GLUCOGENOLISIS Y GLUCOGENOGENESIS

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En estados de inanición no solamente se degrada el tejido adiposo para producir glucosa, también es
sustrato de la gluconeogénesis los aminoácidos de las proteínas de los tejidos musculares o
epidérmicos.
1. Los aminoácidos provienen de la proteína muscular o epidérmica, que por vía sanguínea, llegan a
los órganos gluconeogénicos, en este caso, el hígado.
2. Se transamina la Alanina en citoplasma del hepatocito con la participación de un αCetoácido, el
cual será un αCetoglutarato (αKG) que procede de la matriz mitocondrial, y de esta manera, se
convierte la Alanina en Piruvato, y el αKG, se convierte en Glutamato, el cual ingresa a la matriz
junto con el Piruvato.
3. La Piruvato carboxilasa transforma el Piruvato en AOA, con gasto de energía, en una reacción
biotinodependiente.
4. El AOA se convierte en Malato gracias a la Malato deshidrogenasa y con la presencia de NAD,
reducido, el cual será aportado por la Desaminación oxidativa del Glutamato porque cuando se
hace el proceso de gluconeogénesis
a partir de aminoácidos, se está
imponiendo una carga de nitrógeno
al hígado, que él debe detoxicar en
el Ciclo de urea. Entonces, el
Glutamato que es desaminado
dentro de la mitocondria en forma αKG, es el mismo que sale hacia el citosol y participa en la
reacción de transaminación de la Alanina. Y como se observa en la imagen, este proceso está
generando una carga de amonio, que se dirige al Ciclo de la urea.
5. Otra molécula de Alanina entra a la mitocondria y forma AOA, pero en este caso, tomará la segunda
estrategia, y saldrá como Aspartato (ASP) porque éste será utilizado en el ciclo de la úrea para
detoxicarse del amoniaco, y entonces, será convertido en Fumarato.
6. El Fumarato se convierte en Malato gracias a la enzima Fumarasa. De esta manera ahora se tienen
dos molecuals de Malato
7. Este 2Malato, se convierte en
2AOA gracias a la Malato
deshidrogenasa.
8. El 2AOA, se transforma en
Fosfoenol piruvato, gracias a la
Fosfoenol piruvato carboxi
quinasa con el gasto del 2GTP. El
Fosfoenol pirtuvato es
convertido a 2 Fosfoglicerato,
gracias a la Fosfoglicerato
mutasa.
9. Se continua con el proceso de la
misma manera desde el numeral
6, descrito en el CICLO DE CORI.
Proceso de conversión de dos moléculas de alanina en Fosfoenol piruvato, con la respectiva
desintoxicación del amoniaco. Proceso que ocurre en la matriz mitocondrial y el citoplasma
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No solamente la alanina como aminoácido se convertirá en
glucosa, existen varios aminácidos que serán los
encargados de convertirse en glucosa, estos reciben el
nombre de Aminoácidos gluconeogénicos, los cuales son,
alanina, cisteína, glicina, serina, treonina y triptófano. Todo
lo que sea susceptible metabólicamente a convertirse en
piruvato o en oxaloacetato se puede convertir en Glucosa.
El triptófano es mixto, solo la cadena lateral se convierte
en piruvato, que en el proceso de síntesis de Nicotinato por
la Quinureninasa, sale como alanina, la cual se convertirá
en piruvato y la otra se convierte AcetilCoA.
El aspartato se convierte en oxaloacetato por
transaminación.
La Fenilanania y Tirosina entran al ciclo de Krebs para
convertirse en Oxaloacetato por el Fumarato
La isoleucina, metionina y valina, entran por la vía del
SuccinilCoA.
La arginina, el glutamato, la glutamina, la histidina y la
prolina se convierte en Oxaloacetato por el
αCetoglutarato.
2.4 GLICEROL
A parte de las proteínas muscular y epidérmica para obtener aminoácidos gluconeogénicos que se está
degradando, también se degrada el tejido adiposo el cual contiene triglicéridos, la principal forma de
almacenamiento de grasas, por eso cuando se dirige a hacer gluconeogénesis, se hace lipólisis de los
triglicéridos, dando como resultado, ácidos grasos y glicerol.
