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Sus derivados, importancia y otros acerca de la glucogénesis....

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Glucogénesis La glucogénesis es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de glucógeno (también llamado glicógeno) a partir de un precursor más simple, la glucosa-6-fosfato. Se lleva a cabo principalmente en el hígado, y en menor medida en el músculo. El glucógeno se forma por la incorporación repetida de unidades de glucosa, ofrecida al sistema de forma de UDP-Glucosa a una semilla de glucógeno preexistente (glucogenina), que no es menor de 4 moleculas de glucosa unidas entre si. El único alimento de la vía glucogénica (glucogénesis) es la glucosa-6-fosfato. La glucogénesis es estímulada por la hormona insulina, secretada por las células β (beta) de los islotes de Langerhans del páncreas y es inhibida por su contrarreguladora, la hormona glucagón, secretada por las células α (alfa) de los islotes de Langerhans del páncreas, que estímula la ruta catabólica llamada glucogenólisis para degradar el glucógeno almacenado y transformarlo en glucosa y así aumentar la glicemia (azúcar en sangre). Desde el punto de vista enzimático, producir glucosiliosas desde lacticosinidas cuesta más de lo que produjo su degradación fosfórica. La ecuación extrafundamental es: 2 ac. piruviconio + 4 ATP + 2 ADP + 9 NADH + 7 H + 3 H2O --> Glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 P + 2 NAD+ El proceso de Glucogénesis, también conocido como combustion de glucosa, se lleva a cabo en la matriz extracelular del tejido epitelial. Sinonimia: -Glucogenogénesis -Síntesis de Glucógeno -Formación de Glucógeno

Metabolito Ir a la navegación Ir a la búsqueda

Este artículo tiene referencias, pero necesita más para complementar su verificabilidad. Puedes colaborar agregando referencias a fuentes fiables como se indica aquí. El material sin fuentes fiables podría ser cuestionado y eliminado. Este aviso fue puesto el 3 de abril de 2013.

Un metabolito es cualquier molécula utilizada, capaz o producida durante el metabolismo.1 Así, dada la ruta metabólica: A

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B

→

C

→

D

→

E

A, B, C, D, E son los metabolitos; el primer metabolito de la ruta (A) suele denominarse sustrato; el último (E), metabolito final o producto, y el resto (B, C, D), metabolitos intermediarios. Si se toma como ejemplo la fermentación láctica, una de las rutas metabólicas evolutivamente más antiguas, la glucosa es el primer metabolito (sustrato), el punto de partida de una serie de reacciones que conducirá hasta el lactato, el último metabolito o producto final; entre la glucosa y el lactato hay 10 metabolitos intermediarios. El sustrato inicial se toma del medio o de las reservas de la célula y debe suministrarse continuamente para que la ruta se lleve a cabo; el producto final se acumula en la célula y debe expulsarse como producto de excreción; los metabolitos intermediarios se hallan usualmente en concentraciones muy bajas, dado que en cuanto se producen son transformados en el siguiente. Dado que las reacciones metabólicas son catalizadas por enzimas y éstas están determinadas genéticamente, cualquier alteración del ADN supondrá una disfunción del enzima, un bloqueo de la ruta metabólica y la acumulación de un metabolito intermediario en la célula. A

→

B

→

C

→

//

En este caso la disfunción del enzima que cataliza el paso de C a D origina la acumulación del metabolito C en la célula (y la no producción de E), lo que puede originar trastornos en los individuos, conocidos genéricamente como enfermedades metabólicas (que, además, son hereditarias).

Glucogenólisis Ir a la navegación Ir a la búsqueda Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada. Este aviso fue puesto el 1 de octubre de 2015.

