Gluconeogénesis

La gluconeogénesis es la síntesis de glucosa a partir de precursores no carbohidratos, como el lactato, el glicerol y ciertos aminoácidos. Permite que el cuerpo continúe produciendo glucosa cuando los carbohidratos dietéticos son escasos, durante el ayuno, el ejercicio prolongado o la inanición, y así suministrar glucosa a los tejidos dependientes de ella. Llevada a cabo principalmente por el hígado y, en menor medida, por el riñón, revierte en gran parte la glucólisis, pero evita los pasos irreversibles de esa vía con enzimas distintas.

Definition

La gluconeogénesis es la vía metabólica que sintetiza glucosa a partir de precursores no carbohidratos, utilizando las enzimas piruvato carboxilasa, fosfoenolpiruvato carboxicinasa, fructosa-1,6-bifosfatasa y glucosa-6-fosfatasa para evitar las reacciones irreversibles de la glucólisis.

Scope

Este tema abarca los sustratos, los pasos enzimáticos y la regulación de la síntesis de glucosa, los tejidos que la llevan a cabo y su relación recíproca con la glucólisis. Aborda la bioquímica y la fisiología de la producción de glucosa, en lugar del manejo clínico de los trastornos que la alteran.

Core questions

• ¿Qué precursores alimentan la síntesis de glucosa y de dónde provienen?
• ¿Cómo evita la vía los pasos irreversibles de la glucólisis?
• ¿Cómo se regula recíprocamente la gluconeogénesis con la glucólisis?
• ¿Qué tejidos producen glucosa y bajo qué condiciones?

Key concepts

• Precursores no carbohidratos (lactato, glicerol, aminoácidos glucogénicos)
• Piruvato carboxilasa
• Fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK)
• Fructosa-1,6-bifosfatasa
• Glucosa-6-fosfatasa
• Ciclo de Cori
• Regulación recíproca con la glucólisis

Mechanisms

La gluconeogénesis convierte precursores como el lactato, el glicerol y los aminoácidos glucogénicos en glucosa, siguiendo el esqueleto de carbono glucolítico en sentido inverso, pero reemplazando sus tres pasos irreversibles con reacciones separadas. El piruvato se transporta a fosfoenolpiruvato a través de la piruvato carboxilasa y la fosfoenolpiruvato carboxicinasa; la fructosa-1,6-bifosfatasa y la glucosa-6-fosfatasa catalizan los dos desvíos posteriores. La vía se regula recíprocamente con la glucólisis a través de señales alostéricas compartidas y mediante el control hormonal de las cantidades de enzimas, destacando la regulación transcripcional de la PEPCK, de modo que el hígado sintetiza glucosa durante el ayuno y la suprime cuando se alimenta. El ciclo de Cori une el músculo y el hígado, reciclando el lactato producido por la glucólisis de nuevo en glucosa.

Clinical relevance

La gluconeogénesis es fundamental para mantener la glucosa en sangre durante el ayuno y es un contribuyente importante a la producción excesiva de glucosa hepática observada en la diabetes tipo 2. Comprender su regulación aclara cómo el hígado ajusta la producción de glucosa a las necesidades de todo el organismo. Esta entrada tiene fines educativos y no proporciona orientación diagnóstica ni de tratamiento.

History

El reciclaje de lactato entre el músculo y el hígado fue descrito por Carl y Gerty Cori, dando nombre al ciclo de Cori y estableciendo la gluconeogénesis como contraparte de la glucólisis. Trabajos posteriores identificaron las cuatro enzimas de desvío y, más tarde, el control hormonal y transcripcional de la fosfoenolpiruvato carboxicinasa, que se convirtió en un modelo para la expresión regulada de una enzima gluconeogénica.

Key figures

• Carl Cori
• Gerty Cori
• Richard Hanson
• Robert Nordlie

Seminal works

• hanson-1997
• nordlie-1999

Frequently asked questions

¿Por qué el cuerpo no puede simplemente revertir la glucólisis para producir glucosa?

Tres pasos glucolíticos son esencialmente irreversibles, por lo que la gluconeogénesis utiliza cuatro enzimas diferentes para evitarlos; el resto de la vía sí funciona en sentido inverso, pero estos desvíos hacen posible la síntesis neta de glucosa.

¿Dónde tiene lugar la gluconeogénesis?

Principalmente en el hígado, que libera glucosa a la sangre, y en menor medida en el riñón, especialmente durante el ayuno prolongado.