Metabolismo de Hidratos de

CarbonoCarbono

Parte II

GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS::

�� ¿Cómo se la define?:¿Cómo se la define?:� Es la síntesis de glucosa a partir de

compuestos no glucídicos, como:aminoácidos, piruvato proveniente de laaminoácidos, piruvato proveniente de latransaminación de aminoácidos; lactato,glicerol e intermediarios del ciclo deKrebs…

�� ¿En qué tejidos se lleva a cabo?:¿En qué tejidos se lleva a cabo?:� En hígado, riñón e intestino…

GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS::

�� ¿Cuál es su localización celular?:¿Cuál es su localización celular?:Mitocondria y citosol;

�� ¿Cuáles son sus precursores?:¿Cuáles son sus precursores?:�� ¿Cuáles son sus precursores?:¿Cuáles son sus precursores?:Lactato, piruvato (proveniente de

aminoácidos); glicerol; intermediarios del Ciclo de Krebs;

�� ¿Cuál es su producto final?:¿Cuál es su producto final?:� Glucosa...

¿Cuáles son las finalidades de la gluconeo?:¿Cuáles son las finalidades de la gluconeo?:

� Mantener la glucemia durante los

periodos interprandiales, ante ayunos de

más de 12 a 15 horas de duración y antemás de 12 a 15 horas de duración y ante

situaciones de estrés;

� Aportar glucosa a la médula renal que es

un tejido pobremente vascularizado y en

el que se producen los procesos de

concentración y dilución urinarias…

REACCIONES QUIMICAS REACCIONES QUIMICAS

INVOLUCRADASINVOLUCRADAS:

� Dos moléculas de piruvato, provenientesde la transaminación de aminoácidos o dela reacción de la lactato deshidrogenasa,la reacción de la lactato deshidrogenasa,como no pueden revertir la reacción de

la piruvato quinasa de la glucólisis, ya

que la misma era energéticamente

irreversible, deben entrar a la

mitocondria…

EntoncesEntonces:

� PIRUVATO OXALACETATO

MALATO

Piruvato carboxilasa

Malato deshidrogenasa

mitocondria

Aa, lactato

MALATO

� PEP OXALACETATO

carboxilasa

Malato dhg

PEP carboxiquinasa

citosol

PIRUVATO CARBOXILASAPIRUVATO CARBOXILASA::

PIRUVATO OXALACETATO

CO2

CO.O-

C O

CH3

CO.O-

C O

CH2

CO.O-

PIRUVATO OXALACETATO

ATP ADP + Pi

Mn++

La enzima es mitocondrial y requiere

BIOTINA como cofactor…

ACETIL CoA +

MALATO DESHIDROGENASAMALATO DESHIDROGENASA::

CO.O- CO.O- CO.O-

C O H C OH C O

CH CH CHCH2 CH2 CH2

CO.O- CO.O- CO.O-

OXALACE-

TATO

MALATO

NAD+

NADH+H+NADH+H+

mitocondriaOXALACE-

TATO

Citosol

PEP CARBOXIQUINASAPEP CARBOXIQUINASA::

CO.O- CO.O-

H C OH H C O.P

CH CH

CO2

CH2 CH2

CO.O-

GTP GDP+PiOXALACE-

TATO

PEP

Citosol

GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS::

(2)PEP 2 P GLICERATO

3 P GLICERATOCitosol

3 P GLICERATO

1,3 DIFOSFOGLICERATO

(2) GLICERALDEHIDO 3 P

Citosol

GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS:

GLICERALDEHIDO 3 P + DIHIDROXIACETONA P

FRUCTOSA 1-6 DIFOSFATOFRUCTOSA 1-6 DIFOSFATO

FRUCTOSA 6 P

GLUCOSA 6 P GLUCOSA

Fructosa 1-6

difosfatasa

Glucosa 6 fosfatasa

FRUCTOSA 1FRUCTOSA 1--6 DIFOSFATASA6 DIFOSFATASA:

CH2.O.P CH2.OH

C O C O

HO C H HO C HHO C H HO C H

H C OH H C OH

H C OH H C OH

CH2.O.P CH2.O.P

FRUCTOSA 1- 6 di P FRUCTOSA 6 P

H2O Pi

CH2.OH C H

C O C OH

HO C H HO C H

FOSFOGLUCOISOMERASAFOSFOGLUCOISOMERASA::