La glucogenólisis es un proceso catabólico que hace referencia a la degradación de glucógeno a glucosa o glucosa 6-fosfato. Se da cuando el organismo requiere un aumento de glucosa y, a través de este proceso, puede liberarse a la sangre y mantener su nivel (glucemia). Tiene lugar en casi todos los tejidos, aunque de manera especial en el músculo y en el hígado debido a la mayor importancia del glucógeno como combustible de reserva en estos tejidos.1

Se lleva a cabo en el citosol y consiste en la eliminación de un monómero de glucosa de una molécula de glucógeno mediante desfosforilación para producir glucosa 1 fosfato, que después se convertirá en glucosa 6fosfato, intermediario de la glucólisis. Es antagónica de la glucogenogénesis. Estimulada por el glucagón en el hígado, la epinefrina (adrenalina) en el músculo e inhibida por la insulina. 2 No es simplemente el proceso inverso de la glucogenogénesis. Como en esta última vía existen etapas irreversibles, la degradación del glucógeno debe realizarse utilizando, en esos pasos, enzimas distintas a las de la vía anabólica. Las etapas de glucogenólisis son las siguientes: 1. Fosforólisis de glucógeno. La acción de fosforilasa cataliza la ruptura de uniones glucosídicas α(1→4) por inserción de fosfato en el carbono 1. El ortofosfato utilizado en esta reacción proviene del medio(Fósforo inorgánico); no es necesario gasto de ATP. La fosforilasa actúa a partir del extremo no reductor de las ramificaciones y libera glucosa-1-fosfato. La acción enzimática se detiene a cuatro restos antes de la próxima unión α(1→6). Aquí interviene otra enzima, oligoα(1,4)→α(1,4)-glucantransferasa. 2. Hidrólisis de uniones glucosídicas α(1→6). La ruptura de este enlace se realiza por hidrólisis, catalizada por α-1,6-glucosidasa o enzima desramificante, que deja glucosa en libertad por cada nueve glucosas-1-P. 3. Formación de glucosa-6-P. La glucosa-1-P es convertida en glucosa-6-P por la fosfoglucomutasa. Es la misma reacción de la glucogenogénesis, en sentido inverso. 4. Formación de glucosa libre. La última etapa es la hidrólisis de glucosa-6-fosfato a glucosa y fosfato inorgánico, catalizada por glucosa-6-fosfatas. 3 Para llevar a cabo la glucogenólisis son necesarias tres enzimas citosólicas: 

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La glucógeno fosforilasa que segmenta secuencialmente los enlaces glucosídicos para producir glucosa 1 fosfato. Esta enzima solamente liberará una molécula de glucosa que se encuentre, por lo menos, a cinco unidades del punto de ramificación.4 La fosfoglucomutasa en la que un grupo fosfato se transfiere desde la fosfoenzima activa a la glucosa 1 fosfato, formando glucosa 1,6-bisfosfato, la cual fosforila nuevamente a la enzima para producir glucosa 6 fosfato,4 la cual puede hidrolizarse a glucosa (en hígado) o seguir la vía glucolítica (hígado y músculo). La glucosil transferasa α(1,4)→α(1,4) y la amilo-α-1,6-glucosidasa, también llamada enzima desramificadora, que contiene dos sitios catalíticos en una única subunidad de 160,000 D que cataliza dos reacciones sucesivas. En la primera actúa como una glucosiltransferasa y transfiere una cadena de tres restos glucosilo desde una de las cadenas acortadas al extremo de otra. Una de ellas tendrá entonces un solo resto glucosilo unido por un enlace α(1→6), mientras que la otra tendrá siete restos glucosilo y, en consecuencia, podrá ser atacada de nuevo por la fosforilsa. En esta segunda reacción , la enzima desramificadora, hidroliza el residuo que permanecía unido por el enlace α(1→6), produciendo glucosa libre.4 Su deficiencia produce la Enfermedad de Cori y la Enfermedad de Pompe.

Véase también 

Glucólisis

Gluconeogénesis Ir a la navegación Ir a la búsqueda

Nombres en azul indican los sustratos de la vía, flechas en rojo las reacciones únicas de esta vía, flechas cortadas indican reacciones de la glucolisis, que van en contra de esta vía, flechas en negrita indican la dirección de la gluconeogénesis. No debe confundirse con Glucogenogénesis.

