Bioquímica.Metabolismo de Carbohidratos. Gluconeogenesis

Bioquímica                                                                                                                      Metabolismo de Carbohidratos

GLUCONEOGÉNESIS

Gluconeogénesis abarca las vías encargadas de la síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos.

IMPORTANCIA Y FUNCIÓN

Cuando una persona carece de alimentos su necesidad primordial es mantener el aporte de glucosa en la sangre, ya que cerebro y eritrocitos la requieren  como principal fuente de energía. La caída de glucosa por debajo de cierto nivel provoca un cuadro denominado hipoglicemia caracterizado por debilidad e incoordinación muscular, confusión mental y sudoración. Si la concentración de glucosa disminuye aún más podría producir un coma hipoglicémico y finalmente la muerte.

La fuente más inmediata de glucosa en estado de ayuno es el glucógeno almacenado en el hígado,  que puede ser degradado por un proceso denominado glucogenolisis.  Las reservas musculares de glucógeno  almacenan mayor cantidad de glucosa, pero esta no puede ser liberada al torrente sanguíneo.

Durante el ayuno, la inanición o después de ejercicio físico intenso, las reservas de  glucógeno hepático se agotan, siendo la gluconeogénesis  esencial para el mantenimiento de la homeostasis de glucosa sanguínea.  En humanos, el hígado y  riñón son los principales órganos gluconeogénicos.

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Fig. 1. Principales vías involucradas en metabolismo de carbohidrato en estado de ayuno

PRINCIPALES SUSTRATOS

La gluconeogénesis requiere una fuente de energía y una fuente de carbonos para la formación de  la glucosa. La energía es suministrada por el metabolismo de ácidos grasos liberados por el tejido adiposo.  La estructura carbonada es suministrada por tres fuentes principales:

1. LACTATO: producido en músculo después del ejercicio o en hematíes. El ciclo del lactato que implica al hígado y músculo es conocido como ciclo de Cori. El lactato ingresa en la vía gluconeogénica oxidándose a piruvato por la enzima lactato deshidrogenasa.

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Fig. 2         Principales sustratos involucrados en gluconeogénesis

1. AMINOÁCIDOS. La mayoría de aminoácidos (no todos), derivados de las proteínas musculares son gluconeogénicos,. Tras la desaminación, el esqueleto carbonado puede convertirse en glucosa.  La alanina por la enzima ALT puede convertirse directamente en piruvato, pero otros aminoácidos son convertidos en intermediarios del ciclo de Krebs como por ejemplo aspartato en oxaloacetato o glutamato en alfacetoglutarato.  Es decir todo aminoácido capaz de formar piruvato o intermediario del Krebs es considerado precursor de glucosa.

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Fig. 3. El ciclo de Krebs toma parte en la gluconeogenesis y  transaminación. (Las flechas gruesas representan la vía principal de la gluconeogénesis)

1. GLICEROL:   los mamíferos no pueden efectuar una transformación neta de ácidos grasos en glucosa, en cambio el glicerol, componente de muchos lípidos, sí puede ser convertido en glucosa. El glicerol es liberado a partir de los triglicéridos durante

la lipólisis en el tejido adiposo, el cual debe ser transformado primero en glicerol 3 fosfato y después oxidado a fosfato de dihidroxiacetona.

De estos sustratos, los aminoácidos de las  proteínas musculares son los precursores más importantes de la glucosa sanguínea durante el ayuno prolongado, malnutrición o inanición, determinando pérdida de  masa  muscular.

REACCIONES

Siete reacciones reversibles de la glucólisis son comunes a la gluconeogénesis. Pero ciertas  reacciones irreversibles de la glucólisis no permiten volver hacia atrás por la misma ruta. Dichas reacciones se efectúan en sentido inverso gracias a la existencia de desvíos:

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