O

FRUCTOSA 6 P GLUCOSA 6 P

H2O Pi

HO C H HO C H

H C OH H C OH

H C OH H C OH

CH2.O.P CH2.O.P

GLUCOSA 6 FOSFATASAGLUCOSA 6 FOSFATASA::

((HIGADOHIGADO; RIÑON; INTESTINO; RIÑON; INTESTINO))

GLUCOSA 6 P GLUCOSA

O O

C H C HC H C H

H C OH H C OH

HO C H HO C H

H C OH H C OH

H C OH H C OH

CH2.O.P CH2.OHH2O Pi

BALANCE ENERGETICO DE LABALANCE ENERGETICO DE LA

GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS::

�� 2 PIRUVATO + 4 ATP +2 GTP + 2 PIRUVATO + 4 ATP +2 GTP +

2 NADH+H2 NADH+H+ + + 2 H+ 2 H++ + 6 + 6 HH22OO

�� GLUCOSA + 2 NADGLUCOSA + 2 NAD++ + 4 ADP + + 4 ADP +

2 GDP + 6 P2 GDP + 6 Pii

REGULACION DE LA GLUCONEOGENESISREGULACION DE LA GLUCONEOGENESIS::

� La gluconeogénesis y la glucólisis están

reguladas coordinada y recíprocamente…

� Se deben considerar:� Se deben considerar:

� La concentración de sustrato;

� El estado energético celular;

� La regulación alostérica;

� La regulación hormonal…

CICLO DE CORICICLO DE CORI::

Glucosa GlucosaGlucosa

Músc. Esquelético: Sangre: Hígado:

Piruvato

Lactato Lactato Lactato

Piruvato

LDH LDH

CICLO DE LA ALANINACICLO DE LA ALANINA::

Glucosa GlucosaGlucosa

Músc. Esquelético: Sangre: Hígado:

Piruvato

Alanina Alanina Alanina

Piruvato

ALAT ALATGluta-mato Glut

�� RIQUEZA ENERGETICA CELULARRIQUEZA ENERGETICA CELULAR::

(NADH)

CICLO DE KREBS

REGULACION DE LA GLUCONEOGENESISREGULACION DE LA GLUCONEOGENESIS::

ACUMULACION DE ACETIL COA

PIRUVATO CARBOXILASA

OXALACETATO

�� GLUCONEOGENESISGLUCONEOGENESIS

REGULACION DE LA GLUCONEOGENESISREGULACION DE LA GLUCONEOGENESIS:

�� FOSFOENOLPIRUVATOCARBOXIQUINASAFOSFOENOLPIRUVATOCARBOXIQUINASA :

+ glucocorticoides; glucagon, adrenalina

-- insulina

�� FRUCTOSA 1FRUCTOSA 1--6 DIFOSFATASA6 DIFOSFATASA :�� FRUCTOSA 1FRUCTOSA 1--6 DIFOSFATASA6 DIFOSFATASA :

+ glucocorticoides; glucagon; adrenalina

-- insulina

-- fructosa 2-6 di P

�� GLUCOSA 6 FOSFATASA GLUCOSA 6 FOSFATASA ::

+ glucocorticoides; glucagon; adrenalina

-- insulina

VIA DE LAS PENTOSASVIA DE LAS PENTOSAS::

�� ¿¿Qué es?Qué es?::

� Es una vía degradativa de la glucosa sin fines energéticos…

�� ¿En qué tejidos se realiza?:¿En qué tejidos se realiza?:

� Hígado; Adiposo; Suprarrenales;

Eritrocito;Glándulas sexuales…

�� ¿Cuál es su localización celular?:¿Cuál es su localización celular?:

� En citosol…

GLUCOSA 6 P

6 P GLUCONOLACTONA

NADP+

NADPH2

Glucosa 6 P deshidrogenasa

VIA DE LAS PENTOSASVIA DE LAS PENTOSAS:

Primera etapa:

6 P GLUCONOLACTONA

6 P GLUCONATO

3 CETO-6-FOSFOGLUCONATO

H2O

NADP+

NADPH2

6 P gluconato

deshidrogenasa

VIA DE LAS PENTOSAS:

Primera etapa:

3 CETO-6-FOSFOGLUCONATO

RIBULOSA 5 P

CO2

RIBULOSA 5 P

RIBOSA 5 P

NUCLEOTIDOS

GLUCOGENO:GLUCOGENO:

estructura química

� Homoglicano de reserva animal;

