Stadiile (reacțiile) gliconeogenezei și reglementarea

gluconeogeneză Este un proces metabolic care apare în aproape toate ființele vii, inclusiv plantele, animalele și diverse tipuri de microorganisme. Se compune din sinteza sau formarea de glucoză din compușii cu conținut de carbon care nu sunt carbohidrați, cum ar fi aminoacizii, glicogenii, glicerolul și lactatul.

Este una dintre căile de metabolizare a carbohidraților de tip anabolic. Sintetizează sau formează molecule de glucoză prezente în principal în ficat și, într-o mai mică măsură, în cortexul rinichilor de oameni și animale.

Acest proces anabolic apare ca urmare a direcției inverse a căii catabolice a glucozei, având diferite enzime specifice la punctele ireversibile ale glicolizei.

Gluconeogeneza este importantă pentru creșterea nivelului de glucoză în sânge și țesuturi în cazurile de hipoglicemie. De asemenea, amortizează scăderea concentrației de carbohidrați în posturi prelungite sau în alte situații.

index

• 1 Caracteristici
  • 1.1 Este un proces anabolic
  • 1.2 Furnizați consumabile de glucoză
• 2 Etape (reacții) de gluconeogeneză
  • 2.1 Traseul sintetic
  • 2.2 Acțiunea enzimei fosfoenolpiruvat carboxinază
  • 2.3 Acțiunea enzimei fructoză-1,6-bisfosfatază
  • 2.4 Acțiunea enzimei glucoz-6-fosfatazei
• 3 Precursori gliconeogenici
  • 3.1 Lactat
  • 3.2 Pyruvat
  • 3.3 Glicerol și altele
• 4 Reglarea gluconeogenezei
• 5 Referințe

caracteristici

Este un proces anabolic

Gluconeogeneza este unul dintre procesele anabolice ale metabolismului carbohidraților. Prin mecanismul său, glucoza este sintetizată din precursori sau substraturi formate din molecule mici.

Se poate genera glucoza din biomolecule simpli proteiforme aminoacizi și glicerol glucogenice, a doua venire a lipolizei trigliceridelor în țesutul adipos.

Lactatul funcționează, de asemenea, ca un substrat și, într-o măsură mai mică, acizii grași cu lanț ciudat.

Furnizați consumabile de glucoză

Gluconeogeneza are o mare importanță pentru ființele vii și în special pentru corpul uman. Acest lucru se datorează faptului că servește la furnizarea, în cazuri speciale, a cererii ridicate de glucoză pe care creierul o cere (aproximativ 120 de grame pe zi, aproximativ).

Ce părți ale corpului necesită glucoză? Sistemul nervos, medulla renală, printre alte țesuturi și celule, cum ar fi celulele roșii din sânge, care utilizează glucoza ca sursă unică sau principală de energie și carbon.

Rezervele de glucoză, cum ar fi glicogenul stocat în ficat și mușchi, sunt abia pentru o zi. Acest lucru fără a lua în considerare dietele sau exercițiile intense. Din acest motiv, prin gluconeogeneză, corpul este alimentat cu glucoză formată din alți precursori sau substraturi non-carbohidrați.

De asemenea, acest traseu intervine în homeostaza de glucoză. Glucoza formată pe această cale, pe lângă faptul că este o sursă de energie, este substratul altor reacții anabolice.

Un exemplu în acest sens este cazul biosintezei biomoleculelor. Printre aceștia sunt glucoconjugați, glicolipide, glicoproteine ​​și aminoazucare și alte heteropolozaharide.

Etapele (reacțiile) de gluconeogeneză

Traseul sintetic

Gluconeogenezei are loc în citosol sau citoplasmă celulelor, în special în ficat și într-o măsură mai mică în citoplasmă celulelor din cortexul renal.

Traseul său sintetic constituie o mare parte din reacțiile de glicoliză (calea catabolică a glucozei), dar în direcția opusă.

Cu toate acestea, este important de remarcat faptul că cele trei reacții sunt termodinamic glicolizei gluconeogeneza ireversibil fi catalizate de enzime specifice diferite implicate în glicoliza, care permite inversa sunt date reacții.

Acestea sunt în mod specific acele reacții glicolitice catalizate de enzime hexokinază sau glucokinază, fosfofructokinază și piruvat kinază.

Revizuirea etapelor esențiale ale gluconeogenezei catalizate de enzime specifice, conversia piruvatului la fosfoenolpiruvat necesită o serie de reacții.

Primul apare în matricea mitocondrială cu conversia piruvatului în oxaloacetat, catalizat de piruvat carboxilază.

La rândul său, pentru ca oxaloacetatul să participe, acesta trebuie transformat în malat prin malat dehidrogenază mitocondrială. Această enzimă este transportat de mitocondrii în citosol, unde este din nou convertit la oxaloacetatului de malat dehidrogenază găsită în citoplasmă celulei.

Acțiunea enzimei fosfoenolpiruvat carboxinază

Prin acțiunea enzimei fosfoenolpiruvat carboxinază (PEPCK), oxaloacetatul este transformat în fosfoenolpiruvat. Reacțiile respective sunt rezumate mai jos:

Pyruvate + CO₂ + H₂O + ATP => Oxaloacetat + ADP + P_eu + 2H⁺

Oxaloacetat + GTP <=> Fosfoenolpiruvato + CO₂ + PIB

Toate aceste evenimente fac posibilă transformarea piruvatului în fosfoenolpiruvat fără intervenția piruvat kinazei, care este specifică pentru calea glicolitică.

