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14.6 LA GLUCONEOGÉNESIS Muchas células utilizan la glucosa como sustrato energético casi único. Entre ellas se pueden incluir las cerebrales, los eritrocitos y las de órganos y tejidos como cristalino y córnea oculares, testículos, etcétera. Tan sólo el cerebro consume hasta 120 g diarios de glucosa. Como la glucemia alcanza sólo un valor aproximado de 1 g/L y las reservas hepáticas de glucógeno tienen una capacidad reducida de unos 100 g, ello significaría un grave problema tras un período de varias horas de ayuno o de falta de ingestión de hidratos de carbo- no, por lo que han de existir mecanismos eficaces de síntesis de glucosa a partir de precursores: la gluconeogénesis. La gluconeogénesis se puede efectuar desde diversos intermedios. En un ayuno prolongado de varios días, agotadas las reservas glucídicas y tras las correspondientes adaptacio- nes metabólicas, las necesidades mínimas diarias de glucosa serían de unos 50 g, que han de originarse por gluconeogéne- sis. La mitad aproximadamente procede del glicerol de las grasas (los ácidos grasos no son gluconeogénicos) y la otra mitad, deriva de los aminoácidos proteínicos glucogénicos. Al describir la glicólisis anaerobia, ya se han menciona- do las dos enzimas gluconeogénicas glucosa-6-fosfatasa y fructosa-1,6-bisfosfatasa (pasos 2 y 5 de la Fig. 14-1), que posibilitan la reversión de la glicólisis desde fosfoenolpiru- vato hasta glucosa con el concurso del resto de las etapas gli- colíticas reversibles. Las células hepáticas y, en menor canti- dad, otras células, poseen otras dos enzimas gluconeogénicas que salvan la barrera energética que se opone a la conversión de piruvato en fosfoenolpiruvato. Con ello, el piruvato, o cualquier intermedio convertible en el mismo, se convierte en una sustancia gluconeogénica. La enzima, básicamente mitocondrial, citada en el Capí- tulo 13 como ejemplo de actuación anaplerótica en el ciclo del citrato, es la piruvato carboxilasa, que cataliza la reac- ción (Fig. 14-8, paso 2): CH3 CO COO – + CO2 + ATP → (Piruvato) → –OOC CO CH2 COO – + ADP + Pi (Oxalacetato) La actividad piruvato carboxilasa es intensa en los órganos gluconeogénicos, fundamentalmente el hígado y el riñón. De naturaleza alostérica, necesita la cooperación de la coenzima biotina, cuya carboxilación es previa a la del piruvato. Como Metabol ismo de los hidratos de carbono | 231 Figura 14-7. Ruta del glucuronato. Como ruta degradativa, el ciclo se iniciaría con la fosforilación de la glucosa. La descarboxila- ción se produce en el 3-cetogulonato, produciendo L-xilulosa, que ha de transformarse en D-xilulosa para permitir operar a las enzi- mas de la ruta de las pentosas fosforiladas. En el ciclo intervienen deshidrogenasas dependientes de NAD+ (etapas oxidativas) y de NADPH (etapas reductoras). Ruta de las pentosas fosforiladas glucosa G6P G1P UDPG UTP PPi 2NAD+ 2NADH + H+ UDP-glucuronato OH COO– O - P - O - UMP OH O - X COO UDP-glucuronil transferasa Glucurónido de X UDP X L-gulonato 3-cetogulonatoCO2 L-Xul D-Xul Xul 5P 14 Capitulo 14 8/4/05 11:03 Página 231 BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...) CONTENIDO PARTE I: ESTRUCTURA Y METABOLISMO SECCIÓN III METABOLISMO ENERGÉTICO 14 METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO 14.6 LA GLUCONEOGÉNESIS
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