Este documento describe la importancia biomédica de la gluconeogénesis y la regulación de la glucosa en la sangre. La gluconeogénesis permite la síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos en el hígado y está regulada por hormonas como la insulina y el glucagón. La concentración de glucosa en sangre se mantiene dentro de límites estrechos a través de mecanismos metabólicos y hormonales que implican al hígado, tejidos extrahepáticos y varias

3. IMPORTANCIA BIOMEDICA
 Es una ruta metabólica anabólica que permite
la biosíntesis de glucosa a partir de precursores
no glucídicos. Incluye la utilización de
varios aminoácidos, lactato, piruvato, glicerol y cualquiera
de los intermediarios del ciclo de los ácidos
tricarboxílicos (o ciclo de Krebs) como fuentes
de carbono para la vía metabólica. Todos los
aminoácidos, excepto la leucina y lalisina, pueden
suministrar carbono para la síntesis de glucosa.

4. IRREVERSIBILIDAD TERMODINAMICA
 TRAS LAS REACCIONES DE LA GLUCOLISIS EL
RETORNAR EL PIRUVATO A GLUCOSA ES DIFICIL POR
LA INEFICTIVIDAD DE CIERTAS ENZIMAS
HEXOCINASA,FOSFOFRUCTOCINASA,PIRUVATO
QINASA.

6. DEBIDO A QUE LA GLUCOLISIS Y LA
GLUCONEOGENESIS COMPARTEN LA MISMA VIA
PERO EN DIRECCIONES OPUESTAS, SU
REGULACION DEBE DE SER RECIPROCA
 Cambios en la rapidez de sintesis
enzimatica
 Modificacion covalente mediante
fosforilacion reversible
 Efectos alostericos

9. LA INDUCCION Y REPRESION DE LAS ENZIMAS
IMPORTANTES REQUIERE VARIAS HORAS
 Las enzimas que intervienen en el uso de la
glucosa se vuelven mas activas con el
exceso de glucosa.
 Las enzimas a las que se debe la
gluconeogenesis tienen baja actividad.
 La insulina intensifica sintesis de enzimas
importantes en la glucolisis.

10.  Ambas deshidrogenasas se clasifican como
enzimas adaptativas.
 La “enzima malica” y el ATP citrato liasa se
relacionan con la lipogenesis y no con la
gluconeogenesis

11. LA MODIFICACION COVALENTE POR
FOSFORILACION REVERSIBLE ES RAPIDA.
 El glucagon y adrenalina inhiben la glucolisis
y estimulan la gluconeogenesis en el higado.
 Activa la proteincinasa dependiente de cAMP
lo cual da lugar a la fosforilacion y
desactivacion de la piruvato cinasa.
 Influye en la concentracion de fructosa 2,6-
bifosfato.

12. LA MODIFICACION ALOSTERICA ES
INSTANTANEA
 La piruvato carboxilasa requiere de acetil
CoA como activador alosterico, su adicion
cambia la estructura terciaria de la proteina.
 La activacion de la piruvato carboxilasa y la
inhibicion reciproca de la piruvato
deshidrogenasa explica la accion de
oxidación de los acidos grasos.

13.  La relacion reciproca modifica el destino
metabolico cuando el tejido cambia de
glucolisis a gluconeogenesis.
 La fosfofructocinasa (fosfofructocinasa-1) es
inhibida por el citrato y ATP. Es activada por
5’-AMP.

14.  2 ADP << ATP + 5’ AMP
 Cuando se usa ATP en procesos que
requieren energia se incrementa la [AMP]
 [AMP] actua como amplificador metabolico
de un pequeño cambio en [ATP]
 Activa a la fosforilasa con lo que aumenta la
glucogenolisis.

15. LA FRUCTOSA 2,6- BIFOSFATO TIENE UNA FUNCION
UNICA EN LA REGULACION DE LA GLUCOLISIS Y
GLUCONEOGENESIS EN EL HIGADO
 Activador alosterico positivo de la
fosfofructocinasa-1 e inhibidor de la
fructosa 1,6- bifosfatasa.
 Se forma al fosforilarse la fructosa 6-
fosfato mediante la fosfofructociasa-2.

16.  Esta enzima bifuncional esta bajo control
alosterico de la fructosa 6-fosfato, al cual
estimula a la cinasa e inhibe la fosfatasa.
 En el ayuno, el glucagón estimula la
producción de cAMP, activando la
proteincinasa dependiente de cAMP, la cual
desactiva la fosfofructocinasa-2 y activa la
fructosa 2,6-bifosfatasa por fosforilacion.