� Cadena de alfa-D-glucopiranosas en uniones alfa 1 4 en cadena lineal y alfa 1 6, en puntos de ramificación;de ramificación;

� Más ramificado que el almidón

(cada 8 a 12 unidades);

� Insoluble;

� Los enlaces alfa 1 4 hacen que adopte una estructura helicoidal arrollada estrechamente…

SINTESIS DE GLUCOGENO:

GLUCOSA GLUCOSA 6 P

GLUCOSA 1 P

Hexo/Glucoquinasa

FosfoglucomutasaATP ADP

� GLUCOSA 1 P

� UDP-G

(GLUCOSA)n (GLUCOSA)n+1

UDPG

pirofosforilasa

Glucógeno sintetasa

UTP

PPi 2Pi

UDP

Pirofosfatasa

URIDINDIFOSFOGLUCOSAURIDINDIFOSFOGLUCOSA ((UDPGUDPG):):

O

NHO

CH2.OH

OH

CH2.O. P . O . P. O

O N

O

OH OH

O

O O

OH OHOH

OH

OH

SINTESIS DE GLUCOGENOSINTESIS DE GLUCOGENO::

Enlace alfa 1-6

Glucógeno sintetasa

Enzima ramificante

REGULACION DE LA GLUCOGENOGENESIS:

fosfatasa

� GLUCOGENO GLUCOGENO

SINTETASA SINTETASA

H2O Pi

SINTETASA SINTETASA

INACTIVA ACTIVA

quinasa

O.P OH

ADP ATP

GLUCOGENOLISISGLUCOGENOLISIS::

fosforilasa + glucantransferasa

Enzima desramificante

REGULACION DE LA GLUCOGENOLISISREGULACION DE LA GLUCOGENOLISIS

Glucagon(Hígado); Adrenalina(Hígado y Músculo)

αααα ββββ γγγγ

Proteína GAdenilciclasa

R

ATP AMPc 5´AMP

PQAi PQAa

Proteína GAdenilciclasa

GTP

Fosfodies-

terasa

R

+

REGULACION DE LA GLUCOGENOLISISREGULACION DE LA GLUCOGENOLISIS::

� FUNCIONES DE LA

PROTEINQUINASA A ACTIVA:

� Desencadenar la cascada de la

glucógenolisis;

� Desactivar la glucógeno sintetasa;

� Activar un inhibidor de fosfatasa.

REGULACION DE LA GLUCOGENOLISISREGULACION DE LA GLUCOGENOLISIS:

PQAa

Fosforilasa b Fosforilasa b O.P

ATP ADP

OH

Ca++

(músculo)

Fosforilasa b Fosforilasa b

quinasa inactiva quinasa activa

Fosforilasa b Fosforilasa a

OH

O.P

2ATP2ADPO.P

O.POH

OH

GLUCOGENOLISIS HEPATICAGLUCOGENOLISIS HEPATICA::

� Fosforilasa a

� (glucosa )n (glucosa)n-1

� Glucosa 1 P

� Glucosa 6 P

� GLUCOSA (Hígado)

glucosa 6 fosfatasa

fosfoglucomutasa

GLUCOGENO FOSFORILASA HEPATICAGLUCOGENO FOSFORILASA HEPATICA

O.P O.P O.P O.P OH OH

GLU GLU GLU GLU

SENSOR DE LA GLUCEMIA

2GLU 2 PiFosforilasa a

Fosforilasa b

GLUCOGENOLISIS MUSCULARGLUCOGENOLISIS MUSCULAR::

O.P O.P OH OH OH OH2ATP 2ADP 2 AMP

quinasa

AMP AMPFosforilasa a

Fosforilasa b

2H2O 2Pi Fosforilasa b

(menos activa)

2 AMP

Forma activa

Forma inactivafosfatasa

INHIBICION DE LA GLUCOGENOGENESISINHIBICION DE LA GLUCOGENOGENESIS::

� GLUCAGON, ADRENALINA, NORADRENALINA

� PROTEINQUINASA A

� INHIBIDOR DE INHIBIDOR DE

FOSFATASA i FOSFATASA a

� GLUCOGENO GLUCOGENO

SINTETASAa SINTETASAi

ATP ADP

ATP ADPOH O. P

� MUCHAS GRACIAS!!!� MUCHAS GRACIAS!!!