10. Gluconeogénesis - gluconeogenesis PDF

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¿Qué es la gluconeogénesis? La gluconeogénesis es la ruta metabólica anaeróbica mediante la cual se produce síntesis de glucosa o o glucógeno a partir de precursores que no son carbohidratos. La palabra “Gluconeogenesis” viene de gluco (glucosa) neo (nueva) génesis (formación). Tiene especial importancia cuando el carbohidrato no está disponible a partir de la dieta, por lo que es aumenta su actividad en la medida que se va prolongando el ayuno. Los sustratos importantes son aminoácidos (alanina principalmente), lactato (se forma por glucolisis anaerobia) y glicerol 3 fosfato se van a convertir en piruvato. El hígado y los riñones (solo 10%) son los principales tejidos gluconeogénicos, pero el intestino delgado también puede ser una fuente de glucosa en el estado de ayuno. Proceso activado por el glucagón (más importante) y la epinefrina.

¿Cuál es su importancia biológica? Hay tejidos que necesitan un aporte constante de glucosa para su funcionamiento vital, como lo es por ejemplo: El cerebro que depende de la glucosa como combustible primario. (La hipoglucemia causa disfunción cerebral, lo que puede conducir a coma y muerte) Eritrocitos utilizan la glucosa como único combustible.Su principal proposito es evitar la hipoglucemia. Vía de la gluconeogénesis: La vía de la glucólisis no es la misma de la gluconeogénesis, ya que si bien tienen en común las reacciones reversibles (7 etapas), se diferencian en las reacciones irreversibles (3 etapas) que son de tipo exergónicas que se encuentran catalizadas por hexoquinasa, fosfofructoquinasa y piruvato quinasa.

Glucosa 6-fosfato a glucosa: La glucosa 6-fosfatasa cataliza la conversión de glucosa 6fosfato en glucosa. Dicha enzima está presente en hígado y riñones, pero falta en el músculo y el tejido adiposo, que, en consecuencia, no pueden exportar glucosa hacia el torrente sanguíneo. Fructosa 1,6-bisfosfato y fructosa 6-fosfato: La fructosa 1,6-bisfosfatasa cataliza la conversión de fructosa 1,6-bisfosfato en fructosa 6-fosfato, para la reversión de la glucólisis. Su presencia determina si un tejido tiene la capacidad para sintetizar glucosa (o glucógeno) no sólo a partir de piruvato, sino también a partir de triosas fosfato. Se encuentra presente en el hígado, los riñones y el músculo estriado, pero probablemente falta en el corazón y el músculo liso.

Piruvato y fosfoenolpiruvato: La reversión de la reacción catalizada por la piruvato cinasa en la glucólisis involucra dos reacciones endotérmicas. La piruvato carboxilasa mitocondrial cataliza la carboxilación de piruvato hacia oxaloacetato, una reacción que necesita ATP en la cual la vitamina biotina es la coenzima. La biotina se une al CO2 proveniente de bicarbonato como carboxibiotina antes de la unión del CO2 al piruvato. Una segunda enzima, la fosfoenolpiruvato carboxicinasa, cataliza la descarboxilación y fosforilación de oxaloacetato hacia fosfoenolpiruvato usando GTP como el donador de fosfato. En hígado y riñones, la reacción de la succinato tiocinasa en el ciclo del ácido cítrico produce GTP (en lugar de ATP como en otros tejidos), y este GTP se usa para la reacción de fosfoenolpiruvato carboxicinasa, lo que proporciona un enlace entre la actividad del ciclo del ácido cítrico y la gluconeogénesis, con el fin de prevenir la eliminación excesiva de oxaloacetato para gluconeogénesis, lo que alteraría la actividad del ciclo del ácido cítrico.

*Joce: en la tabla con rojo son las de gluconeogénesis y con negro las de la glicolisis, podríamos explicar la tabla y al lado la vía para no poner tanta info en el ppt.

Síntesis de glucosa a partir de piruvato: Cualquier metabolito que pueda convertirse en piruvato u oxalacetato puede ser un precursor de la glucosa, los cuales se convierten en piruvato o ingresan en la ruta de conversión a oxalacetato o dihidroxiacetona fosfato.

