- La gluconeogénesis es la producción de glucosa a partir de precursores distintos del azúcar.
- La gluconeogénesis ocurre principalmente en el hígado e implica la síntesis de glucosa a partir de compuestos que no son carbohidratos.
- Cuando una célula crece en una hexosa como la glucosa y obtiene glucosa para la síntesis de polisacáridos, no hay problema.
- Pero cuando la célula crece sobre otros compuestos de carbono, se debe sintetizar glucosa. Este proceso se llama gluconeogénesis.
- La gluconeogénesis utiliza fosfoenolpiruvato, que es uno de los intermediarios de la glucólisis , como material de partida y viaja hacia atrás a través de la vía glucolítica para formar glucosa.
- Sin embargo, involucra varios pasos enzimáticos que no ocurren en la glucólisis; por tanto, la glucosa no se genera por una simple reversión de la glucólisis sola.
- Los principales precursores de la gluconeogénesis son el lactato, los aminoácidos (que forman los intermedios del ciclo del piruvato o TCA) y el glicerol (que forma la DHAP).
- La síntesis de 1 mol de glucosa a partir de 2 moles de lactato requiere una energía equivalente a aproximadamente 6 moles de ATP.
Table of Contents
Ubicación de la gluconeogénesis
Hígado, riñón e intestino; no en el músculo esquelético. La primera reacción (catalizada por la piruvato carboxilasa) tiene lugar en las mitocondrias, mientras que el resto de reacciones ocurren en el citosol.
Pasos en la gluconeogénesis
- La piruvato carboxilasa convierte el piruvato en oxaloacetato en la mitocondria.
- El oxaloacetato se convierte en malato o aspartato, que viaja al citosol y se reconvierte en oxaloacetato.
- La fosfoenolpiruvato carboxiquinasa convierte el oxalacetato en fosfoenolpiruvato.
- El fosfoenolpiruvato forma fructosa 1,6-bisfosfato mediante la inversión de los pasos de la glucólisis.
- La fructosa 1,6-bisfosfatasa convierte la fructosa 1,6-bisfosfato en fructosa-6-fosfato, que se convierte en glucosa-6-fosfato.
- La glucosa-6-fosfatasa convierte la glucosa-6-fosfato en glucosa libre, que se libera en la sangre.
Reacciones involucradas en la gluconeogénesis
- Conversión de piruvato en fosfoenolpiruvato
En el hígado, el piruvato se convierte en fosfoenolpiruvato.
- El piruvato (producido a partir de lactato, alanina y otros aminoácidos) se convierte primero en oxaloacetato mediante la piruvato carboxilasa, una enzima mitocondrial que requiere biotina y ATP.
- El oxaloacetato no puede atravesar directamente la membrana mitocondrial interna. Por lo tanto, se convierte en malato o aspartato, que puede atravesar la membrana mitocondrial y reconvertirse en oxaloacetato en el citosol.
- El oxalacetato se descarboxila mediante fosfoenolpiruvato carboxiquinasa para formar fosfoenolpiruvato. Esta reacción requiere GTP.
- El fosfoenolpiruvato se convierte en fructosa 1,6-bisfosfato mediante la reversión de las reacciones glucolíticas.
- Conversión de fructosa 1,6-bisfosfato en fructosa-6-fosfato
- La fructosa-1,6-bisfosfato se convierte en fructosa-6-fosfato en una reacción que libera fosfato inorgánico y es catalizada por fructosa-1,6-bisfosfatasa.
- La fructosa-6-fosfato se convierte en glucosa-6-fosfato mediante la misma isomerasa utilizada en la glucólisis.
- Conversión de glucosa-6-fosfato en glucosa
- La glucosa-6-fosfato libera fosfato inorgánico, que produce glucosa libre que ingresa a la sangre. La enzima involucrada es la glucosa 6-fosfatasa.
Por lo tanto, los requisitos netos para producir una molécula de glucosa son:
- Dos piruvato.
- Cuatro ATP y dos GTP.
- Dos NADH.
- Seis H 2 O
Importancia de la vía de la gluconeogénesis
- La gluconeogénesis satisface las necesidades de glucosa del cuerpo cuando no hay suficientes carbohidratos disponibles en la dieta o en las reservas de glucógeno.
- El glucógeno almacenado en el tejido adiposo y en el músculo esquelético se convierte en glucosa por glucogenólisis. Sin embargo, el glucógeno almacenado puede no ser suficiente durante el ejercicio intenso, condiciones diabéticas o durante el ayuno, etc., por lo que durante la escasez, la glucosa se sintetiza mediante el proceso de gluconeogénesis.
- Un suministro continuo de glucosa es necesario como fuente de energía, especialmente para el sistema nervioso y los eritrocitos.
- El mecanismo de gluconeogénesis se utiliza para eliminar los productos del metabolismo de otros tejidos de la sangre, por ejemplo: lactato, producido por músculos y eritrocitos y glicerol, que es producido continuamente por tejido adiposo.
Enfermedad asociada
La deficiencia de cualquiera de las enzimas gluconeogénicas conduce a hipoglucemia. La falla de la gluconeogénesis puede ser fatal.
Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.