Gluconeogenesi

Processo di gluconeogenesi

Cos'è la gluconeogenesi?

IL Gluconeogenesi È un processo metabolico che si verifica in quasi tutti gli esseri viventi, tra cui piante, animali e vari tipi di microrganismi. È costituito da sintesi o formazione di glucosio da composti contenenti carbonio che non sono carboidrati, come aminoacidi, glicogenici, glicerolo e lattato.

Questo è uno dei percorsi del metabolismo dei carboidrati di tipo anabolico. Sintetizza o forma le molecole di glucosio si presentano principalmente nel fegato e, in misura minore, nella corteccia dei reni di umani e animali.

Questo processo anabolico viene prodotto in seguito al senso inverso della via catabolica, con diversi enzimi specifici nei punti irreversibili della glicolisi.

La gluconeogenesi è importante per aumentare i livelli e i tessuti della glucosio nel sangue in caso di ipoglicemia. Alsom, o cuscini la diminuzione della concentrazione di carboidrati nel digiuno prolungato o in altre situazioni avverse.

Caratteristiche della gluconeogenesi

Schema del processo di gluconeogenesi

È un processo anabolico

La gluconeogenesi è uno dei processi anabolici del metabolismo dei carboidrati. Attraverso il suo meccanismo, il glucosio viene sintetizzato da precursori o substrati, formati da piccole molecole.

Il glucosio può essere generato da semplici biomolecole di natura proteica, come aminoacidi glicogeni e glicerolo, fornendo la seconda lipolisi dei trigliceridi nel tessuto adiposo.

Il lattato funziona anche come substrato e, in misura minore, gli acidi grassi a catena OPAR.

Fornisce forniture di glucosio

La gluconeogenesi è di grande importanza per gli esseri viventi, specialmente per il corpo umano. Questo perché serve a fornire in casi speciali la grande domanda di glucosio che il cervello richiede (circa 120 grammi al giorno).

Quali parti dell'organismo richiedono glucosio? Il sistema nervoso, il midollo renale, tra gli altri tessuti e cellule, come i globuli rossi, che usano il glucosio come unica o principale fonte di energia e carbonio.

Le riserve di glucosio, come il glicogeno, immagazzinate nel fegato e nei muscoli raggiungono a malapena un giorno. Questo senza considerare diete o esercizi intensi. Per questo motivo, attraverso la gluconeogenesi, il corpo viene fornito con glucosio formato da altri precursori o substrati non carboidrato.

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Inoltre, questo percorso interviene nell'omeostasi del glucosio. Il glucosio formato da questa via, oltre ad essere una fonte di energia, è il substrato di altre reazioni anaboliche.

Un esempio di ciò è il caso della biosintesi delle biomolecole. Tra questi i glucoconjugados, i glicolipidi, le glicoproteine ​​e gli aminoazúces e altri eteropolisaccaridi.

Stadi (reazioni) della gluconeogenesi

Schema della via della gluconeogenea. Fonte: Wikimedia Commons

Via sintetica

La gluconeogenesi viene eseguita nel citosol o nel citoplasma delle cellule, principalmente nel fegato e in misura minore nel citoplasma delle cellule renali della corteccia.

La sua via sintetica costituisce gran parte delle reazioni della glicolisi (via catabolica del glucosio), ma nella direzione opposta.

Tuttavia, è importante evidenziare che le 3 reazioni della glicolisi che termodinamicamente sono irreversibili, saranno nella gluconeogenesi catalizzata da enzimi specifici diversi da quelli coinvolti nella glicolisi, il che rende possibile che le reazioni vengano somministrate nelle reazioni inverse.

In particolare, quelle reazioni glicolitiche catalizzate da esochinasi o glicouchinasi, fosfofructionasi e piruvato chinasi.

La revisione delle fasi cruciali della gluconeogenesi catalizzata da enzimi specifici, è necessaria la conversione del piruvato nel fosfoenolpiruvato richiede una serie di reazioni.

Il primo accade nella matrice mitocondriale con la conversione del piruvato in ossaloocetato, catalizzata dal piruvato carbossilasi.

A sua volta, in modo che l'ossaloacetato possa partecipare, deve essere fatto a Malo per il malvagio deidrogenasi mitocondriale. Questo enzima viene trasportato dai mitocondri al citosol, dove viene nuovamente trasformato in oxalooacetato dal malvagio deidrogenasi che si trova nel citoplasma cellulare.

Azione di azione carbossicasi di Fosfoenolpiruvate

Attraverso l'azione dell'enzima di fosfoenolpyruvate carboxilinasi (PEPCK), l'ossaloacetato viene convertito in fosfoenolpivato. Le rispettive reazioni sono riassunte di seguito:

Piruvato + co₂ + H₂O + ATP => Ossaloacetato + ADP + p_Yo + 2h⁺

Oxaloacetato + GTP Fosfoenolpiruvate + co₂ + PIL

Tutti questi eventi rendono possibile la trasformazione del piruvato in fosfoenolpiruvato senza l'intervento del piruvato della chinasi, che è specifica per la via glicolitica.

