Bioquímica. Facultad de medicina

1. METABOLISMO DE LOS
CARBBHIDRATOS
GLUCONEOGENESIS

2. 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. Aminoácidos glucogénicos
(alanina)
2. Alfa-cetoacidos ( moléculas que
derivan de los aminoácidos
3. Lactato ( se produce en el
músculo esquelético y el
eritrocito)
4. Glicerol ( proviene del
catabolismo de los
triacilgliceroles)
5. Piruvato ( se genera de la
glicólisis)
6. Propianato ( ácido graso
glucogénico en rumiantes)

3. 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)

4. GLUCONEOGENESIS

5. METABOLISMO DE LOS
CARBOHIDRATOS
GLUCONEOGENESIS
 Reacciones ( se utilizan vías alternas);
1. Síntesis de PEP (fosfoenolpiruvato)
2. Conversión de la fructosa -1-6 bifosfato en fructosa-6-
fosfato
3. Formación de glucosa a partir de glucosa-6-fosfato
Cada una de estas reacciones anteriores esta emparejada
con una reacción opuesta irreversible en la glicólisis (ciclo
de sustrato)

6. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
GLUCONEOGENESIS
SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO ( PEP)
 2 enzimas
A. Piruvatocarboxilasa
B. PEP carboxiquinasa
La célula realiza una
gran inversión
energética, se
consumen dos
enlaces rico-
energéticos
1. ATP – mitocondrial
2. GTP - citosol

7. 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 HCO3-
como donador de CO2
y una molécula de ATP

8. 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

9. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
GLUCONEOGENESIS
SINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATP ( 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 – alfa-
cetoglutarato mitocondrial

10. 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

11. 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

12. 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

13. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
GLUCONEOGENESIS
SUSTRATOS GLUCONEOGENICOS
 EL glicero:
 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-3-
fosfato para formar DHAP
se produce cuando las
concentraciones
citoplasmáticas de NAD+
son elevadas

14. 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

15. 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

16. METABOLISMO DE LOS
CARBOHIDRATOS
REGULACION DE LA GLUCONEOGENESIS
 Efectos alostericos:
Cuatro enzimas
claves :
1. Piruvato carboxilasa
2. PEP carboxiquinasa
3. Fructosa – 1,6-
bifosfatasa
4. Glucosa-6-fosfatasa

17. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
REGULACION GLUCONEOGENESIS Y GLICOLISIS
LA CAPTACION DE LA GLUCOSA EN LOS TEJIDOS EXTRAHEPATICOS
LIMITA LA VELOCIDAD DE SU USO

18. 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

19. 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

20. METABOLISMO DE LA GLUCOSA
EFECTO DE LA INSULINA
 Estimulación;
1. Hiperglicemia (aumento de
la glucosa en la sangre)
2. Aminoácidos
3. Ácidos grasos libres
4. Cuerpos cetónicos
5. Glucagon
6. Secretina
7. Sulfonilurea
8. Tolbutamida
9. Gliburido
10. Aumento del ATP en la
célula beta pancreática
 Inhiben ;
1. Adrenalina
2. noradrenalina

21. 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

22. 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. PEP carboxilasa
2. Fructosa 1-6 bifosfato
3. Glucosa – 6-fosfato

23. 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)

24. 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)
 Medula suprarenal:
 Producen glucógenolisis en el hígado y el músculo
 Estimulando la fosforilasa
 Genera CAMP
1. Adrenalina
2. noradrenalina

25. 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

26. 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

27. GLUCONEOGENESIS
BALANCE TOTAL ENERGETICO
 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
1. Piruvato+HCO3-+ATP—oxaloacetato+ADP+Pi+H
2. 3-fosfoglicerato +ATP--- 1,3-difosfoglicerato+ADP+Pi+H
 Se necesito un enlace rico-energético proveniente del GTP
en la reacción:
1. Oxalacetato+GTP-----PEP+CO2+GDP+Pi
 Se gasto una molécula de NADH+ + H+ n la reacción:
1. 1,3 difosfoglicerato+NADH + H+----- gliceraldehido-3-
fosfato+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+