Ruta de carbohidratos y lipidos

INTEGRACIÓN DE RUTAS: CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS Y ALCOHOL

Estado post prandial

En este estado se pueden dar las siguientes opciones de rutas:

La primera ruta es la glucolisis; para ella es indispensable que el organismo se encuentre en estado pos prandial y que la glucosa que ingrese a la célula sea fosforilada, esta es inhibida por el glucagón y estimulada por la presencia de insulina. La insulina a su vez inhibe el fosfoenolpiruvato que es una enzima de la gluconeogénesis, de igual forma inhibe a triacil glicerol lipasa que es una enzimas de la lipolisis.

Es una ruta de 10 u 11 pasos, se lleva a cabo en el citosol, se utiliza para producir ATP, pueden dar como producto piruvato o lactato y ATP.  Los altos niveles de ATP, inhiben glucogenólisis por la enzima glucogeno fosforilasa.  Esta posee 3 enzimas específicas que son:

• Hexocinasa o glucocinasa: Inhibida por la glucosa 6 fosfato
• Fructuocinasa: inhibida por la fructuosa 6 bifosfato y AMP. Inhibida alostericamente por la fructuocinasa 1-6 difosfatasa, ATP, Citrato y acetil coA.
• Piruvato cinasa: activada por la fructuosa 1-6 bifosfato, inhibida por acetil coA, citrato.

La glucosa 6 fosfato tiene gran importancia ya que activa el glucógeno sintetaza, es decir, activa la glucogenogenesis. Inhibe la glucógeno fosforilasa, enzima perteneciente a la glucogenolisis.

La segunda ruta es la Glucogenogénesis: al igual que la glucolisis es estimulada por la presencia de insulina e inhibida por el glucagón, la principal enzima para producir glucosa es la glucógeno sintetaza, esta es activada por la insulina e inhibida por el glucagón. Esta enzima cataliza la agregación de moléculas de glucosa, si se formara una sola cadena, las moléculas de glucógeno serían demasiado grandes, causando hepatomegalia, para evitar esto la enzima ramificante, se encarga de formar una cadena de 6 glucosas.

También se activan la ruta de la Fructosa y de la Galactosa que alimentan la Glucólisis. La fructuosa converge en la fructuosa 1-6 bifosfato, mientras que la galactosa de la glucosa 5 fosfato. Ambas, derivadas de glucolisis.

La Lipolisis: es un ruta que se lleva a cabo en el citosol cuando una persona come carbohidratos en exceso y no hay gasto de ATP, también conocida como síntesis de ácidos grasos.  Esta vía metabólica se lleva a cabo principalmente en el hígado, adipocito y glándula mamaria también el cerebro, riñones y pulmones. Se da cuando la célula ya no requiere más ATP y hay exceso de citrato. Esta acumulación de citrato hace que este compuesto sea transportado al exterior de la mitocondria. En el citosol el citrato es convertido en oxalacetato y acetil-CoA por la enzima ATP-citrato liasa.

La enzima clave de esta reaccion es: Acetil CoA carboxilasa, es activada alostericamente por el citrato, mientras que el ácido palmítico es un inhibidor alostérico de esta enzima. La insulina activa a una enzima proteínfosfatasa que desfosforila a la enzima acetil-CoA carboxilasa y esto la “activa”. En cambio el glucagón y la epinefrina, a través del AMPc, activan a una proteincinasa que inactiva la enzima acetil-CoA carboxilasa.

Síntesis de triglicéridos

El ácido graso recién sintetizado es activado con CoA-SH y convertido en acil-CoA (ácido graso activado), en esta activación participa la enzima “tiocinasa”.  El acil-CoA se esterifica al glicerol 3-P y forma los diversos glicéridos (monogliceridos, diglicéridos y triglicéridos), en la unión de cada acil-CoA al glicerol 3-P participa una enzima “aciltransferasa”.  Cuando ya terminó la síntesis de los triglicéridos estos no se almacenan como  sucede en el tejido adiposo sino que se exportan en las lipoproteínas llamadas VLDL. La VLDL recién sintetizada en el hepatocito es exportada a la sangre.

Estado pre prandial

En este estado se pueden dar las siguientes opciones de rutas:  

La primera ruta es la Glucogenólisis: esta ruta se activa cuando han transcurrido cerca de 4 horas sin ingerir ningún carbohidrato, el nivel de glucosa desciende y deja de estimularse la secreción de insulina en el páncreas, se activa la secreción de glucagón, la enzima que regula esta ruta es la glucógeno fosforilasa.

La segunda ruta es la Gluconeogénesis: esta se encuentra inhibida por la insulina, activada por el glucagón y favorecida por el cortisol y la adrenalina. Esta ruta se encarga de producir glucosa a partir de compuestos que no son carbohidratos. Activa enzimas como:

• Piruvato carboxilasa: inhibida por la fructuocinasa 1 y activada por el acetil coA.
• Fosfoenolpiruvato carboxilasa
• Fructuosa 1-6 disfosfatasa: activada por el ATP, inhibida por fructuosa 2-6 difosfatasa y AMP

B- oxidación

Es la oxidación que se produce en ácidos grasos de cadena larga, que se lleva a cabo en la mitocondria de las células con la finalidad principal de producir energía. Ocurre cuando una persona está en estado de ayuno y sus niveles de glucosa disminuyen en la sangre. Todos los tejidos que oxidan ácidos grasos, excepto el  hígado el cual oxida los ácidos grasos para producir ATP y para producir cuerpos cetónicos.  La energía generada en la beta oxidación de los ácidos grasos es utilizada para la gluconeogénesis.

Los ácidos grasos obtenidos de la degradación de triglicéridos son transportados a la mitocondria a través de la lanzadera de la carnitina. Si son ácidos grasos saturados la ruptura de sus enlaces se realiza en la matriz mitocondrial.

Cetogénesis:

Se llama así a la síntesis de cuerpos cetónicos, solo se lleva a cabo en la mitocondria de los hepatocitos. Producido por altos niveles de insulina y ayuno prolongado, o cuando una persona sufre de diabetes mellitus tipo I y no se aplica la insulina, se aumenta en su sangre las hormonas cortisol, adrenalina y glucagón.  Estas 3 hormonas activan a la enzima “lipasa sensible a hormonas” que inicia la ruptura de los triacilgliceroles depositados en los adipocitos. Los ácidos grasos que llegan al hígado producen exceso de moléculas de acetil-CoA que saturan el ciclo de Krebs y el resto de moléculas de acetil-CoA que no se oxidan en el ciclo de Krebs se desvían hacia la síntesis de cuerpos cetónicos.

Se llaman  “cuerpos cetónicos” a 3 compuestos: “acetona, ácido betahidroxi-butírico y ácido aceto acético”.

Cetolisis:

Los cuerpos cetónicos son una excelente fuente de energía para los tejidos extrahepáticos, incluyendo al cerebro en momentos de ayuno prolongado

Para ser utilizados, los cuerpos cetónicos necesitan de la presencia de la enzima “tioforasa”. Esta enzima cataliza la conversión del cuerpo cetónico acetoacetato en acetoacetil-CoA. Solo el hígado no tiene la enzima “tioforasa”.

Síntesis del colesterol

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