Glucogenesis

GLUCONEOGÉNESIS

Es una reacción anabólica. Es la vía que permite la síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos (ni provienen ni son glucosa). Es muy importante en animales. Permite ver la regulación de las vías metabólicas. Es necesaria porque muchos tejidos de los animales no necesitan glucosa, mientras que otros son completamente glucosadependientes (cerebro, eritrocitos, médula renal...). Es imprescindible tener siempre glucosa disponible.

Se puede hacer glucosa a partir de:

-Lactato.

-Piruvato.

-Algunos aminoácidos.

-Intermedios del ciclo de Krebs.

-Glicerol.

Cada precursor tiene un significado diferente. La gluconeogénesis ocurre sólo en algunos órganos muy concretos, sobretodo en hígado. La corteza renal también puede llevarla cabo.

Las plantas no lo hacen porque pueden fabricar glucosa a partir de CO2 mediante fotosíntesis. Pasar de Pyruvato a Glucosa es lo contrario de hacer glucólisis. La glucólisis tiene 3 reacciones irreversibles. Estas 3 reacciones son las únicas diferentes. La gluconeogénesis, con la excepción del paso de pyruvato a OAA, que ocurre en la membrana mitocondrial, ocurre en el citosol. Sólo el paso de PEP a Pyr, de Fructosa1,6-bisfosfato a Fructosa-6-Fosfato y de Glucosa-6-Fosfato a Glucosa es diferente.

El OAA que sale de la mitocondria lo hace convirtiéndose en Malato y después vuelve a ser OAA.

Una vez se tiene PEP, hay muchas reacciones seguidas en equilibrio, hasta llegar a la Fructosa-1,6-bisfosfato, que cuesta 1 ATP transformarla en Fructosa-6-Fosfato.

La segunda reacción costosa es pasar de glucosa-6-fosfato a glucosa, que cuesta también un ATP:

Lo hace la Glucosa-6-fosfato fosfatasa, que está ubicada en el retículo endoplasmático y no la tienen todos los órganos. Ni músculo ni cerebro pueden liberar glucosa a partir de Glucosa-6-Fosfato.

Para que la glucosa pase a la sangre debe no estar fosforilada:

2 Pyr + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 6 H2O --> GLUCOSA + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi +2 NAD+ + 2 H+

Meter los Carbonos de 2 Pyruvatos cuestan 6 enlaces fuertemente energéticos. En la glucólisis se consiguen 2. El gasto es de -4.

El glicerol que usan las células para formar glucosa sale de los triglicéridos. Se aprovecha:

Los intermedios del ciclo de Krebs están en la mitocondria para transformarse en OAA. Después, el OAA se transforma en malato, sale de la mitocondria y vuelve a transformarse en OAA y después en PEP. Hay varios tamaños de intermedios (citratos (6C) y fumaratos (4C)). De los 6 C del citrato, sólo se usan 3 para formar glucosa. Sólo la mitad de los carbonos llegan a dar 1 glucosa.

No todos los aminoácidos dan C que se convierte en glucosa: la Leucina y la Lisina no dan C a la glucosa ( son aminoácidos cetogénicos)). Los aminoácidos glucogénicos dan todos sus Carbonos para la glucosa. Los aminoácidos mixtos sólo dan algunos C para formar glucosa. Los aminoácidos entran de diferente forma:

Según su esqueleto sufren transformaciones más o menos sencillas.

El lactato se produce en situaciones de glucólisis anaeróbica ( en el tejido muscular). Se acumula Pyr, se agota NADH citosólico y se fabrica lactato para regenerar NAD. El lactato es el músculo no puede hacer nada. El lactato sale del músculo por l sangre y llega al hígado donde se oxida a Pyr y se oxida a glucosa mediante la gluconeogénesis. Esta glucosa va a sangre y se puede volver a usar por el músculo para obtener energía mediante la glucólisis. Se llama ciclo del lactato o ciclo de Cori.

Gasta energía en el hígado y no la recupera en el músculo. Es imprescindible para que el músculo siga funcionando.

La gluconeogénesis se controla esencialmente a nivel de las reacciones exclusivas de la gluconeogénesis.

1. A nivel de la Piruvatocarboxilasa, está regulado positivamente por Acetil co-A (si se acumula Acetil co-A, se produce piruvato). El Acetil co-A tiene un efecto negativo sobre la piruvatoquinasa. Se regula a nivel de la expresión génica, de forma que la insulina es un inhibidor de la PEPCK. El glucagón es un activador de la PEPCK.

2. A nivel de la Fructosa-1,6-bisfosfato fosfatasa es inhibida por concentraciones de AMP, al contrario que la PFK-1 (del que es activador). Niveles elevados de Fructosa-2,6-bisfosfato activan la PFK-1 e inhiben la fructosa-1,6-bisfosfato fosfatasa.

3. El glucagón regula la glucólisis y la gluconeogénesis:

Los animales hacen gluconeogénesis:

-Omnívoro: sólo cuando no tenga aporte de glucosa por la dieta. La gluconeogénesis se hace a partir del glicerol y, si no, de aminoácidos de proteínas. Si además, hace glucólisis anaeróbica, lo hace del lactato.

-Rumiante: los microorganismos del rumen transforman la glucosa en lactato y acetato, proparato y butirato. Siempre deben fabricar glucosa. La gluconeogénesis siempre es activa o muy activa. Además, en lactantes, deben formar mucha lactosa, que lleva glucosa.

-Carnívoros: tienen pocos carbohidratos. Deben hacer glucosa a partir de glicerol o aminoácidos (proteínas de la dieta).

Los rumiantes obtienen glucosa a partir del propionato. El pirofosfato que se forma, todavía tiene energía. Se hidroliza fácilmente a 2 Pi soltando energía. Es una forma de empujar una reacción en un sentido determinado.

El D-metilmalonil-co-A debe ser transformado en la forma L mediante una racemasa y, mediante una mutasa se transforma en succinil, después pasa a OAA, después a PEP y, finalmente a glucosa.

Los rumiantes transforman el propiónico mediante los microorganismos del rumen en glucosa.

VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

Las vías de tipo anabólico, además de energía, necesitan poder reductor. La célula distingue los electrones de destino de la cadena de transporte de electrones de los que están involucrados

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