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Es la síntesis de glucosa a partir de precursoresdiferentes a las hexosas (piruvato, lactato,glicerol, ácidos grasos de cadena impar yaminoácidos).
Se realiza en citosol, matriz mitocondrial yretículo endoplásmico. La mayoría de lasreacciones toma lugar en citosol y solo unareacción se lleva a cabo en la matriz mitocondrialy RE.
Este proceso es absolutamente necesario entodos los mamíferos porque el cerebro y elsistema nerviosos, así como los testículos, loseritrocitos y el tejido embrionario, requierenglucosa de la sangre.
Necesidades de glucosa• El cerebro humano requiere de 120 g
diarios de glucosa.• El cuerpo humano requiere de 160 g
diarios de glucosa.• La cantidad de glucosa en los fluidos
corporales es de 20 g y la cantidad deglucosa en forma de glucógeno y quese puede movilizar rápidamente es de190 g.
¿En que situaciones se requiere de una altaactividad gluconeógenica? Ayuno y ejercicio.
¿En dónde se lleva a cabo la gluconeogénesis?
Diferencias enzimáticas
Reacción Glicólisis Gluconeogénesis
1 Hexocinasa Glucosa 6-fosfatasa
3 Fosfofructocinasa-1
Fructosa 1,6-bifosfatasa
10 Piruvato cinasaPiruvato carboxilasaFosfoenolpiruvato
carboxicinasa
HexocinasaGlucosa + ATP Glucosa 6-fosfato + ADP
Glucosa 6-fosfatasaGlucosa 6-fosfato + H2O Glucosa + Pi
Fructosa 1,6 bifosfatasa
Fructosa 1,6-bifosfato + H2O Fructosa 6-fosfato + Pi
PFK-1Fructosa 6-fosfato + ATP Fructosa 1,6-bifosfato + ADP
Glicólisis
Gluconeogénesis
Piruvato cinasaFosfoenolpiruvato + ADP Piruvato + ATP
Piruvato carboxilasaPiruvato + HCO3
- + ATP Oxaloacetato + ADP + Pi + H+
Fosfoenolpiruvato carboxicinasaOxaloacetato + GTP Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP
Glicólisis
Gluconeogénesis
GlicólisisGlucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi ---> 2 Piruvato + 2NADH + 2ATP + 2H + +2H2O
G°’ = -62 kJ/mol
Reversa de la glicólisis2 Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H + + 2H2O ---> Glucosa + 2 ADP + 2Pi +2NAD+
G°’ = +62 kJ/mol.
Gluconeogénesis2Piruvato + 4ATP + 2GTP + 2NADH + 4H2O ----> Glucosa + 4 ADP+ 2GDP+ 6Pi + 2NAD+ + 2H+
G°’ = -16 kJ/mol
Ejercicio 1. Costo de energía de glicólisisy gluconeogénesis
¿Cuál es el costo (en equivalentes de ATP)de transformar glucosa a piruvato víaglicólisis y de regreso a glucosa víagluconeogénesis?
¿Por qué losmamíferos nopueden convertirácidos grasos decadena par englucosa?AG cadena par acetil-CoA
↓ [Glucosa] en sangre
↑ Secreción de glucagon
↑ Actividad adenilato ciclasa↑ [AMPc]
↑Actividad proteína cinasa A (PKA)
↑ Fructosa 2,6 bifosfatasa ↓ PFK-2
↓ [Fructosa 2,6 bifosfato (F2,6BP)]
↓ PFK-1 y ↑ Fructosa 1,6 bifosfatasa
↑Gluconeogénesis ↓Glicólisis
Ejercicio 2. Relación entre fructosa 1,6-bifosfatasa y los niveles de lactato ensangre.
Explique por qué un defecto congénito de laenzima fructosa 1,6-bifosfatasa del hígado,resulta en niveles anormalmente altos delactato en plasma sanguíneo.
Ejercicio 3. Síntesis de glucosa
Demostrar mediante reacciones conocidas silos siguientes sustratos pueden dar lugar a lasíntesis de glucosa.
a) Succinatob) Glicerolc) Acetil-CoAd) Piruvatoc) Butirato (ácido graso de cadena par)
Ejercicio 4. Fuente de glucosa durante lainanición
El humano adulto utiliza alrededor de 160 g de glucosapor día, de los cuales 120 g son utilizados por el cerebro.La reserva disponible de glucosa (aprox. 20 g de glucosacirculante y 190 g de glucógeno) es adecuada para undía.
Después de que se ha agotado la reserva durante elperíodo de inanición, ¿Cómo podría obtener más glucosael cuerpo?
Ejercicio 5. Deficiencia de tiamina y lafunción cerebral
Las personas con deficiencia de tiaminapresentan algunos signos característicos ysíntomas neurológicos, incluyendo lapérdida de reflejos, ansiedad y confusiónmental.¿Por qué la deficiencia de tiamina puedemanifestarse por cambios en la funcióncerebral?