Metabolismo de carbohidratos 4 (Gluconeogénesis) Marijose Artolozaga Sustacha, MSc

Transcripción

1 Metabolismo de carbohidratos 4 (Gluconeogénesis) Marijose Artolozaga Sustacha, MSc

2 GLUCONEOGÉNESIS

3 Gluconeogénesis Cerebro necesita 120 g de glucosa / día Cuerpo completo: 160 g / día No siempre alcanzan las reservas en forma de glucógeno. Éste se agota: Entre comidas o en ayuno prolongado Después de ejercicio fuerte Necesario sintetizar glucosa para mantener los niveles sanguíneos normales Se sintetiza en hígado (y riñón) y va por sangre a cerebro y músculo

4 Gluconeogénesis Gluconeogénesis = formación de azúcar nueva Vía de síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos. Es una ruta muy extendida: Animales, hongos, microorganismos Reacciones son esencialmente las mismas en todos los organismos en todos los tejidos

5 Gluconeogénesis Pero el contexto metabólico y la regulación difieren En mamíferos: Músculo y cerebro carecen de una enzima Principalmente en hígado (y en corteza renal) Mayoritariamente en el citosol (y mitocondria) A partir de: Lactato fermentación en músculo y eritrocitos, ciclo Cori Piruvato glicólisis Algunos aminoácidos proteínas dieta o musculares Glicerol grasas

6 Reacciones de la gluconeogénesis Hexoquinasa Fosfofructoquinasa 1 Son contrarias a las de la glicólisis: Unas (7) son la inversa Otras (3) dan un rodeo OJO: Las 2 vías son irreversibles! Piruvatoquinasa Coenzimas necesarias: ATP, GTP, NADH Lanzadera salida de mitocondria

7 Glucólisis Gluconeogénesis Reacciones de la gluconeogénesis 1a 1b 2 3

8 Reacciones de la Gluconeogénesis

9 1ª Reacción de rodeo (bypass): Glicólisis: PEP Pir ADP ATP Gluconeogénesis: 2 pasos Pir OA PEP a) Piruvato carboxilasa b) PEP carboxiquinasa CO 2 CO 2 ATP GTP ADP+Pi GDP

10 1ª Reacción de rodeo (bypass):

11 1ª Reacción de rodeo (bypass): 1-a a)piruvato carboxilasa Coenzima= Biotina Energía: ATP ADP + Pi Pir + CO 2 OA (ATP ADP+Pi) En mitocondria! Primero el Piruvato oentra en la mitocondria ose produce ahí a partir de la Alanina (transaminasa) Luego el oxalacetato puede: - salir malato y NADH! (lanzadera) - queda dentro... siguiente reacción Regulación: Necesita Acetil CoA = efector + (Acetil CoA la cél ya está usando otras fuentes de energía=ác.grasos)

12 1ª Reacción de rodeo (bypass): 1-b b) PEP carboxiquinasa Necesita Mg ++ Fosforila con GTP OA PEP + CO 2 (GTP GDP) En el citosol! Oxalacetato y NADH salen de la mitocondria Formación del PEP en el citosol En mitocondria! Oxalacetato y NADH se quedan en la mitocondria Formación del PEP en la mitocondria

13 1ª Reacción de rodeo (bypass): b) PEP carboxiquinasa Así sale NADH, que se necesitará en esta vía En el citosol! Oxalacetato y NADH salen de la mitocondria: Lanzadera! Formación del PEP en el citosol Cuando el precursor de la vía es el Piruvato

14 1ª Reacción de rodeo (bypass): b) PEP carboxiquinasa El NADH, que se necesitará en esta vía, ya se encuentra en el citosol En mitocondria! Formación del PEP en la mitocondria El oxalacetato no sale de la mitocondria, ni el NADH! El PEP sale de la mitocondria (por transportadores) Cuando el precursor de la vía es el Lactato