Balance energético de la gluconeogénesis: Por cada piruvato se consume: ● 1 ATP (piruvato carboxilasa) ● 1 GTP (fosfoenolpiruvato carboxiquinasa) ● 1 ATP para revertir la reacción de la 3-fosfogliceratoquinasa

Gluconeogénesis a partir de Lactato: Para que pueda ingresar a la vía el lactato que se produce en el músculo debe convertirse en piruvato, por medio de la enzima lactato deshidrogenasa, esta reacción es de tipo reversible (Ciclo de Cori). *Joce: no quise mencionar más sobre el ciclo de cori porque ya lo hablo otro grupo el martes pasado.

Gluconeogénesis a partir de Glicerol: El glicerol ingresa a la vía como dihidroxiacetona fosfato, por medio de la reacción de las enzimas glicerol quinasa y glicerolfosfato deshidrogenasa.

La energía necesaria para realizar la gluconeogénesis proviene de la oxidación de los AGL y la activación de la enzima clave de dicho proceso, la piruvato carboxilasa, está estimulada por el producto final de la beta oxidación de los AGL, la acetil coenzima A

Gluconeogénesis a partir de Alanina: El aminoácido alanina que es sintetizado en el músculo por medio de la degradación de la glucosa a piruvato(glucolisis). Este piruvato se va a convertir en lactato y alanina por medio de la enzima alanina transaminasa (ALT)(proteolisis), que luego ingresa al torrente sanguíneo y llega al hígado donde la alanina vuelve a convertirse en piruvato que es utilizado como sustrato de la gluconeogénesis (si ese es el requerimiento hepático) o es oxidado en ciclo de Krebs.

Regulación de la Gluconeogénesis: La gluconeogénesis en su mayor parte está regulada por la alimentación. El producto de la gluconeogénesis va a tener como principal objetivo mantener la glucosa necesaria para que el sistema nervioso pueda tener un funcionamiento adecuado.Ya que la gluconeogénesis busca lo contrario a la glucólisis (aunque no son procesos inversos ya que el primero tiene un mayor gasto energetico) , a nivel intracelular estas dos deben entrar en homeostasis, por lo que cuando se activa una vía, se inhibe la otra.La glucólisis y la gluconeogénesis comparten 7 enzimas que catalizan las reacciones reversibles de las rutas. En los tres pasos restantes, las reacciones directa e inversa están catalizadas por enzimas diferentes, siendo éstos los puntos de regulación de las dos rutas

Fructosa 1,6 bifosfatasa:

1)La fructosa 1,6-bisfosfatasa es inhibida por concentraciones altas de AMP, asociadas con un estado energéticamente pobre. Es decir, la elevada concentración de AMP y reducida de ATP inhiben la gluconeogénesis 2)La fructosa 1,6-bisfosfatasa es inhibida por la fructosa 2,6-bisfosfato, un modulador alostérico cuya concentración viene determinada por la concentración circulante en sangre de glucagón Piruvato Carboxilasa: Para producir energia se recurre a la oxidación de las grasas, produciendo gran cantidad de acetil Coa. Concentraciones elevadas de acetil CoA son señales de que varias vías metabólicas necesitan de oxaloacetato.Esta enzima está controlada y activada por el acetil Coa para producir oxaloacetato y requiere la biotina como coenzima; por lo que se puede considerar un activador de la gluconeogénesis Piruvato Cinasa La gluconeogénesis también se controla en el "bypass" piruvato – PEP. Las señales hepáticas provocadas por el glucagón o la epinefrina llevan a la fosforilación e inactivación de la piruvato cinasa (PK), (que es una enzima de la glicolisis) lo que permitirá un incremento en el flujo a través de la gluconeogénesis. La PK es también inhibida alostéricamente por el ATP y la alanina. Fosforilacion La fosforilación se ve reducida al disminuir las concentraciones de ATP. Al ocurrir esto aumenta la producción de glucocinasa (enzima que convierte la glucosa en glucosa 6P) promovido por la insulina, permitiendo que la glucosa sea permeable a los tejidos Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PEPCK) Cuando hay una reducción de los niveles de energía evidenciada por un incremento en la concentración de ADP llevan a una inhibición tanto de la PK como de la PEPCK.La actividad de la PEPCK se incrementa mediante la secreción de cortisol del córtex adrenal y glucagón de las células alfa del páncreas.

http://www.odon.uba.ar/uacad/bioquimica/docs/clase11gluconeocoriyalapentosas2012 https://www.youtube.com/watch?v=hBJHnyZqP_o...