La gluconeogénesis es una ruta metabólica anabólica que
permite la biosíntesis de glucosa a partir de precursores no glucocídicos.
Incluye la utilización de varios aminoácidos, lactato, piruvato, glicerol y
cualquiera de los intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos como
fuentes de carbono para la vía metabólica. Se la puede clasificar como lineal,
anabólica, endergónica, reductora, consumidora de ATP. El objetivo de esta vía
es biosintetizar glucosa y glucógeno a partir de fuentes no glucocídicas. En
humanos, el hígado y el riñón son los principales órganos gluconeogénicos.
Dentro de la célula, las reacciones necesarias para obtener
malato a partir de piruvato se realizan en la mitocondria, pero el resto de la
gluconeogénesis se realiza en el citosol.
El balance energético:- Si se parte de dos moléculas de lactato o piruvato sería -6ATP ya que en la etapa de piruvato carboxilasa se "invierten" 2ATP; en la de fosfoenolpiruvato carboxiquinasa, 2GTP; y en la de fosfoglicerato quinasa, otros 2ATP.
- Si se parte de dos oxaloacetatos sería -4ATP ya que en la etapa de fosfoenolpiruvato carboxiquinasa se "invierten" 2GTP y en la de fosfoglicerato quinasa, otros 2ATP.
- Si se parte de dos gliceroles sería -2ATP ya que solo en la etapa de glicerolquinasa se "invierten" 2ATP
En cuanto al sustrato, la participación del oxaloacetato en las dos primeras reacciones de esta vía conecta la gluconeogénesis con el ciclo de Krebs. Como todo intermediario del ciclo se convierte en oxaloacetato a través del ciclo de ácido cítrico, cualquiera de esos intermediarios y todo compuesto capaz de transformarse en uno de ellos puede ser precursor de la glucosa. También el glicerol puede ser un sustrato de la glucosa. Con respecto al producto que se genera es la glucosa o el glucógeno que tienen como destino todos los tejidos que requieran esta nueva glucosa sintetizada para obtener energía debido a una deficiente dieta en carbohidratos por ejemplo.
La regulación de la gluconeogénesis puede ser génica pero más que nada es alostérica. Las enzimas que se regulan son la piruvato carboxilasa, la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa y la fructosa-1,6-bisP fosfatasa. La primera es estimulada por la presencia de acetilCoA y se inhibe ante la presencia de ADP, la seguda es inhibida por la presencia de ADP mientras que la tercera es inhibida por la presencia de AMP y Fructosa 2,6 biP y es estimulada por la presencia de citrato.
La principal coenzima que es necessária para esta vía es
NADH+H (NAD reducido), pero existen otras que pueden intervenir como la
Biotina. El factor limitante es el NADH+H.
Por último, según cual sea el sustrato de la vía, esta puede
presentar 3 ecuaciones globales:
Si son dos piruvatos:
2 Piruvato + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 6 H20 à Glucosa + 4 ADP +2
GDP+ 6 Pi + 2 NAD
Si son dos oxaloacetatos:2 oxaloacetatos+2GTP+2ATP+6H2O+2NADH-->Glucosa+2GDP+2ADP+6Pi+2NAD
Si son dos gliceroles:
2gliceroles+2ATP+4H2O-->Glucosa+2ADP+4Pi