Tuttavia, il fosfoenolpiruvato viene trasformato in fruttosio-1,6-Bishosfato dall'azione degli enzimi glicolitici che catalizzano queste reazioni reversibilmente.

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Azione enzimatica della frutta

La prossima reazione che fornisce l'azione della fosfofutoquinasi sul percorso glicolitico. L'enzima del fruttosio-1,6-bisfosfato catalizza questa reazione sulla via gluconeogena, che è idrolitica ed è riassunta di seguito:

Fruttosio-1,6-bisosfato + h₂O => Fruttosio-6-fosfato + p_Yo

Questo è uno dei punti di regolazione della gluconeogenesi, poiché questo enzima richiede mg²⁺ Per la tua attività. Il fruttosio-6-fosfato subisce una reazione di isomerizzazione catalizzata dall'enzima fosfoglucoisomerasi che lo trasforma in glucosio-6-fosfato.

Azione enzimatica glucosio-6-fosfatasi

Infine, il terzo di queste reazioni è la conversione del glucosio-6-fosfato in glucosio.

Ciò procede dall'azione del glucosio-6-fosfatasi che catalizza una reazione di idrolisi e che sostituisce l'azione irreversibile di esochinasi o glicouchinasi nel percorso glucolitico.

Glucosio-6-fosfato + h₂O => Glucosio + p_Yo

Questo enzima glucosio-6-fosfatasi è collegato al reticolo endoplasmatico delle cellule epatiche. Hai anche bisogno di mg cofactor²⁺ Per esercitare la sua funzione catalitica.

La sua posizione garantisce la funzione del fegato come sintetizzatore di glucosio per soddisfare le esigenze di altri organi.

Precursori gluconeogenici

Quando non c'è abbastanza ossigeno nel corpo, come può accadere nei muscoli e negli eritrociti nel caso di esercizio prolungato, si verifica la fermentazione del glucosio; cioè, il glucosio non è completamente ossidato in condizioni anaerobiche e quindi si verifica il lattato.

Questo stesso prodotto può andare al sangue e da lì raggiungere il fegato. Lì fungerà da substrato gluconeogenico, da quando entrerà nel ciclo di cori, il lattato diventerà piruvato. Questa trasformazione è dovuta all'azione dell'enzima lattato deidrogenasi.

Lattato

Il lattato è un importante substrato gluconeogenico del corpo umano e una volta esaurite le riserve di glicogeno, la conversione del lattato di glucosio aiuta a reintegrare il magazzino del glicogeno nei muscoli e nel fegato.

Piruvato

D'altra parte, attraverso le reazioni che compongono il cosiddetto ciclo di glucosio-alanina, si verifica la transaminazione del piruvato.

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Questo si trova nei tessuti extra epatici, rendendo la trasformazione del piruvato in alanina, che costituisce un altro degli importanti substrati gluconeogenici.

In condizioni di digiuno prolungate estreme o altre alterazioni metaboliche, il catabolismo proteico sarà, come ultima opzione, una fonte di aminoacidi glicogenici. Questi formeranno intermediari del ciclo di Krebs e genereranno ossaloacetato.

Glicerolo e altri

Il glicerolo è l'unico substrato gluconeogenico di importanza originata dal metabolismo lipidico.

Viene rilasciato durante l'idrolisi dei triacilgliceridi, che sono conservati nel tessuto adiposo. Questi vengono trasformati attraverso la fosforilazione consecutiva e le reazioni di deidrogenazione al fosfato diidrossiacetone, che seguono la via gluconeogena per formare il glucosio.

D'altra parte, pochi acidi a catena grasso sono gluconeogeni.

Regolazione della gluconeogenesi

Uno dei primi controlli della gluconeogenesi è eseguito mediante un'assunzione di alimenti a basso contenuto di carboidrati, che causano livelli normali di glucosio nel sangue.

Al contrario, se l'assunzione di carboidrati è bassa, la via della gluconeogenesi sarà importante per soddisfare i requisiti del glucosio dell'organismo.

Ci sono altri fattori coinvolti nella regolazione reciproca tra glicolisi e gluconeogenesi: livelli di ATP. Quando viene inibita un'alta glicolisi, mentre la gluconeogenesi viene attivata.

Il contrario accade con i livelli di AMP: se sono alti, la glicolisi è attivata, ma la gluconeogenesi è inibita.

Nelle reazioni catalizzate da enzimi specifici nella gluconeogenesi ci sono alcuni punti di controllo. Quale? La concentrazione di substrati enzimatici e cofattori come MG²⁺, e l'esistenza di attivatori come il caso della fosfofruceraquinasi.

La fosfofrucerachinasi è attivata dall'amplificatore e dall'influenza di insulina, glucagone e persino alcuni ormoni pancreatici glucocorticoidi.

Riferimenti

1. Mathews, Holde e Ahern. (2002). Biochimica (3 °. ed.).  Madrid: Pearson
2. WikiBooks (2018). Principi di biochimica/ gluconeogenesi e glicogenesi. Preso da: in.WikiBooks.org
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