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GLUCONEOGENESIS DEFINICIÓN: Proceso de síntesis de glucosa o de glucógeno a partir de precursores que no son carbohidratos. Los principales sustratos son los aminoácidos glucogénicos Los principales sustratos son los aminoácidos glucogénicos. TIENE LA FUNCION DE APORTAR GLUCOSA EN ESTADOS DE AYUNO, O DE DEFICIENCIA DE ESTA MISMA.   

Lactato Glicerol Prionato

El hígado y los riñones son los principales tejidos gluconeogénicos, Las enzimas gluconeogénicas clave se expresan en el intestino delgado.

FALLA EN GLUCONEOGENESIS Hipoglucemia: LA DISMINUCIÓN DE NIVELES DE GLUCOSA CAUSA: disfunción cerebral, coma y muerte. HIPERGLUCEMIA:    

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AUMENTO DE LOS NIVELES DE GLUCOSA PRODUCE cambios de la osmolalidad de los líquidos corporales flujo sanguíneo alterado acidosis intracelular, aumento de la producción de radicales superóxido lo que da lugar a función alterada del endotelio y del sistema inmunitario, y coagulación sanguínea alterada. es un factor contribuidor a la hiperglucemia en la diabetes tipo 2 debido a sensibilidad alterada de la gluconeogénesis a la regulación descendente en respuesta a la insulina.

GLUCONEOGENESIS Involucra ciclo de Krebs y otras reacciones especiales catalizadas por las enzima piruvato cinasa, hexoquinasa y fosfofructocinasa las cuales impiden la reversión de la glucolisis.

La reversión de la reacción catalizada por la piruvato cinasa en la glucólisis involucra dos reacciones endotérmicas. 1.- ACCIÓN DE PIRUVATO CARBOXILASA MITOCONDRIAL SOBRE EL PIRUVATO. DE LA GLUCOLISIS 

Junto con ATP cataliza la carboxilación de piruvato a oxalacetato, en esta la vitamina biotina actúa como coenzima;se une al CO2 proveniente de bicarbonato como carboxibiotina antes de la adición del CO2 al piruvato

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El oxalacetato resultante es reducido a malato y llevado al citosol donde nuevamente se transforma en oxalacetato por oxidación.

2.ACCIÓN DE OXALACETATO.

FOSFOENOLPIRUVATO

CARBOCINASA

SOBRE

Con acción de GTP que dona un grupo fosfato esta enzima cataliza la descarboxilación y fosforilación de oxalacetato a fosfoenol piruvato. en hígado y riñones el GTP usado en la reación anterior se produce a través de la reacción de la succinato tiocinasa en el ciclo del ácido cítrico y proporciona un enlace de unión entre la gluconeogénesis y ciclo de Krebs

3.- CATALISIS DE FRUCTOSA 1,6 BIFOSFATO Y FRUCTOSA 1 FOSFATO POR LA FRUCTOSA 1,6 BIFOSFATASA Esta reacción se da para dar la reversión de la glucolisis y asi determinar si un tejido es capaz de sintetizar glucosa no solo a partir de glucógeno sino también de triosas fosfato esta presente en hígado, riñones y músculo estriado pero es deficiente en corazón y músculo liso. 4.- CATLISIS DE GLUCOSA SEIS FOSFATO A GLUCOSA POR ACCIÓN DE LA ENZIMA GLUCOSA 6 FOSFATASA Esta enzima esta presente en hígado y riñones pero falta en músculo y tejido adiposo y como consecuencia no puede transportar glucosa al torrente sanguíneo.

5.- DEGRADACION DE GLUCOSA 1 FOSFATO A GLUCOGENO POR LA FOSFORILASA La síntesis de glucógeno comprende una vía diferente por medio de la uridina difosfato glucosa y la glucógeno sintasa.

REGULACIÓN RECIPROCA DE GLUCOLISIS Y GLUCONEOGENESIS Tres mecanismos se encargan de regular la ac tividad de enzimas vinculadas con el metabolismo de carbohi dratos: 1.- Cambios de índice de síntesis de enzimas 2.-modificación covalente por medio de fosforilacioón reversible 3.-efectos alostericos

INDUCCIÓN Y REPRECIÓN DE ENZIMAS En diversos estados fisiológicos las actividades enzimáticas cambian, las enzimas mas involucradas catalizan reacciones no equilibradas, Los efectos se refuerzan por la actividad de las enzimas ue catalizan reacciones en dirección opuesta y varian de modod reciproco. Las enzimas que comprenden la utilización de glucosa aumentan su actividad con una super fluidez de glucosa por lo tanto la gluconeogénesis tiene actividad baja. La insulina se lobera cuando la glucosa en sangre aumenta y estimula las enzimas de la glucolisis, asi mismo antagoniza los efecto de los glucocorticoides y cAMP que es estimulado por glucagón de manera que induce síntesis de enzimas clave de la gluconeogénesis.

