Gluconeogénesis: reacciones enzimáticas

La gluconeogénesis es una ruta metabólica que conduce a la creación de glucosa a partir de precursores no glucidicos, es decir, no se produce a partir del glucógeno.

Estos precursores son sustratos carbónicos no carbohidratos, como el piruvato, lactato, oxalacetato o intermediarios que se pueden transformar en estas. Esto incluye todas las moléculas del ciclo de Krebs: los aminoácidos glucogénicos. 


De los veinte aminoácidos comunes solo la leucina y la lisina son incapaces de proporcionar el carbono necesario para la síntesis de glucosa. El resto de aminoácidos son glucogénicos.

Y en cuanto a las grasas, los mamíferos no transforman los ácidos grasos en glucosa, pero cuando hay degradación de las grasas se produce glicerol y este se puede usar para la gluconeogénesis.

¿Por qué es importante esta forma alternativa de crear glucosa?


Porque la glucosa es una molécula muy importante para generar energía en el organismo y se pueda funcionar. En el caso de los mamíferos algunos tejidos dependen totalmente de la glucosa para su producción de energía y poder funcionar: cerebro, eritrocitos, testículos, médula renal y tejidos embrionarios.

Normalmente, la glucosa está almacenada en forma de glucógeno en músculo e hígado, pero a veces no es suficiente este glucógeno porque se agota en situaciones de ayuno, hambre o ejercicio intenso. Esto hace que el organismo tenga que ser capaz de crear glucosa a partir de precursores que no son glucidicos y en este momento entra en acción la vía de la gluconeogénesis.

El proceso de gluconeogénesis en mamíferos se produce principalmente en el hígado y, en menor medida, en la corteza renal y células epiteliales de intestino delgado y desde aquí la glucosa pasará al torrente circulatorio

La gluconeogénesis y la glucólisis NO son rutas idénticas que tengan lugar en direcciones opuestas: Solo siete de las diez reacciones de la gluconeogénesis son la inversa de las reacciones de la glicólisis.

Las tres reacciones restantes de la glucólisis son irreversibles


1-La conversión de glucosa en glucosa-6-fosfato por la hexoquinasa.

2-La fosforilación de la fructosa en fructosa 1,6-bifosfato por la fosfofructocinasa-1

3-La conversión del fosfoenolpiruvato a piruvato por la piruvato quinasa.

¿Cómo se solucionan estos tres pasos en la gluconeogénesis?


Se solucionan con tres rodeos:

1.º Rodeo:

Si empezamos la ruta de la gluconeogénesis con el piruvato, la primera reacción es su transformación en fosfoenolpiruvato. En este caso se produce en dos pasos:

    1.ºPaso de piruvato a oxalacetato catalizado por la piruvato carboxilasa.

    2.ºPaso desde el oxalacetato al fosfoenolpiruvato catalizado por la PEP-carboxiquinasa.

Se consume 1 ATP en el primer paso y 1 GTP en el segundo paso. Como son necesarios dos piruvatos para conseguir una glucosa, serán 2 ATP y 2 GTP.

En la primera imagen represento estos dos pasos, pero en la segunda imagen con la versión más precisa en la  que se aclara el paso a través de la mitocondria: el paso de piruvato a oxalacetato se realiza en el interior del a mitocondria, pero no puede salir de esta.  El problema se soluciona por la transformación del oxalacetato en malato gracias a la enzima malato-deshidrogenasa mitocondrial. El malato podrá salir al citosol gracias a un transportador mitocondrial. Una vez en el citosol se transformará otra vez en oxalacetato gracias a la malato deshidrogenasa citósólica y así seguir el proceso para transformarse en fosfoenolpiruvato.





2.º Rodeo:

Paso de fructosa-1,6-difosfato a fructosa-6-fosfato catalizado por la fructosa-1,6-bifosfatasa-1





3º Rodeo:

Paso de glucosa-6-fostato a glucosa catalizado por la glucosa-6-fosfatasa.




Reacciones de la gluconeogénesis a partir de piruvato


Piruvato + HCO3- + ATP → oxalacetato + ADP + Pi x2

Oxalacetato + GTP → fosfoenolpiruvato + CO2 + GD x2

Fosfoenolpiruvato + H2O → 2-fosfoglicerato x2

2-fosfoglicerato → 3-fosfoglicerato x2

3-fosfoglicerato + ATP → 1,3-bifosfoglicerato + ADP x2

1,3-bifosfoglicerato + NADH + H+ → gliceraldehido 3-fosfato + NAD+ + Pi x2

Gliceraldehido 3-fosfato→ dihidroxicetona fosfato

Gliceraldehido3-fosfat + dihidroxicetona fosfato → fructosa 1,6 bifosfato

Fructosa 1,6-bifosfato → fructosa 6-fosfato + Pi

Fructosa 6-fosfato → glucosa 6-fosfato

Glucosa 6-fosfato + H2O → glucosa + Pi


Reacción global


2 Piruvato + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2 H+ + 4 H2O → glucosa + 4 ADP + 2GDP + 6 Pi + 2 NAD+


» Explicación en vídeo:



Dr. Alberto Sanagustín
@alsanagust

2 comentarios :

  1. Genio, muchísimas gracias. Sigue así.

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  2. Deverias subir un video o blog donde des los terminos osea como
    dolor de cabeza es : cefalea
    terminos medicos para aprenderselos

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