Cu toate acestea, fosfoenolpiruvatul este transformat în 1,6-bisfosfat de fructoză prin acțiunea enzimelor glicolitice care catalizează aceste reacții în mod reversibil.

Acțiunea enzimei fructoză-1,6-bisfosfatază

Următoarea reacție care înlocuiește acțiunea fosfofructokinazei în calea glicolitică este aceea care transformă 1,6-bisfosfat de fructoză în 6-fosfat de fructoză. Enzima fructoză-1,6-bisfosfatază catalizează această reacție în calea gluconeogenică, care este hidrolitică și este rezumată mai jos:

Fructoză-1,6-bisfosfat + H₂O => Fructoza-6-fosfat + P_eu

Acesta este unul dintre punctele de reglementare a gluconeogenezei, deoarece această enzimă necesită Mg²⁺ pentru activitatea ta. Fosfatul de fructoză-6 suferă o reacție de izomerizare catalizată de enzima fosfoglucoizomerază care o transformă în glucoz-6-fosfat.

Acțiunea enzimei de glucoză-6-fosfatază

În sfârșit, a treia dintre aceste reacții este conversia glucozei-6-fosfatului în glucoză.

Aceasta se desfășoară prin acțiunea glucozei-6-fosfatazei care catalizează o reacție de hidroliză și care înlocuiește acțiunea ireversibilă a hexokinazei sau a glucokinazei în calea glicolitică.

Glucoza-6-fosfat + H₂O => Glucoza + P_eu

Această enzimă de glucoză-6-fosfatază este atașată la reticulul endoplasmatic al celulelor hepatice. De asemenea, aveți nevoie de cofactorul Mg²⁺ să își exercite funcția catalitică.

Poziția sa garantează funcția ficatului ca sintetizator de glucoză pentru a satisface nevoile altor organe.

Precursorii gliconeogenici

Când nu există suficientă cantitate de oxigen în organism, așa cum se poate întâmpla în mușchi și eritrocite în cazul unui exercițiu prelungit, are loc fermentarea glucozei; adică, glucoza nu este complet oxidată în condiții anaerobe și, prin urmare, se produce lactat.

Același produs poate trece în sânge și de acolo în ficat. Acolo va acționa ca un substrat gluconeogenic, deoarece la intrarea în ciclul Cori lactatul va deveni piruvat. Această transformare se datorează acțiunii enzimei lactat dehidrogenază.

lactat

Lactatul este un substrat important de gluconeogen al organismului uman și odată ce rezervele de glicogen sunt epuizate, conversia lactatului în glucoză ajută la umplerea depozitului de glicogen în mușchi și ficat.

piruvat

Pe de altă parte, prin reacțiile care formează așa-numitul ciclu de glucoză-alanină, are loc transaminarea piruvatului.

Acest lucru se regăsește în țesuturile extra hepatice, ceea ce face transformarea piruvatului în alanină, care este un alt substrat important de gluconeogen.

În condiții extreme de post alimentar prelungit sau alte modificări metabolice, catabolismul proteinelor va fi o sursă de aminoacizi glicogenici ca o ultimă opțiune. Acestea vor forma intermediari ai ciclului Krebs și vor genera oxaloacetat.

Glicerol și altele

Glicerolul este singurul substrat gluconeogenic de importanță provenind din metabolismul lipidic.

Se eliberează în timpul hidrolizei triacilgliceridelor, care sunt stocate în țesutul adipos. Acestea sunt transformate prin reacții consecutive de fosforilare și dehidrogenare la fosfat de dihidroxiacetonă, care urmează calea gluconeogenică pentru a forma glucoză.

Pe de altă parte, câțiva acizi grași cu lanț ciudat sunt gluconeogeni.

Reglarea gluconeogenezei

Unul dintre primele controale ale gluconeogenezei se realizează prin consumul de alimente cu un conținut scăzut de carbohidrați, ceea ce duce la niveluri normale de glucoză în sânge.

Dimpotrivă, dacă aportul de carbohidrați este scăzut, calea de gluconeogeneză va fi importantă pentru a satisface cerințele de glucoză ale organismului.

Există și alți factori care intervin în reglementarea reciprocă dintre glicoliza și gluconeogeneza: nivelurile ATP. Când sunt ridicate, glicoliza este inhibată, în timp ce gluconeogeneza este activată.

Opoziția are loc cu nivelurile AMP: dacă acestea sunt ridicate, glicoliza este activată, dar gluconeogeneza este inhibată.

În reacțiile catalizate de enzimele specifice în gluconeogeneză există anumite puncte de control. Ce? Concentrația de substraturi și cofactori enzimatici cum ar fi Mg²⁺, și existența unor activatori cum ar fi fosfofructokinaza.

Fosfofructokinaza este activată de AMP și de influența hormonilor pancreatici, insulină, glucagon și chiar unele glucocorticoizi.

referințe

1. Mathews, Holde și Ahern. (2002). Biochimie (ed. 3). Madrid: PEARSON
2. Wikimanuale. (2018).Principii de biochimie / Gluconeogeneză și glicogeneză. Acceptată de la: en.wikibooks.org
3. Shashikant Ray. (Decembrie 2017). Regulamentul privind gliconeogeneza, măsurători și tulburări. Luat de la: researchgate.net
4. Gluconeogeneză. [PDF]. Luat de la: imed.stanford.edu
5. Curs 3-Glicoliza și Gluconeogeneza. [PDF]. Luat de la: chem.uwec.edu
6. Gluconeogeneză. [PDF]. Luat de la: chemistry.creighton.edu