H de C V gluconeogenesis

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�� Cátedra de Bioquímica. Cátedra de Bioquímica. 
�� Facultad de Ciencias Médicas.Facultad de Ciencias Médicas.
�� Universidad Nacional del Universidad Nacional del ComahueComahue..
METABOLISMO DE HIDRATOS METABOLISMO DE HIDRATOS 
DE CARBONO DE CARBONO 
HIDRATOS DE HIDRATOS DE 
CARBONO IV CARBONO IV 
GLUCONEOGÉNESISGLUCONEOGÉNESIS
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�� ¿Qué es la GLUCONEOGÉNESIS?¿Qué es la GLUCONEOGÉNESIS?
�� ¿En qué órganos se produce?¿En qué órganos se produce?
�� ¿Cuáles son los compuestos de partida?¿Cuáles son los compuestos de partida?
�� ¿Cuáles son las enzimas regulatorias?¿Cuáles son las enzimas regulatorias?
�� ¿En que situaciones metabólicas está ¿En que situaciones metabólicas está 
activa? ¿Por qué?activa? ¿Por qué?
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GLUCONEOGÉNESISGLUCONEOGÉNESIS
LA GLUCONEOGÉNESISLA GLUCONEOGÉNESIS
�� AYUDA A MANTENER LA GLUCEMIA EN AYUDA A MANTENER LA GLUCEMIA EN 
PERIODOS DE AYUNOPERIODOS DE AYUNO
�� PROVEE LA GLUCOSA NECESARIA PROVEE LA GLUCOSA NECESARIA 
PARA EL CEREBRO Y OTROS PARA EL CEREBRO Y OTROS 
ÓRGANOSÓRGANOS
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¿Qué tejidos/órganos ¿Qué tejidos/órganos 
dependen de glucosa como dependen de glucosa como 
combustible primario?combustible primario?
�� CerebroCerebro
�� EritrocitosEritrocitos
�� TestículosTestículos
�� Médula renalMédula renal
HIPOGLUCEMIAHIPOGLUCEMIA
�� Los neonatos prematuros tienen mayor susceptibilidad Los neonatos prematuros tienen mayor susceptibilidad 
a laa la hipoglucemiahipoglucemia que los nacidos a término. que los nacidos a término. 
�� Varios factores parecen estar involucrados: los bebés en Varios factores parecen estar involucrados: los bebés en 
general tienen una mayor relación peso del cerebro / general tienen una mayor relación peso del cerebro / 
peso corporal y tienen un depósito menor de glucógeno peso corporal y tienen un depósito menor de glucógeno 
hepático.hepático.
�� La capacidad de síntesis hepática de glucosa a partir de La capacidad de síntesis hepática de glucosa a partir de 
lactato y lactato y alaninaalanina también está limitada debido a que la también está limitada debido a que la 
fosfoenolpiruvatofosfoenolpiruvato carboxiquinasacarboxiquinasa está presente en muy está presente en muy 
bajos niveles durante las bajos niveles durante las primeras horas después del primeras horas después del 
nacimientonacimiento
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GLUCONEOGÉNESISGLUCONEOGÉNESIS
�� OcurreOcurre en HIGADO, riñón e en HIGADO, riñón e 
intestinointestino
�� Ocurre en el Ocurre en el citosolcitosol y la y la 
mitocondriamitocondria
�� Es una BIOSÍNTESISEs una BIOSÍNTESIS
Requiere 6 ATP Requiere 6 ATP 
y 2 NADHy 2 NADH
Algunos 
aminoácidos
Lactato y algunos 
aminoácidos
VÍAS BIOSINTETICASVÍAS BIOSINTETICAS
Requieren…Requieren…
�� ATPATP
�� PODER REDUCTOR: PODER REDUCTOR: NADH + HNADH + H++
�� ESQUELETOS CARBONADOSESQUELETOS CARBONADOS
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Visión global Visión global 
de la víade la vía
Gluconeogénesis Vía glucolítica
Primer 
rodeo
Gluconeogénesis
Vía
glucolítica
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Tercer 
rodeo
Segundo 
rodeo
CONVERSIÓN DE PIRUVATO CONVERSIÓN DE PIRUVATO 
EN FOSFOENOLPIRUVATO EN FOSFOENOLPIRUVATO 
(PEP)(PEP)
1.1. PiruvatoPiruvato carboxilasacarboxilasa (PC)(PC)
2.2. FosfoenolpiruvatoFosfoenolpiruvato
carboxiquinasacarboxiquinasa (PEPCK)(PEPCK)
ENZIMASENZIMAS
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De piruvato a fosfoenolpiruvatoDe piruvato a fosfoenolpiruvato
PC
PEP-CK
Piruvato (3 C)
Oxalacetato (4 C)
Oxalacetato
(4 C)
Fosfoenolpiruvato
(3 C)
PIRUVATO 