17. LOS CICLOS DE SUSTRATO (INUTILES)
PERMITEN AJUSTE FINO Y RESPUESTA
RÁPIDA
Los puntos de control en la glucólisis y el
metabolismo del glucógeno incluyen un ciclo
de fosforilación y desfosforilación catalizado
por la glucocinasa y la glucosa 6-fosfatasa; la
fosfofructocinasa-1 y la fructosa 1,6-
bisfosfatasa; la piruvato cinasa, piruvato
carboxilasa y fosfoenolpiuvato carboxicinasa,
la glucógeno sintasa y fosforilasa.

18. En el músculo tanto fosfofructocinasa como la
fructosa 1,6 bisfosfatasa tienen cierta act. en
todo momento.
En reposo el índice de act. de la
fosfofructocinasa es alrededor de 10 veces +
alto que el de la fructosa 1,6-bisfosfatasa; en
anticipación de contracción musc., la act. de
ambas enzimas aumenta, la de la fructosa 1,6
bisfosfatasa 10 veces + que la de la
fosfofructocinasa.

19. Principio de
contracción
muscular
+ act.
fosfofructocinas
a
- act. fructosa
1,6
bisfofatasa
AT
P

20. LA CONCENTRACIÓN SANGUÍNEA DE
GLUCOSA ESTÁ REGULADA DENTRO DE
LÍMITES ESTRECHOS
En mamíferos ÷ 4.5 y 5.5 mmol/L}
Después ingestión carbohidratos aumentar
hasta 6.5 a 7.2 mmol/L
Inanición aminorarse hasta 3.3 a 3.9 mmol/L
Disminución repentina glucosa en sangre
causa convulsiones.
Concentración en aves bastante alta (14.0
mmol/L)
En rumiante mucho más baja (2.2 mmol/L en
ovejas, y 3.3 mmol/L en ganado vacuno).

21. LA GLUCOSA EN SANGRE PROVIENE DE LA
DIETA, LA GLUCONEOGÉNESIS Y LA
GLUCOGENÓLISIS
La digestión de los carbohidratos de la dieta
produce glucosa, galactosa y fructosa que se
transportan hacia el higado la vena porta
hepática.
La glucosa se forma a partir de 2 grupos de
compuestos que pasan por gluconeogénesis:
1) los que comprenden una conversión neta
directa en glucosa
2) los que son los productos del metabolismo
de la glucosa en los tejidos

22. Los ciclos de ácido láctico (ciclo de Cori) y de
la glucosa-alanina
Los ciclos de ácido láctico (ciclo de Cori) y de la
glucosa-alanina

23. MECANISMOS METABÓLICOS Y
HORMONALES REGULAN LA
CONCENTRACIÓN DE GLUCOSA EN SANGRE
Mantenimiento de concentraciones estables
de glucosa, incluye el hígado, los t.
extrahepáticos y varias hormonas.
Células hepáticas libremente permeables.
Células de tejido extrahepáticos relativamente
impermeables.
Transportadores de la glucosa están
regulados por insulina.

24. LA GLUCOCINASA TIENE IMPORTANCIA EN
LA REGULACIÓN DE LA GLUCOSA EN
SANGRE DESPUÉS DE UNA COMIDA
La hexocinasa tiene una baja Km baja para la
glucosa.
La glucocinasa tiene una Km mucho más baja
A concentraciones normales de glucosa en
sangre sistémica (4.5 a 5.5 mmol/L), el hígado
es un productor neto de glucosa.

25. LA INSULINA DESEMPEÑA UNA FUNCIÓN
FUNDAMENTAL EN LA REGULACIÓN DE LA
GLUCOSA EN LA SANGRE
Hormona insulina desempeña una función
fundamental en la regulación de la glucosa en
la sangre. Se produce en la células β de los
islotes de Langerhans el páncreas en respuesta
a hiperglucemia.
Estos son libremente permeables a la glucosa
mediante el transportador GLUT 2, y la glucosa
es fosforilada por la glucocinasa.

26. El aumento de glucosa en sangre
incrementa el flujo metabólico por glucólisis, el
ciclo del ácido cítrico, y la generación de ATP.
El aumento de ATP inhibe los canales de k+
sensibles a ATP, lo que causa despolarización
de la membrana celular; por ello incrementa el
flujo de entrada de Ca+ por medio de canales
de Ca2+ sensibles al voltaje.
Los fármacos sulfonilurea tolbutamida y
gliburida.
Epinefrina y norepinefrina.

