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METABOLISMO DE LOS
CARBBHIDRATOS
GLUCONEOGENESIS
METABOLISMO DE LOS
CARBOHIDRATOS
GLUCONOEGENESIS

Definición;

la formación de moléculas
nuevas de glucosa o glicógeno
a partir de precursores que no
son hidratos de carbono
Sustratos principales:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
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
Acidosis metabólica e inanición ; riñón
(corteza renal)
Citoplasma/mitocondria
La falla de la gluconeogenesis; la muerte
Consume energía ( requiere de la hidrólisis
de 6 enlaces de fosfato de alta energía)
METABOLISMO DE LOS
CARBOHIDRATOS
GLUCONEOGENESIS

1.
2.
3.
Reacciones ( se utilizan vías alternas);
Síntesis de PEP (fosfoenolpiruvato)
Conversión de la fructosa -1-6 bifosfato en
fructosa-6-fosfato
Formación de glucosa a partir de glucosa6-fosfato
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)

A.
B.
1.
2.
2 enzimas
Piruvatocarboxilasa
PEP carboxiquinasa
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)

La piruvato carboxilasa
(mitocondrial)
convierte el
piruvato en
oxalacetato (OAA)


Requiere de la
coenzima biotina
Requiere de HCO3como donador de CO2
y una molécula de ATP
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
GLUCONEOGENESIS
SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)



El oxalacetato (OAA)
se descarboxila y
fosfórila por la PEP
carboxiquinasa en una
reacción impulsada por
la hidrólisis de la
guanosina trifofosfato
( GTP)
El GTP dona grupos
fosfato y mg+
La reacción libera CO2
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
GLUCONEOGENESIS
SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO ( PEP)

La membrana mitocondrial es
impermeable al OAA

Las células que carecen de PEP
carboxiquinasa mitocondrial

Transferencia del OAA al
citoplasma

Lanzadera de malato


:
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

La fructosa -1,6 –
bifosfatasa; cataliza esta
conversion



Irreversible en condiciones
celulares
Se encuentra en el hígado,
riñones y músculo
esquelético
Falta en el corazón y
músculo liso
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
GLUCONEOGENESIS
FORMACION DE GLUCOSA A PARTIR DE
GLUCOSA – 6-FOSFATO



La glucosa-6-fosfatasa;
solo se encuentra en el
hígado y riñón
Cataliza la reacción
irreversible de la
glucosa-6-fosfato para
formar; glucosa + Pi
La glucosa se libera a
la sangre
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
GLUCONEOGENESIS
SUSTRATOS GLUCONEOGENICOS





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




EL glicerol:
Producto del metabolismo
de las grasas en el tejido
adiposo
Se transporta al hígado en
donde se convierte en
glicerol-3-fosfato por la
glicerolquinasa (hepática)
La 0xidacion del glicerol-3fosfato para formar DHAP
se produce cuando las
concentraciones
citoplasmáticas de NAD+
son elevadas
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
SUSTRATOS GLUCONEOGENICOS
CICLO GLUCOSA-ALANINA




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 r3eacciones de
transaminacion con
participación de
glutamatoalanina transaminasa
METABOLISMO DE LOS
CARBOHIDRATOS
REGULACION DE LA GLUCONOEGENESIS

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

Efectos alostericos:
Cuatro enzimas
claves :
1.
2.
3.
4.
Piruvato carboxilasa
PEP carboxiquinasa
Fructosa – 1,6bifosfatasa
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




Hexocinasa/glucocinasa
Hexocinasa:tiene una Km baja
para la glucosa (alta afinidad) en el
hígado se satura y actúa a una
velocidad constante condiciones
normales
Glucocinasa:Km mucho mas alta (
baja afinidad)para la glucosa, su
afinidad aumenta por arriba del
alcance fisiológico de
concentraciones de glucosa
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







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

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

1.
2.
Inhiben ;
Adrenalina
noradrenalina
METABOLISMO DE LOS
CARBOHIDRATOS
EFECTO DEL GLUCAGON
(EFECTO HIPERGLICEMICO )
Producida en las células A de los
islotes pancreáticos
 La hipoglicemia estimula su secreción
 Estimula la glucógenolisis al acelerar la
fosforilasa en el hígado
 Aumenta la gluconeogenesis a partir
de aminoácidos y el lactato
 Actúa generando cAMP

METABOLISMO DE LOS
CARBOHIDRATOS
EFECTO HIPERGLICEMICO

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

Conduce a la síntesis de moléculas nuevas:




1.
2.
3.
PEP carboxilasa
Fructosa 1-6 bifosfato
Glucosa – 6-fosfato
METABOLISMO DE LOS
CARBOHIDRATOS
EFECTO HORMONAL

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)







1.
2.
Medula suprarenal:
Producen glucógenolisis en el hígado y el músculo
Estimulando la fosforilasa
Genera CAMP
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.

Cantidad elevada de cAMP;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.

1.

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+HCO3-+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+CO2+GDP+Pi
Se gasto una molécula de NADH+ + H+ n la reacción:
1,3 difosfoglicerato+NADH + H+----- gliceraldehido-3fosfato+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+