Balance energetico de la gluconeogenesis

Coste energético de la gluconeogénesis

La gluconeogénesis es algo más que la inversión de la glucólisis. Las reacciones de las enzimas clave de la glucólisis son irreversibles debido a la termodinámica y, por lo tanto, deben ser revertidas por enzimas diferentes que sólo son activas en la gluconeogénesis.

La reacción neta de la glucólisis: glucosa + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+ → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O En la glucólisis, se invierten 2 ATP para ganar 4 ATP. En total, hay una ganancia neta de 2 ATP por 1 molécula de glucosa.

La LDH se encuentra en casi todas las células del cuerpo. Los niveles elevados de LDH sin ejercicio pueden indicar lesión celular debida a cáncer (por ejemplo, tumores de células germinales), anemia hemolítica, infarto de miocardio, infección, enfermedad renal o hepática. Complejo piruvato deshidrogenasa

Tender Loving Care para Nancy: Tiamina, ácido lipoico, CoA, FAD y NAD+ son los cinco cofactores del complejo piruvato deshidrogenasa. El arsénico inhibe el ácido lipoico, que impide la producción de acetil-CoA e inhibe el ciclo TCA. La deficiencia del complejo piruvato deshidrogenasa provoca un deterioro de la conversión de piruvato en acetil-CoA, una reducción de la producción de citrato y, por lo tanto, un deterioro del ciclo TCA, lo que provoca déficits energéticos graves (especialmente en el SNC). El tratamiento a largo plazo incluye una dieta cetogénica (alta en grasas y baja en carbohidratos) y suplementos de cofactores con tiamina y ácido lipoico.

Gluconeogénesis de proteínas

Estas reacciones están estrechamente controladas para que la glucólisis y la gluconeogénesis no se ejecuten al mismo tiempo. Si lo hicieran, la reacción F1,6BP \( \rightleftharpoons \) F6P podría convertirse en un ciclo inútil, consumiendo ATP sin progresar en ninguna de las dos direcciones.

Las plantas y las bacterias pueden convertir el acetil-CoA en glucosa mediante el ciclo del glioxilato. Se trata de una versión modificada del ciclo TCA; se produce un malato extra que puede convertirse en glucosa. Como los animales carecen de este ciclo, no pueden utilizar el acetil-CoA para producir glucosa porque se detendría el ciclo del TCA.

La glucosa se añade a las cadenas de glucógeno para su almacenamiento mediante la síntesis de almidón/glicógeno. La glucosa se convierte en G-6-P, y luego en G-1-P. Éste se añade al UDP, que proporciona a la glucosa la energía libre necesaria para añadirse al glucógeno. (Las plantas utilizan ADPG y ATP en lugar de UDPG y GTP).

Mito de la gluconeogénesis

La gluconeogénesis es el proceso metabólico por el que los organismos producen azúcares (concretamente glucosa) para reacciones catabólicas a partir de precursores que no son carbohidratos. La glucosa es la única fuente de energía utilizada por el cerebro (a excepción de los cuerpos cetónicos durante las épocas de ayuno), los testículos, los eritrocitos y la médula renal. En los mamíferos, este proceso tiene lugar en el hígado y los riñones.

La necesidad de energía es importante para mantener la vida. Los organismos han desarrollado formas de producir los sustratos necesarios para las reacciones catabólicas necesarias para mantener la vida cuando los sustratos deseados no están disponibles. La principal fuente de energía de los eucariotas es la glucosa. Cuando la glucosa no está disponible, los organismos son capaces de metabolizarla a partir de otros precursores no carbohidratos. El proceso que transforma el piruvato en glucosa se denomina gluconeogénesis. Otra forma en que los organismos obtienen glucosa es a partir de reservas energéticas como el glucógeno y el almidón.

La gluconeogénesis es muy parecida a la glucólisis, sólo que el proceso ocurre a la inversa. Sin embargo, hay excepciones. En la glucólisis hay tres pasos altamente exergónicos (pasos 1,3,10). También son pasos reguladores que incluyen las enzimas hexoquinasa, fosfofructoquinasa y piruvato quinasa. Las reacciones biológicas pueden producirse tanto en sentido directo como inverso. Si la reacción se produce en sentido inverso, ahora se necesita la energía que normalmente se libera en esa reacción. Si la gluconeogénesis se produjera simplemente en sentido inverso, la reacción requeriría demasiada energía para ser rentable para ese organismo en particular. Para superar este problema, la naturaleza ha desarrollado otras tres enzimas para sustituir a las enzimas de la glucólisis hexocinasa, fosfofructocinasa y piruvato cinasa cuando se produce el proceso de gluconeogénesis:

Glucogenólisis

La gluconeogénesis es el proceso de creación de moléculas de glucosa a partir de sustancias de naturaleza no carbohidratada. Los precursores son principalmente sustancias de tres y cuatro carbonos – por ejemplo, lactato, piruvato, glicerol, alanina, glicina y otros aminoácidos glucogénicos o propionato (principalmente en rumiantes). La gluconeogénesis se localiza tanto en la matriz mitocondrial como en el citosol, principalmente en las células hepáticas, las células tubulares renales y los enterocitos. Gracias a la gluconeogénesis, podemos sobrevivir incluso más tiempo a la inanición, ya que las reservas de glucógeno se agotan en aproximadamente 24 horas de inanición. Sin embargo, se activa ya por la mañana después de una noche de ayuno.

El proceso de gluconeogénesis podría tener lugar simplemente invirtiendo la glucólisis. Sin embargo, algunas reacciones de la glucólisis son irreversibles y deben ser evitadas en la gluconeogénesis con el uso de diferentes enzimas. Se trata de las llamadas derivaciones 1, 2 y 3. Las tres reacciones irreversibles de la glucólisis son catalizadas por tres quinasas: la piruvato quinasa, la 6-fosfofructo-1-quinasa y la hexocinasa/glucocinasa.