La gluconeogénesis (el nombre génesis proviene del griego γένεσις (/guénesis/), ‘nacimiento, creación, origen’) es una ruta metabólica anabólica que permite la biosíntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos. Incluye la utilización de varios aminoácidos, lactato, piruvato, glicerol y cualquiera de los intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos (o ciclo de Krebs) como fuentes de carbono para la vía metabólica. Todos los aminoácidos, excepto la leucina y la lisina, pueden suministrar carbono para la síntesis de glucosa. Los Ácidos grasos de cadena par no proporcionan carbonos para la síntesis de glucosa, pues el resultado de su β-oxidación (Acetil-CoA) no es un sustrato gluconeogénico; mientras que los ácidos grasos de cadena impar proporcionarán un esqueleto de carbonos que derivarán en Acetil-CoA y Succinil-CoA (que sí es un sustrato gluconeogénico por ser un intermediario del ciclo de Krebs). Algunos tejidos, como el cerebro, los eritrocitos, el riñón, la córnea del ojo y el músculo, cuando el individuo realiza actividad extenuante, requieren de un aporte continuo de glucosa, obteniéndola a partir del glucógeno proveniente del hígado, el cual solo puede satisfacer estas necesidades durante 10 a 18 horas como máximo, lo que tarda en agotarse el glucógeno almacenado en el hígado. Posteriormente comienza la formación de glucosa a partir de sustratos diferentes al glucógeno. La gluconeogénesis tiene lugar casi exclusivamente en el hígado (10% en los riñones). Es un proceso clave pues permite a los organismos superiores obtener glucosa en estados metabólicos como el ayuno.

Índice 

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1 Reacciones de la gluconeogénesis o 1.1 Conversión del piruvato en fosfoenolpiruvato o 1.2 Conversión de la fructosa-1,6-bisfosfato en fructosa-6-fosfato o 1.3 Conversión de la glucosa-6-fosfato en glucosa 2 Regulación o 2.1 Regulación por los niveles de energía o 2.2 Regulación por glucosa-6-fosfatasa o 2.3 Regulación de la fosforilación o 2.4 Regulación alostérica 3 Balance energético 4 Importancia biomédica 5 Referencias

Reacciones de la gluconeogénesis Las enzimas que participan en la vía glucolítica participan también en la gluconeogénesis; ambas rutas se diferencian por tres reacciones irreversibles que utilizan enzimas específicas de este proceso y los dos rodeos metabólicos de esta vía. Estas reacciones son: 1. De glucosa-6-fosfato a glucosa. 2. De fructosa-1,6-bisfosfato a fructosa-6-fosfato. 3. De piruvato a fosfoenolpiruvato.

Esquema completo de la gluconeogénesis.

Conversión del piruvato en fosfoenolpiruvato El oxaloacetato es intermediario en la producción del fosfoenolpiruvato en la gluconeogénesis. La conversión de piruvato a fosfoenolpiruvato en la gluconeogénesis se lleva a cabo en dos pasos. El primero de ellos es la reacción de piruvato y dióxido de carbono para dar oxaloacetato. Este paso requiere energía, la cual queda disponible por hidrólisis de ATP. La enzima que cataliza esta reacción es la piruvato carboxilasa, una enzima alostérica que se encuentra en la mitocondria. El acetil-CoA es un efector alostérico que activa la piruvato carboxilasa. Cuando hay más acetilCoA del necesario para mantener el ciclo del ácido cítrico, el piruvato se dirige a la gluconeogénesis. El ion magnesio y la biotina son necesarios para una catálisis eficaz. La biotina, enlazada covalentemente con la enzima, reacciona con el CO2, que se une de manera covalente. Después el CO2 se incorpora al piruvato, formando así oxaloacetato. La conversión de oxaloacetato a fosfoenolpiruvato la cataliza la enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinasa, que se encuentra en la mitocondria y en el citosol. Esta reacción también incluye la hidrólisis de un nucleósidotrifosfato, en este caso el GTP en vez del ATP.