Los ácidos grasos de cadena par NO pueden formar glucosa. Cuando se da el proceso de β-oxidación,
el ácido graso de cadena par se divide en unidades dos carbonos, los cuales son AcetilCoA, por eso el
producto de la β-oxidación de este tipo de ácidos grasos es el AcetilCoA. El complejo enzimático de
Piruvato deshidrogenasa es capaz de transformar irreveriblemente el piruvato a AcetilCoA, por eso NO
hay ninguna reacción capaz de convertir AcetilCoA en piruvato, por ésta razón los ácidos grasos de
cadena par no son capaces de producir glucosa.
2.4.1 En el caso del Glicerol, sí se puede transformar en glucosa, porque el Glicerol al llegar al hígado
gracias a la Glicerol quinasa, es convertido en Glicerol 3-P, y este es convertido en
Ciclo de Cahill.
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Dihidroxiacetona fosfato, gracias a la Glicerol 3-P deshidrogenasa para que a partir de esta
manera se dé el proceso de gluconeogénesis.
2.5 PROPIONATO
Es un sustrato poco importante de la gluconeogéneisis que procede de la β-oxidación de ácidos grasos
de cadenas impares gracias a que cuando se da este proceso, en su último ciclo se obtendrá una
molécula de AcetilCoa y una molécula de PropionilCoA. Entonces, el PropionilCoA se convierte en D-
Metil MalonilCoA por la PropionilCoA carboxilasa. Luego con una racemasa el D-Metil MalonilCoA es
convertido en L-Melil Malonil CoA por una Racemasa, y este último sustrato se convierte a SuccinilCoA
por una mutasa, el cual entra en el Ciclo de Krebs donde se convierte oxaloacetato para darle paso a
la gluconeogénesis.
 Regulación de Gluconeogenesis.
La velocidad de la gluconeogénesis también está regulada por la β-oxidación de los ácidos grasos de la
misma manera que glucólisis, pues el ATP gastado en la gluconeogénesis también es aportado por la β-
oxidación.
El alcohol inhibe la gluconeogénesis porque más del 90% de la carga etanólica que se consume, es
metabolizada por el hígado y dentro de los sistemas metabolizantes, está el sistema del Alcohol
deshidrogenasa, y cuando estas oxidan el etanol a Acetaldehido, generan NADH+H+ reducido.
1. Al elevarse el cociente citoplasmático en favor del NAD reducido, bajaran los niveles de NAD oxidados,
los cuales afectaran la reacción de conversión de Piruvato – Lactato, desplazándola hacia la alta
conversión de Lactato y no de Piruvato, es decir el lactato no se puede convertir en piruvato, y si esto
no sucede, no se puede dar la gluconeogénesis.
2. Al haber exceso de NAD reducido, la reacción catalizada por la Malato deshidrogenasa estará desplaza
hacia la formación de Malato y no de Oxaloacetato, y esto conlleva a que la Alanina y el Piruvato no se
puede convertir glucosa. Por eso se dice que el alcohol predispone a la hipoglucemia, la cual genera
daños severos en Sistema Nervioso Central, esta es la razón de que consumir alcohol en ayuno es una
mala práctica, además de ser malo de darle alcohol a los niños, debido a que la reserva de glucógeno
hepático de los niños es menor que a la del adulto, y si la gluconeogénesis está inhibida, conlleva a l
niño a una hipoglucemia inmediata.
3. GLUCOGENOLISIS Y GLUCOGENOGENESIS
La glucogenogénesis es el proceso por el cual se sintetiza glucógeno a partir de glucosa, la glucogenolisis
es el proceso por el cual se degrada el glucógeno para formar Glucosa libre y Glucosa 6-P, todo esto
dependerá si el tejido tiene actividad de Glucosa 6 fosfatasa, si tiene Glucosa 6 fosfatasa, el resultado
será Glucosa libre y si carece de la enzima, el proceso será Glucosa 6-P. Muchos son los órganos que
metabolizan el glucógeno, el cual cobra importancia en el hígado y el musculo, donde tiene una
duración media de 24 horas, su función será necesaria en momentos entre comidas. El objetivo del
glucógeno hepático es el torrente sanguíneo, mientras que el objetivo del glucógeno muscular tomará
dos objetivos finales y uno común, el común es la fabricación energía, pero si el musculo está en
condiciones anaerobias también producirá lactato, pero si está en condiciones aerobias, aparte de
energía su producto será CO2 y agua.
