glucosa-6-fosfato + ADP + Pi + 2H+

fosfofructoquinasa
Fructosa-6-fosfato + ATP
Fructosa-1,6-bifosfato + ADP

∆G= -8 Kcal/mol
∆G= -5,3 Kcal/mol

Piruvato quinasa
Fosfoenolpiruvato + ADP

Piruvato + ATP

∆G= -4 Kcal/mol

ƒ En lagluconeogénesis estas reacciones son sustituidas por
reacciones nuevas:

ƒFormación de Fosfoenolpiruvato:
Piruvato carboxilasa
Oxalacetato + ADP + Pi + 2H+
Piruvato + CO2 + ATP + H2O
Fosdoenolpiruvato carboxiquinasa
Oxalacetato + GTP
Fosfoenolpiruvato + GDP + CO2
ƒFormación de Fructosa-6-fosfato:
Fructosa 1,6 Bifosfatasa
Fructosa-6-fosfato + Pi
Fructosa-1,6-Bifosfato + H2O
ƒFormación de Glucosa:
Glucosa6-fosfatasa
Glucosa-6-fosfato + H2O
Glucosa + Pi

Glicolisis

Gluconeogénesis

Conversión de Piruvato en fosfoenolpiruvato
ƒ Se realiza en dos pasos:

a) Carboxilación del piruvato,
consumiendo ATP

b) Descarboxilación y fosforilación del
oxalacetato, consumiendo GTP

a) Carboxilación del piruvato

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

ƒ BIOTINA:
ƒtransportador de CO2 activado.
ƒUnida al enzima por una
cadena larga y flexible.

Mecanismo de la Piruvato carboxilasa
ƒ

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 biotina permite...