27. EL GLUCAGON SE OPONE A LAS ACCIONES DE
LA INSULINA
GLUCAGON
-Hormona producida por
las células α de los
islotes pancreáticos.
-Estimulada por la
hipoglucemia.
-EN EL HIGADO:
Estimula la
glucogenolisis al activar
la fosforilasa
-El glucagon carece de
efecto sobre la
fosforilasa muscular.
-Aumenta la
gluconeogenesis a partir
de aminoácidos y lactato.
-Tanto la
gluconeogenesis
hepaticas contribuyen al
efecto hiperglucemiante
del glucagon, cuya
acción se opone a la
insulina.

29. OTRAS HORMONAS AFECTAN LA GLUCOSA EN
SANGRE
 Parte anterior de la hipófisis: secreta hormonas:
1. Hormonas de crecimiento,
2. Hormona adrenocortropica y
3. Otras “hormonas diabetogenicas”
 (↑ la glucosa en sangre) y por ello antagonizan la
acción de la insulina.
 Corteza suprarrenal: secreta glucocorticoides que
son sintetizados de una manera no regulada en el
tejido adiposo.
 (↑ la gluconeogenesis como resultado de aumento
del catabolismo hepático de aminoácidos debido a
la inducción de aminotransferasas.
 Antagonista de la insulina.

30.  Varias Citocinas secretadas por macrófagos
que infiltran el tejido adiposo también tienen
acciones antagonistas de la insulina
 Epinefrina: (Medula suprarrenal) resultado de
estímulos y lleva a la glucogenolisis en el
hígado y en el músculo debido a la estimulación
de la fosforilasa por medio de cAMP .
GLUCOGENOLISIS
 En el musculo produce incremento de la
glucolisis.
 En el hígado ocasiona liberación de glucosa
hacia el torrente sanguíneo.

31. ASPECTOS CLINICOS ADICIONALES
Cuando se supera el umbral renal para la glucosa se
produce glucosuria.
 Glucosa en sangre ↑ en cifras altas – riñones ejercen
un efecto regulador
 Glomérulos filtran de manera continua la glucosa, en
circunstancias normales se reabsorbe por completo
en los túbulos renales por transporte activo.
 En la hiperglucemia el filtrado glomerular puede
contener + glucosa que la que es posible reabsorber
→ glucosuria. Sobreviene cuando la concentración de
glucosa en sangre venosa excede alrededor de 10
mmol/L; esto se le llama umbral renal para la
glucosa.

32. LA HIPOGLUCEMIA PUEDE APARECER DURANTE
EL EMBARAZO Y EN EL RECIÉN NACIDO.
 Durante la gestación el consumo de glucosa
por el feto aumenta y hay riesgo de
hipoglucemia materna y quizá fetal.
 Los lactantes prematuros y con bajo peso al
nacer son mas susceptibles a la
hipoglucemia, porque tienen poco tejido
adiposo para que proporcione ácidos grasos
libres.

33. AL MEDIR LA TOLERANCIA A LA GLUCOSA ES
POSIBLE DETERMINAR LA CAPACIDAD DEL
CUERPO PARA UTILIZARLA.
 La tolerancia a la glucosa es la capacidad para regular su
concentración en sangre después de la administración de
una dosis de prueba de glucosa ( 1 g/kg de peso corporal)

34. DIABETES SACARINA
Se caracteriza por
disminución de la
tolerancia a la glucosa
a consecuencia de
decremento de la
secreción de la insulina
por destrucción
progresiva de células β
de los islotes
pancreáticos.
Tolerancia a la glucosa
afectada en diabetes
mellitus tipo 2
Alterada también en
donde existe daño del
hígado, infecciones, y
en respuesta a
fármacos, así como en
circunstancias de
hiperactividad de la
hipófisis o corteza
suprarrenal.
Administración de
insulina (como
tratamiento) ↓ la
concentración
sanguínea de glucosa,
y aumenta su
utilización y
almacenamiento como
glucógeno en el hígado
y el musculo.
EXCESO DE
INSULINA →
HIPOGLUCEMIA

35. EL COSTO ENERGETICO DE LA GLUCONEOGENESIS
EXPLICA PORQUE LAS DIETAS CON MUY BAJO
CONTENIDO DE CARBOHIDRATOS PROVEEN LA
PERDIDA DE PESO.
 Dietas con muy bajo contenido de carbohidratos de
20 g o menos de carbohidratos x día (ingestión
deseable: 100 a 120 g/día), pero que permiten el
consumo ilimitado de grasa y proteína , se han
promovido como un régimen eficaz para la perdida
de peso.
 Puesto que hay una demanda continua de
glucosa, habrá una cantidad considerable de
gluconeogénesis a partir de aminoácidos; el costo de
ATP vinculado debe satisfacerse entonces por medio
de la oxidación de ácidos grasos.