MODIFICACIÓN COVALENTE POR MEDIO DE FOSOFRILACIÓN REVERSIBLE El glucagón y la adrenalina disminuyen la glucosa en sangre y estimulan la gluconeogénesis. En el hígado se aumenta el AMPc lo que activa la proteína cinasa dando lugar a la desactivación piruvao cinasa

MODIFICACIÓN ALOSTERICA En gluconeogénesis la enzima piruvato carboxilasa que produce oxalacetato a través de piruvato necesita acetil coA Ppara usarlo como mediador alosterico, la unin de este cambia la estructura de la proteína y aumenta la Km de este por el bicarbonato asegurando asi el suministro de oxalacetato La fosfofructocinasa (fosfofructocinasa-1) ocupa una posición clave en la regulación de la glucólisis, y queda sujeta también a control por retroacción. Es inhibida por citrato y por concentraciones intracelulares normales de ATP, y activada por el 5ʹAMP. Este último actúa como un indicador del estado de energía de la célula.

La concentración sanguínea de glucosa está regulada dentro de Límites estrechosl Las cifras de glucosa en la sangre en casi todos los mamíferos se mantienen entre 4.5 y 5.5 mmol/L aumentando hasta 6.5 a 7.2 mmol/L al comer, mientras que en la inanición, bajan 3.3 a 3.9 mmol/L. una disminución de glucosa repentina en sangre causa convulsiones debido a la dependencia del cerebro a los aportes de glucosa, sin embargo esto no se da si la hipoglucemia sobreviene con suficiente lentitud para que el organismo se adapte.

La glucosa en sangre proviene de La dieta Los carbohidratos de la dieta dan glucosa, galactosa y fructosa que se transportan hacia el hígado por la vena porta hepática. Estos se convierten en glucosa en hígados a partir de dos grupos de compuestos que pasan por gluconeogénesis: 1) los que comprenden una conversión directa en glucosa. 2) los que son los productos del metabolismo de la glucosa en los tejidos

De este modo, el lactato, formado por medio de glucólisis en el músculo estriado y los eritrocitos, se transporta hacia el hígado y los riñones, donde vuelve a formar glucosa a este proceso se la llama ciclo de cori.

Mecanismos metabólicos y hormonales regulan la concentración de glucosa en sangre Las células hepáticas son libremente permeables a la glucosa (por medio del transportador GLUT 2), mientras que las células de los tejidos extrahepáticos (excepto los islotes β pancreáticos) son relativamente impermeables, y sus transportadores de glucosa están regulados por insulina. Por tanto la captación desde el torrente sanguíneo es el paso limitante en la utilización de glucosa en tejidos extrahepáticos. La hexocinasa tiene una Km baja para la glucosa, y en el hígado está saturada y actuando a un índice constante en todas las condiciones normales. La glucocinasa tiene una Km mucho más alta (menor afinidad) para la glucosa, de modo que su actividad aumenta con los incrementos de la concentración de glucosa en la vena porta hepática. INSULINA Además de los efectos directos de la hiperglucemia en el aumento de la captación de glucosa hacia el hígado, la hormona insulina desempeña una función fundamental en la regulación de la glucosa en sangre. Se produce en las células β

de los islotes de Langerhans en el páncreas en respuesta a hiperglucemia. Las células β de los islotes son libremente permeables a la glucosa mediante el transportador GLUT 2, y la glucosa es fosforilada por la glucocinasa. En consecuencia, el aumento de la glucosa en la sangre incrementa el flujo metabólico por glucólisis, el ciclo del ácido cítrico, y la generación de ATP GLUCAGON El glucagón se opone a las acciones de la insulina El glucagón es la hormona producida por las células α de los islotes pancreáticos; su secreción es estimulada por la hipoglucemia. En el hígado estimula la glucogenólisis al activar la fosforilasa