METABOLISMO DE LOS CARBBHIDRATOS GLUCONEOGENESIS METABOLISMO DE LOS
METABOLISMO DE LOS CARBBHIDRATOS GLUCONEOGENESIS
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS GLUCONOEGENESIS q q 1. 2. 3. 4. 5. 6. Definición; la formación de moléculas nuevas de glucosa o glicógeno a partir de precursores que no son hidratos de carbono Sustratos principales: Aminoácidos glucogénicos (alanina) Alfa-cetoacidos ( moléculas que derivan de los aminoácidos Lactato ( se produce en el músculo esquelético y el eritrocito) Glicerol ( proviene del catabolismo de los triacilgliceroles) Piruvato ( se genera de la glicólisis) Propianato ( ácido graso glucogénico en rumiantes)
METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO GLUCONEOGENESIS Producción principal ; el hígado q Acidosis metabólica e inanición ; riñón (corteza renal) q Citoplasma/mitocondria q La falla de la gluconeogenesis; la muerte q Consume energía ( requiere de la hidrólisis de 6 enlaces de fosfato de alta energía) q
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS GLUCONEOGENESIS q Reacciones ( se utilizan vías alternas); 1. Síntesis de PEP (fosfoenolpiruvato) Conversión de la fructosa -1 -6 bifosfato en fructosa-6 -fosfato Formación de glucosa a partir de glucosa 6 -fosfato 2. 3. Cada una de estas reacciones anteriores esta emparejada con una reacción opuesta irreversible en la glicólisis (ciclo de sustrato)
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS GLUCONEOGENESIS SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO ( PEP) q 2 enzimas A. Piruvatocarboxilasa PEP carboxiquinasa B. 1. 2. La célula realiza una gran inversión energética, se consumen dos enlaces ricoenergéticos ATP – mitocondrial GTP - citosol
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS GLUCONEOGENESIS SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP) o La piruvato carboxilasa (mitocondrial) convierte el piruvato en oxalacetato (OAA) o Requiere de la coenzima biotina o Requiere de HCO 3 como donador de CO 2 y una molécula de ATP
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS GLUCONEOGENESIS SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP) o El oxalacetato (OAA) se descarboxila y fosfórila por la PEP carboxiquinasa en una reacción impulsada por la hidrólisis de la guanosina trifofosfato ( GTP) o El GTP dona grupos fosfato y mg+ o La reacción libera CO 2
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS GLUCONEOGENESIS SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO ( PEP) Ø La membrana mitocondrial es impermeable al OAA Ø Las células que carecen de PEP carboxiquinasa mitocondrial Ø Transferencia del OAA al citoplasma Ø Lanzadera de malato : Ø Ø El OAA se convierte en malato por la malato deshidrogenasa mitocondrial El malato se traslada hacia el citoplasma ; malato – alfacetoglutarato mitocondrial
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS GLUCONEOGENESIS CONVERSION DE LA FRUCTOSA – 1, 6 -BIFOSFATO EN FRUCTOSA -6 -FOSFATO q La fructosa -1, 6 – bifosfatasa; cataliza esta conversion q Irreversible en condiciones celulares q Se encuentra en el hígado, riñones y músculo esquelético q Falta en el corazón y músculo liso
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS GLUCONEOGENESIS FORMACION DE GLUCOSA A PARTIR DE GLUCOSA – 6 -FOSFATO v La glucosa-6 -fosfatasa; solo se encuentra en el hígado y riñón v Cataliza la reacción irreversible de la glucosa-6 -fosfato para formar; glucosa + Pi v La glucosa se libera a la sangre
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS GLUCONEOGENESIS SUSTRATOS GLUCONEOGENICOS n Ciclo de Cori o del ácido láctico: • El lactato se libera por las células musculares durante el ejercicio • El lactato se libera del eritrocito y otras células carentes de mitocondrias o bajas concentraciones de 02 • El lactato en el hígado se convierte en piruvato por la lactato deshidrogenasa • Luego el piruvato en glucosa por la gluconeogenesis
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS GLUCONEOGENESIS SUSTRATOS GLUCONEOGENICOS o EL glicerol: o Producto del metabolismo de las grasas en el tejido adiposo o Se transporta al hígado en donde se convierte en glicerol-3 -fosfato por la glicerolquinasa (hepática) o La 0 xidacion del glicerol-3 fosfato para formar DHAP se produce cuando las concentraciones citoplasmáticas de NAD+ son elevadas
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS SUSTRATOS GLUCONEOGENICOS CICLO GLUCOSA-ALANINA n Alanina ( aminoácido mas importante) • Transportado desde el músculo hasta el hígado durante un periodo de ayuno • El músculo en ejercicio; produce grandes cantidades de piruvato • El piruvato es convertido en alanina por r 3 eacciones de transaminacion con participación de glutamatoalanina transaminasa
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS REGULACION DE LA GLUCONOEGENESIS n Ritmo se afecta por: 1. Disponibilidad de los sustratos (concentraciones elevadas de glicerol, lactato y aminoácidos) inducción y represión de la síntesis de enzimas importantes) 2. Efectos alostericos 3. Las hormonas/modificaciones covalentes
