GlucoNEOgénesis: síntesis de glucosa a partir de piruvato, lactato, glicerol y aminoácidos

¿Qué es la glucogénesis y cuáles son sus sustratos?

Resumen de la sección: En esta sección, se habla sobre qué es la glucogénesis y los sustratos que se utilizan para formar glucosa.

Glucogénesis

• La glucogénesis es el proceso mediante el cual se forma glucosa a partir de componentes o sustratos que no son carbohidratos.

• Los sustratos de la glucogénesis pueden ser el piruvato, lactato, glicerol y ciertos aminoácidos.

• La glucogénesis ocurre en el hígado, riñones y células epiteliales del intestino delgado.

Sustratos para la Glucogénesis

• Los aminoácidos que son sustratos para la gluconeogénesis se les denomina aminoácidos glucógeno cos.

• Un ejemplo de un aminoácido glucógeno co es la leucina.

Vasos enzimáticos de la Glucogenólisis

Resumen de la sección: En esta sección, se habla sobre los vasos enzimáticos de la gluconeogénesis.

Reversión de las reacciones irreversibles

• La gluconeogénesis consiste en una serie de reacciones que convierten dos moléculas de piruvato nuevamente en una molécula de glucosa.

• Tres reacciones en la gluconeogénesis son irreversibles. Por lo tanto, hay enzimas únicas capaces de revertir estas reacciones.

Conversión de Piruvato a Oxaloacetato

• El piruvato como sustrato de la gluconeogénesis tiene que irse primero a la mitocondria porque no puede convertirse en fosforilado por la enzima de la glucólisis, la piruvato quinasa.

• La piruvato carboxilasa convierte el piruvato en oxaloacetato gracias a la adición de dióxido de carbono al piruvato.

Enzimas exclusivas del ciclo de Krebs y Glucogenólisis

Resumen de la sección: En esta sección, se habla sobre las enzimas exclusivas del ciclo de Krebs y gluconeogénesis.

Malato

• Una vez que hemos formado el oxaloacetato, este se va a convertir en malato gracias a la enzima del ciclo de Krebs, malatodeshidrogenasa.

• El malato es exportado al citosol donde se convierte nuevamente en oxaloacetato y aquí es donde se requiere nada oxidado.

Fosfoenolpiruvate (PEP)

• Finalmente, el oxalacetaro acetilo pasa a dos fosfogliceratos y estos pasan a tres fosfogliceratos.

• El 3-fosfoglicerol se convierte en PEP mediante una serie de reacciones para formar una glucosa que tiene seis carbonos.

Limitantes para convertir Fructosa 6-Fosfato en Glucosa Libre

Resumen de la sección: En esta sección, se habla sobre las limitantes para convertir fructosa 6-fosfato en glucosa libre.

Glucosa 6-Fosfato

• La glucosa 6-fosfato requiere de la enzima glucosa 6 fosfatasa para convertirse en glucosa libre.

• Esta enzima se encuentra principalmente en el hígado, la corteza renal y los enterocitos del intestino delgado.

Enzimas exclusivas de la Gluconeogénesis

• Para que dos moléculas de piruvato se conviertan en una molécula de glucosa, se requieren enzimas exclusivas de la gluconeogénesis.

• Estas incluyen: piruvato carboxilasa, fosfoenolpiruvato quinasa, fructosa 1,6-bifosfatasa y glucosa 6-fosfatasa.

Células sin mitocondrias y glucogénesis

Resumen de la sección: En esta sección se habla sobre cómo las células sin mitocondrias en el hígado convierten el lactato en piruvato, que luego se convierte en glucosa a través de la glucogénesis. También se explica cómo los triglicéridos del tejido adiposo pueden ser utilizados como sustratos para la formación de glucosa.

Conversión de lactato a piruvato

• Las células sin mitocondrias en el hígado convierten el lactato en piruvato gracias a la enzima lactato deshidrogenasa.

• Se requiere NADH oxidado para este proceso.

Glucogénesis

• El piruvato generado por la conversión del lactato sigue una serie de reacciones que finalmente dan lugar a la formación de glucosa.

• La glucógeno génesis utiliza glicerol como sustrato para formar glucosa durante condiciones prolongadas de ayuno.

• Los triglicéridos del tejido adiposo son convertidos en glicerol, que entra al proceso de gluconeogénesis.

• El glicerol es convertido a glicerol 3-fosfato gracias a la enzima glicerol quinasa, utilizando ATP.

• Glicerol 3-fosfato es convertido a dihidroxiacetona fosfato gracias a la enzima glicerol 3-fosfato deshidrogenasa, utilizando NADH oxidado.

• La dihidroxiacetona fosfato puede convertirse rápidamente en gliceraldehído 3-fosfato, que finalmente se fusiona para formar fructosa 1,6-bisfosfato.

• Los pasos siguientes dan lugar a la formación de glucosa libre.

Aminoácidos y gluconeogénesis

Resumen de la sección: En esta sección se explica cómo los aminoácidos pueden ser utilizados como sustratos para la gluconeogénesis durante el ayuno prolongado e inanición. Se mencionan algunos aminoácidos que son considerados "glucogénicos" porque pueden ser convertidos en intermediarios del ciclo de Krebs o en piruvato.

Conversión de aminoácidos a piruvato

• Durante la degradación de proteínas, los aminoácidos son liberados y pueden ser utilizados como sustratos para la gluconeogénesis.

• La alanina puede convertirse en piruvato mediante reacciones de transaminación o desaminación oxidativa.

• El piruvato generado sigue las mismas reacciones que hemos visto previamente para dar lugar a la formación de glucosa.

Otros aminoácidos "glucogénicos"

• Algunos aminoácidos no necesariamente se convierten en piruvato, sino que pueden ser convertidos en intermediarios del ciclo de Krebs.

• La metionina y la valina pueden convertirse en succinil-CoA, un intermediario del ciclo de Krebs.

• El ácido aspártico también puede entrar al ciclo de Krebs convirtiéndose en oxalacetato.

• Los sustratos de la glucogénesis pueden dar lugar a la formación de glucosa, que luego puede ser transportada desde el espacio intracelular hacia el espacio extracelular mediante transportadores de glucosa.