CARBOXILASA
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PEP
CARBOXIQUINASA
�� La localización La localización subcelularsubcelular
de la de la PIRUVATO PIRUVATO 
CARBOXILASA CARBOXILASA 
determina que el determina que el 
oxalacetatooxalacetato se se 
genere dentro de la genere dentro de la 
mitocondriamitocondria
�� Sale como Sale como malatomalato, , 
o en menor medida como o en menor medida como 
fosfoenolpiruvatofosfoenolpiruvato (PEP) o (PEP) o 
como como aspartatoaspartato
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El oxalacetato puede salir como aspartato
REACCIONES HIDROLÍTICASREACCIONES HIDROLÍTICAS
�� CONVERSION F1,6 BI P en F6P CONVERSION F1,6 BI P en F6P 
Enzima: Enzima: Fructosa 1,6 Bi fosfatasaFructosa 1,6 Bi fosfatasa
�� CONVERSION GLUCOSA 6 P EN CONVERSION GLUCOSA 6 P EN 
GLUCOSA GLUCOSA 
Enzima: Enzima: G 6 P FosfatasaG 6 P Fosfatasa
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Reacción catalizada por la Reacción catalizada por la 
Fructosa 1,6 bi fosfatasaFructosa 1,6 bi fosfatasa
Reacción catalizada por la Reacción catalizada por la 
Glucosa 6 fosfatasaGlucosa 6 fosfatasa
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La glucosa 6 fosfatasa se encuentra La glucosa 6 fosfatasa se encuentra 
en el retículo en el retículo endoplasmáticoendoplasmático de de 
hepatocitos hepatocitos (también en (también en intestinointestino y y riñónriñón))
Gluconeogénesis a partir de Gluconeogénesis a partir de 
GLICEROLGLICEROL
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�� El glicerol El glicerol 
proviene de los proviene de los 
triacilgliceridos triacilgliceridos 
(grasas)(grasas)
Glicerol
Dihidroxiacetona P
�� Todos los Todos los 
intermediarios intermediarios 
del ciclo de del ciclo de 
KrebsKrebs son son 
gluconeogénicosgluconeogénicos
�� El El AcetilAcetil--CoACoA
NO es NO es 
gluconeogénicogluconeogénico En el 
Hepatocito
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Los ácidos grasos de cadena impar aportan Los ácidos grasos de cadena impar aportan 
propionato que es Gluconeogénicopropionato que es Gluconeogénico
GluconeogénesisGluconeogénesis
a partir de a partir de 
aminoácidosaminoácidos
Aminoácidos glucogenicos 
agrupados por el sitio de entrada
Estos aminoácidos son precursores de glucosa sanguinea 
porque pueden ser convertidos en piruvato o intermediarios 
del ciclo de krebs. Únicamente leucina y lisina NO son 
glucogénicos.
t : son aminoácidos que son también cetogénicos 
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Regulación de laRegulación de la
GLUCONEOGÉNESISGLUCONEOGÉNESIS
�� ¿Cuales son las enzimas regulatorias?¿Cuales son las enzimas regulatorias?
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ATP⊕⊕
AMP 
glucosaΘΘ
ATP
AMP o 
ADP
Piruvato
carboxilasa
PEP CK
(Fosfoenolpiruvato
carboxiquinasa)
Fructosa 1,6 
bi fosfatasa
Glucosa 6 P 
fosfatasa
Glucólisis Gluconeogénesis
ADP
ΘΘ
ΘΘ
Regulación recíproca Regulación recíproca 
ATP
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Regulación de la Regulación de la 
GLUCONEOGÉNESISGLUCONEOGÉNESIS
�� Cuando disminuye la actividad de las Cuando disminuye la actividad de las 
enzimas regulatorias de la glucólisis se enzimas regulatorias de la glucólisis se 
estimula la estimula la gluconeogénesisgluconeogénesis..
�� Cuando Cuando disminuyedisminuye la la fructosa 2,6 biP => => ��
la la FosfofructoquinasaFosfofructoquinasa I y la glucólisis y I y la glucólisis y 
aumenta la actividad de la aumenta la actividad de la Fructosa 1,6 Fructosa 1,6 bibi
fosfatasafosfatasa y por lo tanto la y por lo tanto la 
gluconeogénesisgluconeogénesis
�� En general un En general un aumento del ATP aumento del ATP estimula a estimula a 
la la GluconeogénesisGluconeogénesis e inhibe a la glucólisis.e inhibe a la glucólisis.
