Rutas Metabolicas ( Glucogenesis-Gluconeogenesis-Glucolisis)

GLUCOGENESIS

Es la síntesis de glucógeno a partir de glucosa y se produce gracias al enzima glucógeno sintetasas. La adición de una molécula de glucosa al glucógeno consume dos enlaces de alta energía: una procedente del ATP y otra que procede del UTP.

 

La síntesis del glucógeno tiene lugar en varios pasos:
  

En primer lugar, la glucosa es transformada en glucosa-6-fosfato, gastando una molécula de ATP.
glucosa + ATP → glucosa-6-P + ADP

A continuación se transforma la glucosa-6-fosfato en glucosa-1-fosfato sin gasto energético.
glucosa-6-P ←→ glucosa-1-P

Se transforma la glucosa-1-fosfato en UDP-glucosa, con el gasto de un UTP.
glucosa-1-P + UTP → UDP-glucosa + PPi

La glucógeno sintetasa va uniendo UDP-glucosa para formar el glucógeno.
(glucosa)n + UDP-glucosa → (glucosa)n+1 + UDP

Por último, una enzima crea ramificaciones en la cadena de glucosas.

 

GLUCONEOGENESIS

 

Es una ruta metabolica anabolica que permite la biosintesis de glucosa y glucogeno a partir de precursores no glucidos. Incluye la utilización de varios aminoacidos, lactato,piruvato, glicerol y cualquiera de los intermediarios del  ciclo de Krebs como fuentes de carbono para la vía metabólica. Todos los aminoácidos, excepto la leucina y la lisina, pueden suministrar carbono para la síntesis de glucosa.

 La gluconeogénesis tiene lugar casi exclusivamente en el higado  (10% en los riñones). Es un proceso clave pues permite a los organismos superiores obtener glucosa en estados metabólicos.

Reacciones de la gluconeogénesis

Estas reacciones son:

1. De glucosa a glucosa 6 fosfato.
2. De fructosa 6 fosfato a fructosa 1,6 bifosfato
3. De fosfoenolpiruvato a piruvato.

 

 

 

 GLUCOGENOLISIS

 

 Su estructura es similar a la de amilopectina del almidón, aunque mucho más ramificada que ésta. Está formada por varias cadenas que contienen de 12 a 18 unidades de α-glucosas, uno de los extremos de esta cadena se une a la siguiente cadena mediante un enlace α-1,6-glucosídico, tal y como sucede en la amilopectina.


Debido a la estructura tan ramificada del glucógeno, permite la obtención de moléculas de glucosa en el momento que se necesita.

La glucógeno fosforilasa va quitando glucosa de una rama del glucógeno hasta dejar 4 moléculas de glucosa en la rama, la glucantransferasa toma tres de las moléculas de glucosa y las transfiere a la rama principal y por último, la enzima desramificante quita la molécula de glucosa sobrante.


Enzimas de la glucogenolisis: En la glucogenolisis participan dos enzimas:

La glucógeno fosforilasa, que cataliza la fosforolisis de los enlaces alfa 1-4 glicosídicos y la enzima desramificante, que elimina las ramificaciones por los enlaces alfa 1-6 glicosídicos.

Glucógeno fosforilasa: Cataliza la escisión fosforolítica, que consiste en la separación secuencial de restos de glucosa desde el extremo no reductor, según la reacción:
(glucosa) n + Pi3 <---------------> (glucosa) n-1 + glucosa-1-P.
Esta reacción es muy ventajosa para la célula, en comparación con una de hidrólisis.

Enzima desramificante del glucógeno: La glucógeno fosforilasa no puede escidir los enlaces O-glicosídicos en alfa(1-6). La enzima desramificante del glucógeno posee dos actividades: alfa(1-4) glucosil transferásica que transfiere cada unidad de trisacárido al extremo no reductor, y alfa, necesaria para que el hígado realice su función de proveedor de glucosa a otros tejidos.
glucosa-6-P + H2O2 ---------------> glucosa + Pi

Regulación de la glucogénesis y la glucogenolisis. La regulación del metabolismo del glucógeno se ejecuta a través de las dos enzimas; la glucógeno sintetasa que participa en su síntesis, y la glucógeno fosforilasa en la degradación.

La glucógeno sintetasa tiene dos formas:

Glucógeno sintetasa I (independiente de la presencia de glucosa 6 fosfato para su acción), que no está fosforilada y es activa, y la glucógeno sintetasa D (dependiente de la presencia de glucosa 6 fosfato para su acción), que está fosforilada y es menos activa.

La otra enzima, la glucógeno fosforilasa, también tiene dos formas:

Glucógeno fosforilasa b, menos activa, que no está fosforilada y la glucógeno fosforilasa a, activa, que está fosforilada.

Tanto la glucógeno sintetasa como la glucógeno fosforilasa se regulan por el mecanismo de modificación covalente estudiado en el primer trimestre.

Las hormonas adrenalina y glucagón activan las proteínas quinasas que fosforilan ambas enzimas, provocando activación de la glucógeno fosforilasa, estimulando la degradación del glucógeno; mientras que la glucógeno sintetasa disminuye su actividad, lo que inhibe la síntesis de glucógeno.

La hormona insulina provoca la desfosforilación de las enzimas, en consecuencia la glucógeno fosforilasa se hace menos activa, y la glucógeno sintetasa se activa, lo que favorece la síntesis de glucógeno.

Es decir que hormonas como la adrenalina y el glucagón favorecen la degradación del glucógeno, mientras que la insulina estimula su síntesis.