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS REGULACION DE LA GLUCONEOGENESIS n Efectos alostericos: Cuatro enzimas claves : 1. 2. 3. 4. Piruvato carboxilasa PEP carboxiquinasa Fructosa – 1, 6 bifosfatasa Glucosa-6 -fosfatasa
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS REGULACION GLUCONEOGENESIS Y GLICOLISIS LA CAPTACION DE LA GLUCOSA EN LOS TEJIDOS EXTRAHEPATICOS LIMITA LA VELOCIDAD DE SU USO
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS REGULACION Ø Hexocinasa/glucocinasa Ø Hexocinasa: tiene una Km baja para la glucosa (alta afinidad) en el hígado se satura y actúa a una velocidad constante condiciones normales Ø Glucocinasa: Km mucho mas alta ( baja afinidad)para la glucosa, su afinidad aumenta por arriba del alcance fisiológico de concentraciones de glucosa Ø La glucocinasa; favorece la captación hepática de glucosa en altas concentraciones, después de ingerir carbohidratos
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS REGULACION HORMONAL EFECTO DE LA INSULINA q q • • • Se produce en las células beta de los islotes de Langerhans en el páncreas La concentración de insulina en la sangre es análoga a la de la glucosa en la sangre Disminuye en forma inmediata la glucosa de la sangre mediante el transporte de la glucosa hacia el tejido adiposo y el músculo (transportador de glucosa Glut 4) Conduce a la síntesis de moléculas nuevas; GLucocinasa PFK-1 PFK-2
METABOLISMO DE LA GLUCOSA EFECTO DE LA INSULINA n 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Estimulación; Hiperglicemia (aumento de la glucosa en la sangre) Aminoácidos Ácidos grasos libres Cuerpos cetónicos Glucagon Secretina Sulfonilurea Tolbutamida Gliburido Aumento del ATP en la célula beta pancreática n 1. 2. Inhiben ; Adrenalina noradrenalina
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS EFECTO DEL GLUCAGON (EFECTO HIPERGLICEMICO ) o Producida en las células A de los islotes pancreáticos o La hipoglicemia estimula su secreción o Estimula la glucógenolisis al acelerar la fosforilasa en el hígado o Aumenta la gluconeogenesis a partir de aminoácidos y el lactato o Actúa generando c. AMP
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS EFECTO HIPERGLICEMICO o Inhibe la acción de la enzima glucolitica piruvato quinasa disminuye la concentración de fructosa-2 -6 bifosfato Aumenta la función de la PFK-2 Reduce la función de la PFK-1 Libera la inhibición de fructosa-1 -6 bifosfatasa o Conduce a la síntesis de moléculas nuevas: 1. PEP carboxilasa Fructosa 1 -6 bifosfato Glucosa – 6 -fosfato o o 2. 3.
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS EFECTO HORMONAL q Glándula hipófisis anterior ; aumentan la concentración de glucosa en sangre y contrarrestan la acción de La insulina) 1. Hormona del crecimiento : reduce la captación de glucosa en el músculo 2. ACTH ( adrenocorticotropina)
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS EFECTO HORMONAL • Corteza suprarrenal: Incrementan la gluconeogenesis Mayor captación hepática de aminoácidos y aumento de amidotransferasa Inhiben el uso de glucosa en los tejidos extrahepaticos 1. Glucocorticoides (oxiesteroides-11) q Medula suprarenal: Producen glucógenolisis en el hígado y el músculo Estimulando la fosforilasa Genera CAMP n • • • 1. 2. Adrenalina noradrenalina
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS EFECTO HORMONAL 1. Cociente insulina/glucagon (principal efecto regulador) • Comida de carbohidratos; cociente de insulina glucagon es elevado, predomina en el hígado la glucólisis sobre la gluconeogenesis • Periodo de ayuno, poco carbohidratos y muchas grasa; cociente insulina glucagon es bajo y predomina la gluconeogenesis sobre la glucólisis
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS EFECTO METABOLISMO 1. n Cantidad elevada de c. AMP; incrementa la glucólisis Cantidades bajas de AMP incrementan el flujo a través de la gluconeogenesis a expensas de la glucólisis 2. Control del ciclo PFK-1/fructosa 1, 6 bifosfatasa 3. Piruvato quinasa permite retención máxima de PEP
GLUCONEOGENESIS BALANCE TOTAL ENERGETICO • • 1. 2. • 1. ü Vía anabólica muy costosa desde el punto de vista energético: Por cada molécula de glucosa que se forme a partir de piruvato se requieren dos moléculas de ATP Piruvato+HCO 3 -+ATP—oxaloacetato+ADP+Pi+H 3 -fosfoglicerato +ATP--- 1, 3 -difosfoglicerato+ADP+Pi+H Se necesito un enlace rico-energético proveniente del GTP en la reacción: Oxalacetato+GTP-----PEP+CO 2+GDP+Pi Se gasto una molécula de NADH+ + H+ n la reacción: 1, 3 difosfoglicerato+NADH + H+----- gliceraldehido-3 fosfato+NADH+Pi El balance total de inversión en la síntesis de una molécula de glucosa es: ( 2 MOLECULAS DE PIRUVATO) 4 moléculas de ATP, 2 moléculas de GTP Y 2 moléculas de NADH + H+
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