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Si se habla del proceso de glucógeno hepático, el proceso por el cual mantendrá la glicemia normal
durante las comidas y durante el sueño es la glucogenolisis. Y el proceso que mantiene la glicemia
normal en el momento de las comidastras las cargas de glucosa es la gluconeogénesis.
El momento por el cual la glucogenogénesis del musculo cobrará importancia cuando se esté en estado
de reposo y se genere una alta carga de glucosa sanguínea. El fosfato de creatina, el ATP serán los
necesarios como reserva en los momentos de alta potencia pero de alta potencia pero de corta
duración, como es el caso de la halterofilia. En el caso de ejercicio de potencia moderada pero de alta
duración, el musculo prefiere como reserva los ácidos grasos, como es el caso del maratonismo.
La enzima que regulará el proceso de la glucogenogénesis es la Glucógeno sintasa, mientras que en la
glucogenolisis es la Glucogeno fosforilasa.
3.1 GLUCOGENOGÉNESIS
1. La glucosa que llega de la sangre al tejido, es fosforilada dentro del tejido a Glucosa 6-P.
2. Debido a la concentración de Glucosa 6-P la cual se encuentra aumentada, la reacción catalizada
por la Fosfoglucomutasa se encontrará desplazada a la formación de Glucosa 1-P.
3. La Glucosa 1-P se activa con el nucleótido de Uridin trifosfato UTP, para que esa mol de Glucosa 1-
P pueda llevarse al proceso de la glucogenogénesis, entonces la Glucosa Uridintransferasa, permite
unir la Glucosa 1-P al nucleótido, para formar Uridin difosfato D-Glucosa.
4. La Glucogeno Sintasa después de la formación de la Uridin difosfato D-Glucosa, podrá unir
moléculas de Glucosa a un Preparador (Primer) o cebador, el cual es un oligosacárido, al extremo
no reductor (Moléculas de glucosa unidas con enlaces de α1-4 y en el punto de ramificación, hay
enlaces α1-6), porque tiene un extremo no reductor y uno reductor, y será reductor porque su
carbono anomérico libre tiene su grupo hidroxilo libre (Aldehido), capaz de reducir las sustancias
alcalinas de cobre; mientras que el extremo no reductor es tal porque la molecula de glucosa ha
comprometido su grupo hidroxilo en la formación de un enlace O-glicosídico.
5. Cada vez que se produzca esta reacción se libera UDP, pero para esto se necesita que el UDP se
transforme en UTP, lo cual se logra con la reacción del UDP con el ATP gracias a la Nucleósido
difosfato quinasa para obtener así UTP + ADP.
6. Cuando se alcanzan bloques de 7 a 12 unidades de Glucosa unidas por la Glucogeno sintasa, llega
la Enzima Ramificante para cortar dicho bloque y transferirlo 4 unidades por encima de un punto
de ramificación. Al darse la transferencia, el extremo visible sigue siendo “no reductor”, por lo
tanto puede seguir trabajando la Glucógeno sintasa.
Se justifica el consumo de ATP porque la célula no puede almacenar monosacáridos libres, porque
estos son sustancias osmóticamente activas, esto quiere decir, que aparte almacenar glucosa,
almacenaría agua, lo cual sería malo porque la célula podría entrar en lisis. Se les dice osmóticamente
activa por los grupos hidroxilo.
La primera teoría, sobre el origen del Preparado o Primer dice que el proceso de la glucogenolisis no
acaba con todo el glucógeno, dejando un núcleo, o sea, simplemente se hace una poda del glucógeno.
Es conocida como la Teoría de la inmortalidad del glucógeno
La segunda teoría, la más aceptada, dice que existen las proteínas con aminoácidos hidroxilados, es
decir que tendrán en las cadenas laterales grupos hidroxilo, son susceptibles de la glicosilación, o en