Sustratos de la gluconeogénesis

1.- Lactato, producido fundamentalmente mediante laglucólisis en el músculo esquelético y los eritrocitos

Durante el ejercicio intenso se movilizan las reservas deglucógeno y la glucosa-6-fosfato se convierte enpiruvato con mayor rapidez de lo que pueda alcanzar suulterior matabolismo a través de la piruvatodeshidrogenasa y del ciclo de ácido cítrico. Como elpiruvato es muy abundante la enzima lactatodeshidrogenasa lo reduce rápidamente a lactato. Esteproceso se denomina Ciclo de Cori.

2.- El aminoácido específico alanina,producido en el músculo mediante el cicloglucosa alanina.

En un proceso paralelo, denominado Cicloglucosa-alanina, el piruvato de los tejidosperiféricos experimenta unatransaminación a alanina que se devuelveal hígado y se utiliza para lagluconeogénesis.

3.- Los aminoácidos generados a partir de

proteínas de la dieta o a partir de la degradación

de las proteínas musculares durante la

inanición.

Los aminoácidos capaces de convertirse en

glucosa se denominan glucogénicos. Durante el

ayuno, el catabolismo de las proteínas

musculares constituye la principal fuente de

mantenimiento de las concentraciones normales

de glucosa en sangre

4.- El propianato, procedente de la degradación

de algunos ácidos grasos y aminoácidos

En todos los organismos la propionil-CoA se

genera, bien a partir de la degradación de

algunos aminoácidos o bien a partir de la

oxidación de los ácidos grasos que tienen un

número impar de átomos de carbono. Esta

propionil-CoA entra en la gluconeogénesis a

través de su conversión en succinil-CoA y de

esta a oxalacetato.

5.- El glicerol procedente del catabolismo de las grasas.

Es muy importante señalar que los lípidos son malosprecursores gluconeogénicos. El catabolismo de lostriacilgliceridos produce ácidos grasos y glicerol. Losácidos grasos sufren una -oxidación para produciracetil-CoA el cual en los animales no puede convertirseen piruvato ni en ningún otro precursor gluconeogénico,por lo tanto no pueden experimentar una conversiónneta en hidratos de carbono. En consecuencia en ladegradación de las grasas el único producto que puedeentrar en la gluconeogénesis es el glicerol. Esteexperimenta una fosforilación, seguida dedeshidrogenación para producir dihidroxicetona fosfato

Etapas de la gluconeogénesis

• Para que una ruta metabólica pueda darse sin dificultadsu G’ debe ser fuertemente negativo para el conjuntode la ruta. En el caso de la glucólisis, desde la glucosahasta el piruvato el G’ es aproximadamente –96KJ/mol, dado que tres de sus reacciones de la rutaglucolítica son muy negativas (exergónicas)presentándose en forma irreversible. Estas son lacatalizada por la hexoquinasa, la fosfofructoquinasa y lapiruvato quinasa.

• Para que la gluconeogénesis pueda desarrollarse senecesitan distintas enzimas que puedan evitar las tresreacciones irreversibles catalizándolas en la dirección dela síntesis de glucosa

Paso 1 Conversión del piruvato en fosfoenolpiruvato

A.- La enzima piruvato carboxilasa cataliza la

conversión dependiente de ATP y de Biotina,

del piruvato en oxalacetato

Piruvato + CO2 +H2O + ATP Oxalacetato + ADP + Pi + 2H+

Gº’ = -2,1 KJ/mol

La enzima requiere de manera absoluta

acetil-CoA como activador alostérico.

B.- El oxalacetato a través de la acción de la

fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PEPCK)

da fosfoenolpiruvato

Oxalacetato + GTP Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP

Gº’ = +2,9 KJ/mol

• La reacción global es la siguiente

Piruvato + ATP + GTP + H2O

Fosfoenolpiruvato + ADP + GDP +Pi + 2H+

Gº’ = +0,8 KJ/mol

Paso2. Conversión de la fructosa 1,6-bisfosfato en

fructosa 6-fosfato

• La reacción que tiene lugar en este pasoconsiste en una simple reacciónhidrolítica, catalizada por la fructosa-1,6-bisfosfatasa.

Fructosa-1,6-bisfosfato + H2O

Fructosa-6-fosfato + Pi

Gº’ = -16,3 KJ/mol

Paso 3. Conversión de la glucosa-6-fosfato en glucosa

• A través de la enzima glucosa-6-fosfatasa

se produce una reacción de hidrólisis

Glucosa-6-fosfato + H2O Glucosa + Pi

Gº’ = -12,1 KJ/mol

Gº’ = -47,6 KJ/mol

Regulación de la gluconeogésis

La glicólisis y la gluconeogénesis están

reguladas de forma coordinada y

reciproca.

Primer punto de control, piruvato.

• Piruvato carboxilasa →

activada por acetil-CoA

• Piruvato deshidrogenasa →

inhibida por acetil-CoA

El segundo punto de control

Fructosa 1,6-bifosfatasa →

inhibida AMP

Fosfofructoquinasa → activada

AMP y ADP

→ inhibida

ATP y citrato

El tercer punto de control

• La glucosa-6-fosfatasa no tiene un control

alostérico conocido

• La actividad intracelular se controla por la

concentración del sustrato glucosa-6-

fosfato