Conversión de la fructosa-1,6-bisfosfato en fructosa-6-fosfato La reacción de la fosfofructoquinasa 1 de la glucólisis es esencialmente irreversible pero sólo debido a que está impulsada por la transferencia de fosfato del ATP. La reacción que tiene lugar en la gluconeogénesis para evitar este paso consiste en una simple reacción hidrolítica, catalizada por la fructosa-1,6-bisfosfatasa. La enzima con múltiples subunidades requiere la presencia de Mg2+ para su actividad y constituye uno de los principales lugares de control que regulan la ruta global de la gluconeogénesis. La fructosa-6-fosfato formada

en esta reacción experimenta posteriormente la isomerización a glucosa-6-fosfato por la acción de la fosfoglucoisomerasa.

Conversión de la glucosa-6-fosfato en glucosa La glucosa-6-fosfato no puede convertirse en glucosa por la acción inversa de la hexoquinasa o la glucoquinasa; la trasferencia de fosfato desde el ATP hace a la reacción virtualmente irreversible. Otra enzima específica de la gluconeogénesis, la glucosa-6-fosfatasa, que también requiere Mg2+, es la que entra en acción en su lugar. Esta reacción de derivación se produce también mediante una simple hidrólisis. La glucosa-6-fosfatasa se encuentra fundamentalmente en el retículo endoplásmico del hígado con su lugar activo en la cara luminal (del RE). La importancia de su localización en el hígado es que una función característica del hígado es sintetizar glucosa para exportarla a los tejidos a través de la circulación sanguínea.

Regulación La regulación de la gluconeogénesis es crucial para muchas funciones fisiológicas, pero sobre todo para el funcionamiento adecuado del tejido nervioso. El flujo a través de la ruta debe aumentar o disminuir, en función del lactato producido por los músculos, de la glucosa procedente de la alimentación, o de otros precursores gluconeogénicos. La gluconeogénesis está controlada en gran parte por la alimentación. Los animales que ingieren abundantes hidratos de carbono presentan tasas bajas de gluconeogénesis, mientras que los animales en ayunas o los que ingieren pocos hidratos de carbono presentan un flujo elevado a través de esta ruta. Dado que la gluconeogénesis sintetiza glucosa y la glucólisis la cataboliza, es evidente que la gluconeogénesis y la glucólisis deben controlarse de manera recíproca. En otras palabras, las condiciones intracelulares que activan una ruta tienden a inhibir la otra.

Regulación por los niveles de energía 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

Regulación por glucosa-6-fosfatasa 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; la fructosa 1,6bisfosfatasa está presente tanto en el hígado como en los riñones.

Regulación de la fosforilación Este proceso es dependiente de la concentración de ATP; al disminuir la concentración de ATP, la fosforilación también se observa disminuida y viceversa. En el hígado, este proceso aumenta al aumentar la síntesis de glucocinasa, proceso que es promovido por la insulina. La membrana de los hepatocitos es muy permeable a la glucosa, en el músculo y el tejido adiposo la insulina actúa sobre la membrana para hacerla permeable a ella.

Regulación alostérica

El ayuno prolongado aumenta el acetil-CoA y éste estimula la piruvato carboxilasa y por lo tanto la gluconeogénesis, al mismo tiempo que inhibe la Piruvato Deshidrogenasa; la elevación de alanina y glutamina estimulan la gluconeogénesis. El cortisol aumenta la disponibilidad de sustrato y la fructosa 2,6-bisfosfato inhibe a la fructosa 1,6-bisfosfatasa.

