DESTINOS METABÓLICOS DEL PIRUVATO GLUCONEOGÉNESIS. Universidad San Sebastián Facultad de Ciencias de la Salud Tecnología Médica DESTINOS METABÓLICOS DEL PIRUVATO GLUCONEOGÉNESIS. Prof. TM Paulina Fernández

Glucólisis

Entrada de otros azucares en la vía glicolítica 1.- Utilización de galactosa: Principal vía de entrada es a través de la glucosa -6- fosfato

2.- Utilización de la fructosa: La fosforilación de la fructosa en la mayoría de los tejidos da lugar a la fructosa-6- fosfato, que es un intermediario glucolítico. En el hígado de los vertebrados actúa por una ruta distinta en donde la enzima fructoquinasa la fosforila a fructosa-1- fosfato.

3.- Utilización de la manosa: La fosforilación catalizada por la hexoquinasa, de la manosa a manosa-6- fosfato, va seguida de una isomerización de esa última a fructosa-6- fosfato.

Metabolismo del Glicerol Glicerol + ATP Glicerol-3-fosfato + ADP + H+ Glicerol-3-fosfato + NAD+ Dihidroxiacetona fosfato

Rutas de utilización de los sustratos distintos de la glucosa en la glucólisis.

DESTINOS METABÓLICOS DEL PIRUVATO El piruvato constituye un punto central de ramificación metabólica. Su destino dependerá del estado de oxidación de la célula que se relaciona con la gliceraldehído -3- fosfato deshidrogenasa.

Metabolismo del Lactato NADH + H+ LACTATO

Degradación de las reservas de glucógeno o movilización de ellas Lactato Difunde desde el tejido a la circulación Disminución del pH sanguíneo Efecto Bohr (mayor aporte de oxigeno a los tejidos)

Isoenzimas de lactato deshidrogenasa La lactato deshidrogenasa está formada por dos subunidades M (presente mayormente en músculo esquelético) y H (presente mayormente en el corazón) Las isoenzimas son: M4 M3H M2H2 MH3 H4

Metabolismo del Etanol En las levaduras ocurre una fermentación no alcohólica que inicia con una descarboxilación no oxidativa del piruvato a acetaldehído, catalizada por la piruvato descarboxilasa. Esta reacción va seguida de la reducción del acetaldehído a etanol que desprende NADH, catalizada por la alcohol deshidrogenasa.

PIRUVATO ACETALDEHÍDO ETANOL LACTATO H+ + NADH CO2 NAD+ ACETALDEHÍDO NADH + H+ NAD+ ETANOL LACTATO Fermentación del ácido láctico Células animales y bacterias del ácido láctico Fermentación alcohólica Levaduras.

Oxidación del Piruvato Esta reacción comprende una descarboxilación oxidativa catabolizada por la Piruvato deshidrogenasa. El grupo carboxilo del piruvato se pierde como CO2 y los otros dos carbonos restantes forman la porción acetilo del acetil CoA. Genera un transportador electrónico reducido, descarboxilación del piruvato y la activación de los otros dos carbonos restantes del piruvato. En esta reacción participan 3 enzimas y 5 coenzimas.

Complejo Piruvato Deshidrogenasa. Compuesto por las enzimas: a) Piruvato deshidrogenasa (E1) b) Dihidrolipoamida transacetilasa (E2) c) Dihidrolipoamida deshidrogenasa (E3). Además está compuesto por cinco coenzimas: a) Pirofosfato de Tiamina (TPP) b) Ácido Lipoico c) Coenzimas de Flavina d) Coenzima A y activación de grupos acilo.

Coenzima A: Participa en la activación de los grupos acilo en general Coenzima A: Participa en la activación de los grupos acilo en general. Deriva metabólicamnte del ATP, ácido pantoténico y la β- mercaptoetilamina

Piruvato Deshidrogenasa. Acción del Complejo Piruvato Deshidrogenasa.

Diferentes Destinos del Piruvato

Producción de nueva glucosa. GLUCONEOGÉNESIS Producción de nueva glucosa.

Gluconeogénesis: Biosíntesis de hidratos de carbono a partir de precursores de tres carbonos, que generalmente no tienen naturaleza de hidratos de carbono. Principales sustratos: a) Lactato b) Aminoácidos c) Propionato d) Glicerol Ocurre principalmente en el citosol, aunque algunos precursores se generan en las mitocondrias. Y deben transportarse al citosol para ser utilizados El principal órgano gluconeogénico en los animales es el hígado, y menormente la corteza renal. Los principales destinos de la glucosa formada en la gluconeogénesis son el catabolismo por el tejido nervioso, y la utilización por los músculos esqueléticos.

Sustratos de la Gluconeogénesis. 1.- Lactato: Parte del lactato producido en el músculo entra al hígado y se reoxida a piruvato. Este piruvato puede experimentar gluconeogénesis para dar glucosa, que es devuelta al torrente sanguíneo y se capta por el músculo para regenerar las reservas de glucógeno.

2.-Aminoácidos: Muchos aminoácidos pueden convertirse fácilmente en glucosa, a ellos se les denomina, aminoácidos glucogénicos. Las rutas catabólicas de la leucina y la lisina no generan precursores gloconeogénicos. 3.- Glicerol: Los ácidos grasos no pueden experimentar una conversión neta a H. de C. El único producto de degradación de las grasas que puede entrar en la gluconeogénesis es el glicerol. Su empleo comporta una fosforilación, seguida de una deshidrogenación, para producir dihidroxiacetona fosfato. 4- Propionato: Corresponde a un acil-CoA de tres carbonos. Ingresa a la gluconeogénesis a través de la conversión en succinil CoA y de ésta en oxalacetato.

Reacciones de la Gluconeogénesis.

Regulación de la Gluconeogénesis. La regulación es crucial para el funcionamiento del tejido nervioso. Se regulan en gran parte por las tasas de alimentación Las tasas del flujo gluconeogénico están inversamente relacionadas con el contenido de H. de C. de la alimentación. Este efecto se produce en forma hormonal, a través de insulina y glucagón. a) Regulación recíproca de la Glucólisis y Gluconeogénesis. Las condiciones que fomentan la glucólisis inhiben la gluconeogénesis y a la inversa. La regulación recíproca se basa en gran parte en la carga energética del adenilato.

Inhibición del flujo de carbonos por la gluconeogénesis Energía Activación de los pasos que controlan la velocidad de la glucólisis Estimulación del flujo de carbonos por la gluconeogénesis Energía Inhibición de los pasos que controlan la velocidad de la glucólisis

Regulación de la Gluconeogénesis. PIRUVATO CARBOXILASA FOSFOENOLPIRUVATO CARBOXIQUINASA (PEPCK) PIRUVATO QUINASA FRUCTOSA -1,6- BIFOSTATASA FOSFOFRUCTOQUINASA HEXOQUINASA O GLUCOQUINASA GLUCOSA -6- FOSFATASA

Principales activadores e inhibidores alostéricos

b) Fructosa-2,6- bisfosfato y control de la gluconeogénesis.

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