�� Mientras que la disminución de la carga Mientras que la disminución de la carga 
energética ( aumento de AMP y ADP ) energética ( aumento de AMP y ADP ) 
inhibe la inhibe la gluconeogénesisgluconeogénesis y estimula la y estimula la 
glucólisisglucólisis
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�� La La piruvatopiruvato
carboxilasacarboxilasa
es estimulada por es estimulada por 
AcetilCoAAcetilCoA
que inhibe a la PDHque inhibe a la PDH
�� En que situaciones metabólicas estaráEn que situaciones metabólicas estará
activa la activa la gluconeogénesisgluconeogénesis hepática??hepática??
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Regulación hormonal de la Regulación hormonal de la 
GLUCONEOGÉNESISGLUCONEOGÉNESIS
�� El El glucagónglucagón y la y la adrenalinaadrenalina estimulan la estimulan la 
gluconeogénesisgluconeogénesis hepática hepática 
(disminuyen los niveles de Fructosa 2,6 (disminuyen los niveles de Fructosa 2,6 biPbiP y regulación y regulación 
a largo plazo de enzimas)a largo plazo deenzimas)
�� La La insulinainsulina inhibe la inhibe la gluconeogénesisgluconeogénesis
(estimula glucólisis)(estimula glucólisis)
(aumenta los niveles de Fructosa 2,6 (aumenta los niveles de Fructosa 2,6 biPbiP y aumenta y aumenta 
síntesis de enzimassíntesis de enzimas de glucólisisde glucólisis))
La fructosa La fructosa 
2,6 2,6 bibiP P 
inhibe a lainhibe a la
FRUCTOSA FRUCTOSA 
1,6 BI 1,6 BI 
FOSFATASAFOSFATASA
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Regulación de los niveles de Fructosa 2,6 biPRegulación de los niveles de Fructosa 2,6 biP
adrenalina
PKA
Estimula la glucólisis e inhibe 
a la gluconeogénesis
Inhibe la glucólisis y estimula 
la gluconeogénesis
Regulación a largo PlazoRegulación a largo Plazo
�� El El GlucagónGlucagón: induce la síntesis de: induce la síntesis de
�� PEP PEP carboxiquinasacarboxiquinasa
�� Fructosa 1,6 Fructosa 1,6 bifosfatasabifosfatasa
�� Glucosa 6 fosfatasaGlucosa 6 fosfatasa
�� La insulina reprime su síntesisLa insulina reprime su síntesis
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Regulación de PEP carboxiquinasa a largo plazoRegulación de PEP carboxiquinasa a largo plazo
�� El glucagón El glucagón 
aumenta el AMPc aumenta el AMPc 
y y estimulaestimula la la 
síntesis de PEP síntesis de PEP 
carboxiquinasacarboxiquinasa
�� La insulina La insulina 
disminuyedisminuye la la 
síntesis de PEP síntesis de PEP 
carboxiquinasacarboxiquinasa
VÍAS BIOSINTETICASVÍAS BIOSINTETICAS
Requieren…Requieren…
�� ATPATP
�� PODER REDUCTOR: PODER REDUCTOR: NADH + H+NADH + H+
�� ESQUELETOS CARBONADOSESQUELETOS CARBONADOS
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¿Qué vías o reacciones los aportan ?¿Qué vías o reacciones los aportan ?
�� ATPATP: lo aporta la : lo aporta la ββ Oxidación de Oxidación de ácác. grasos(AG). grasos(AG)
(Ciclo (Ciclo KrebsKrebs, , NONO porque en hígado está porque en hígado está 
disminuido)disminuido)
�� PODER REDUCTORPODER REDUCTOR (necesario en la reacción (necesario en la reacción 
de G3PDH): lo da la de G3PDH): lo da la ββ Oxidación de AGOxidación de AG
�� ESQUELETOS CARBONADOSESQUELETOS CARBONADOS: glicerol : glicerol 
((lipólisislipólisis de TAG),de TAG), reacciones reacciones anapleróticasanapleróticas del del 
ciclo ciclo KrebsKrebs, Lactato., Lactato.
COOPERACIÓN INTER COOPERACIÓN INTER 
ÓRGANOSÓRGANOS
�� HÍGADOHÍGADO--TEJIDO ADIPOSO TEJIDO ADIPOSO 
coordinado por…….?coordinado por…….?
HORMONASHORMONAS
((GlucagónGlucagón y adrenalina)y adrenalina)
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COMO ESTÁ FUNCIONADO COMO ESTÁ FUNCIONADO 
KREBS EN PERÍODO DE AYUNO KREBS EN PERÍODO DE AYUNO 
EN EL HEPATOCITO?EN EL HEPATOCITO?
�� REACCIONES DE RELLENOREACCIONES DE RELLENO
�� SENTIDO ANABÓLICOSENTIDO ANABÓLICO
Drenaje de Drenaje de oxalacetatooxalacetato
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CICLO DE CORICICLO DE CORI
CICLO DE LA GLUCOSA CICLO DE LA GLUCOSA 
ALANINAALANINA