Balance energético Hemos resaltado que las rutas catabólicas generan energía, mientras que las anabólicas comportan un coste energético. En el caso de la gluconeogénesis podemos calcular este coste; la síntesis de glucosa es costosa para la célula en un sentido energético. Si partimos desde piruvato se consumen seis grupos fosfato de energía elevada 4 ATP (debido a las reacciones de la piruvato carboxilasa y a la de fosfoglicerato quinasa) y 2 GTP (consecuencia de la descarboxilación del oxalacetato), así como 2 de NADH, que es el equivalente energético de otros 5 ATP (ya que la oxidación mitocondrial de 1 NADH genera 2,5 ATP). En cambio, si la glucólisis pudiera actuar en sentido inverso, el gasto de energía sería mucho menor: 2 NADH y 2 ATP

Reacción Global 2 Ácido pirúvico + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2H+ + 6 H2O -----------> Glucosa + 4ADP + 2GDP + 6Pi + 2NAD+

Importancia biomédica La gluconeogénesis cubre las necesidades corporales de glucosa cuando no está disponible en cantidades suficientes en la alimentación. Se requiere un suministro constante de glucosa como fuente de energía para el sistema nervioso y los eritrocitos. Además, la glucosa es el único combustible que suministra energía al músculo esquelético en condiciones de anaerobiosis. La glucosa es precursora del azúcar de la leche (lactosa) en la glándula mamaria y la capta activamente el bebé. Por otro lado, los mecanismos gluconeogénicos se utilizan para depurar los productos del metabolismo de otros tejidos desde la sangre; por ejemplo, lactato, producido por el músculo y los eritrocitos, y glicerol, que se forma continuamente por el tejido adiposo.

Lipogénesis Ir a la navegación Ir a la búsqueda Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada. Este aviso fue puesto el 25 de noviembre de 2015.

La lipogénesis es la reacción bioquímica por la cual son sintetizados los ácidos grasos de cadena larga esterificados (unidos con el glicerol) para formar triglicéridos o grasas de reserva.

Biosíntesis de ácidos grasos La síntesis de ácidos grasos de cadenas largas se realiza por medio de dos sistemas enzimáticos situados en el citoplasma celular: 

La acetil-CoA carboxilasa. Esta vía convierte la acetil-CoA a palmitato, requiriendo para ello NADPH, ATP, ion manganeso, biotina, Ácido pantotenico y bicarbonato como cofactores. Este sistema es imprescindible para la conversión de acetil-CoA a malonil-CoA.

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Vía de la ácido graso sintasa. Es un complejo multienzimático de una sola cadena polipeptídica con siete actividades enzimáticas separadas, que cataliza la unión de palmitato a partir de una molécula de acetil-CoA y siete de malonil-CoA.

El alargamiento de la cadena de los ácidos grasos tiene lugar en el retículo endoplásmico, catalizada por el sistema enzimático de la elongasa microsómica.

Control y regulación La lipogénesis se regula en el paso de acetil-CoA carboxilasa por modificadores alostéricos, modificación covalente e inducción y represión de la síntesis enzimática. El citrato activa la enzima; la acil-CoA de cadena larga inhibe su actividad. A corto plazo, la insulina activa la acetil-CoA carboxilasa por desfosforilación de residuo de histidina en el extremo N terminal de la cadena. El glucagón y la adrenalina tienen acciones opuestas a la insulina.

Lipolisis Ir a la navegación Ir a la búsqueda

Triacilglicerol

Diacilglicerol

Monoacilglicerol

La lipolisis o lipólisis es el proceso catabólico que permite la movilización de lípidos que constituyen la reserva de combustible en el tejido adiposo hacia los tejidos periféricos para cubrir las necesidades energéticas del organismo. Mediante la lipólisis los triglicéridos son hidrolizados liberando ácidos grasos y glicerol.123 Los triglicéridos son hidrolizados a diacilglicerol y una molécula de ácido graso, luego el diacilglicerol se convierte en monacilglicerol y otro ácido graso; finalmente, el monoacilglicerol se hidroliza a glicerol y un tercer ácido graso. Estas reacciones bioquímicas son inversas a la lipogénesis. A la lipolisis también se le llama movilización de las grasas.1

La lipolisis es estimulada por diferentes hormonas catabólicas como el glucagón, la epinefrina, la norepinefrina, la hormona del crecimiento y el cortisol, a través de un sistema de transducción de señales. La insulina disminuye la lipolisis. En el adipocito el glucagón activa a determinadas proteínas G, que a su vez activan a la adenilato ci...