15 1ª Reacción de rodeo Dos rutas del Pir al PEP según el precursor sea: Piruvato ( Alanina ) Lactato: - Producido en eritrocitos o en músculo por ejercicio anaerobio - Llega al hígado: Lactato DH Piruvato y NADH en el citosol

16 2ª Reacción de rodeo Glicólisis: F-6-P F-1,6-diP ATP ADP (quinasa) Fructosa-1,6-difosfatasa Gluconeogénesis: F-1,6-diP F-6-P Pi (Fosfatasa= hidrolasa) Glucólisis Gluconeo génesis

17 3ª Reacción de rodeo, última de la gluconeogénesis Glicólisis: Glucosa G-6-P ATP ADP (quinasa) Gluconeogénesis: G-6-P Glucosa Gluconeo génesis Glucólisis Pi (Fosfatasa= hidrolasa) Glucosa-6-fosfatasa Dónde está esta enzima?

18 3ª Reacción de rodeo, última de la gluconeogénesis La Glucosa-6-fosfatasa está: Sólo en hígado En el retículo endoplasmático Se separa esta reacción de las de la glicólisis (La fosfatasa abortaría la glicólisis) Músculo no tiene la enzima: No puede exportar glucosa Glucosa sale a la sangre

19 Balance energético de la Gluconeogénesis Es muy cara pero esencial: 2 Piruvato 1 Glucosa Gasta: 4 ATP 4 ADP 2 GTP 2 GDP 4 H 2 O 6 Pi 2 NADH+H + 2 NAD + Total: 6 ATP y 2 NADH / 1 glucosa

20 Otros precursores glucogénicos Aminoácidos: Casi todos los aá se convierten en o piruvato o intermediarios del ciclo de Krebs Oxalacetato Gluconeogénesis Glicerol glicerol-3-p Dihidroxiacetona-P

21 Regulación de la gluconeogénesis Regulación hormonal y alostérica Depende de Gluconeogénesis ocurre en: ayuno ejercicio prolongado dieta alta en proteínas estrés - La disponibilidad de sustratos glucogénicos, ej: - ejercicio lactato - estrés glicerol de adipocitos - dieta de proteínas aminoácidos glucogénicos - La actividad de enzimas clave de las vías - La cantidad de ciertas enzimas clave

22 Regulación glucólisis - gluconeogénesis Debe ser coordinada y recíproca: si aumenta una vía, baja la otra Regulación: alostérica hormonal activación e inactivación por modificación covalente (fosforilación y defosforilación) enzimas inducidas

23 Regulación glucólisis - gluconeogénesis Ej: ayuno, insulina, glucagón: - (glucagón AMPc): - Las 3 enz claves de Gluconeogénesis son inducidas - La Pir Quinasa de la Glicólisis es fosforilada= inactiva - Fosforila la Fosfosfructoquinasa2 = enzima reguladora - Se liberan los ác.grasos del tejido adiposo hígado b-oxidación acetil-coa Krebs energía = ATP Activador de la Pir Carboxilasa de la gluconeogénesis Pir oxalacetato Inhibidor de la PirDH (se fosforila): Piruvato no pasa a acetil CoA y Krebs Inhibidor de la Fosfosfructoquinasa1 de la glicólisis

24 Regulación glucólisis - gluconeogénesis Glucagón hace que baje la concentración de F 2,6-diP Glucólisis, gluconeogénesis

25 Regulación glucólisis - gluconeogénesis Ej: Fosfosfructoquinasa2 = enzima reguladora Enzima con dos actividades opuestas: -Fosfosfructoquinasa2 es activa cuando está defosforilada: -Fructosa-2,6-Difosfatasa es activa cuando está fosforilada Activador alostérico de la Fosfofructoquinasa1 de la glicólisis y también inhibidor de la fosfatasa de la gluconeogénesis defosforilada Ocurre si el glucagón está bajo!! Si está alto ocurre lo contrario. fosforilada