Se denomina así al proceso
de formación de glucosa a partir de diferentes sustratos (aminoácidos) como:
lactato, piruvato, propionato y glicerol entre otros. La gluconeogénesis
permite el mantenimiento de los niveles de glucosa en sangre por bastante tiempo,
después de que toda la glucosa de la dieta se haya absorbido y oxidado
completamente.
CICLO
DE CORI Y ALANINA: Son ciclos para la formación de glucosa a
partir de lactato y alanina respectivamente. En ambos casos se trata de un
mecanismo para proporcionar glucosa a tejidos que son plenamente dependientes
de esta para la obtención de energía como es el caso del cerebro.
CICLO
DE CORI
Muchas enzimas de la vía
glucolitica son comunes en la vía gluconeogenica. Debido a que la glucolisis
produce 2 moléculas de ATP y la gluconeogénesis requiere de 6 ATP por molécula
de glucosa se hace necesario la adición de reacciones que en la glucolisis no
están presentes. Además, ciertos pasos de la vía glucolitica son irreversibles
en las condiciones intracelulares y son reemplazadas por reacciones
irreversibles de la vía gluconeogenica.
Fisiológicamente este
proceso es de suma importancia en momentos en que los músculos están en máximo esfuerzo
y potencia sostenida. Los músculos necesitan degradar glucosa (glucolisis) con el fin de obtener ATP
para que este logre contraerse y de esta manera proporcione algún tipo de
movimiento especifico, esta vía le ofrece como resultado dos moléculas de ATP,
piruvato y NADH; el piruvato tiene dos caminos dependiendo de la disponibilidad
de oxígeno en las células musculares, el primero es mantenerse en forma de
piruvato cuando la cantidad de oxigeno es suficiente, es decir, el proceso fue aeróbico
y el segundo es convertirse a Lactato cuando no hay oxígeno en la célula, esta
segunda opción tiene también otra razón de ser, y es que la vía glucolitica
necesita re oxidar el NADH para poder utilizarlo en la glucolisis en el momento
en que la glucosa llegue de nuevo al musculo. Independientemente de que el
piruvato se mantenga o se transforme en lactato, ambos viajaran por vía
sanguínea, llegaran al hígado y serán transformados nuevamente en glucosa
gracias a este ciclo.
PASOS
CICLO DE CORI A PARTIR DE DOS MOLÉCULAS DE LACTATO (TRANSAMINACIÓN DEL
OXALACETATO A ASPARTATO)
PASO
1
Conversión de lactato a
piruvato por la lactato deshidrogenasa. En esta reacción se genera NADH que es
utilizado en otro paso de la via (paso 9).
PASO
2
El piruvato se carboxila en
oxalacetato gracias a la enzima piruvato carboxilasa y a la presencia de CO2,
Mg++, biotina y ATP. Es de suma importancia resaltar que esta reacción ocurre a
nivel de la matriz mitocondrial debido a que la enzima utilizada se encuentra
específicamente en este sitio y no en el citosol.
PASO
3
El oxalacetato se transamina
a aspartato, pero para que esto ocurra se necesita la entrada de glutamato a la
mitocondria, este le da el grupo amino al oxalacetato lo convierte en aspartato
y él se convierte a alfa cetoglutarato. La salida de aspartato esta compensada
con la entrada de glutamato.
PASO
4
El aspartato atraviesa la
membrana mitocondrial y es convertido nuevamente a oxalacetato, devolviéndole
el grupo amino al alfa cetoglutarato y convirtiéndolo entonces en glutamato,
esta reacción necesita igualmente de fosfato de piridoxal (B6PO4-).
PASO
5
El oxalacetato será
convertido entonces a fosfoenol piruvato gracias a la fosfoenol piruvato
carboxiquinasa. Para esto se necesita el gasto de una molécula de ATP.
PASO
6
El fosfoenol piruvato se
convierte a 2 fosfoglicerato gracias a la enolasa
PASO
7
La 2 fosfoglicerato se
convierte entonces en 3 fosfoglicerato gracias a la fosfoglicerato mutasa
PASO
8
La conversión de 3
fosfoglicerato a 1,3 bifosfoglicerato necesita una molécula de ATP y la ayuda
de la enzima fosfogliceratoquinasa.
PASO
9
Para la conversión de 1,3
bifosfoglicerato a 2 moléculas de gliceraldehido 3 fosfato interviene la
gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa utilizando como dador de hidrógenos al
NADH que se originó en el primer paso.
PASO
10
Una molécula de
gliceraldehido 3 fosfato es convertida a dihidroxiacetona fosfato con la ayuda
de la triosa fosfato isomerasa
PASO
11
La molécula de
dihidroxiacetona fosfato y la gliceraldehido 3 fosfato son unidas y convertidas
a fructosa 1,6 bifosfato gracias a la fructosa 1,6 bifosfato aldolasa.
PASO
12
En este punto la conversión
de la fructosa 1,6 bifosfato a fructosa 6 fosfato no se puede hacer por la
enzima fosfofructoquinasa ya que esta es una reacciones irreversible en el
proceso de la glucolisis. Es necesario utilizar otra enzima y esta es la
fructosa 1,6 bifosfatasa.
PASO
13
La fructosa 6 fosfato es
convertida ahora en glucosa 6 fosfato gracias a la fosfofructoisomerasa.
PASO
14
Para la conversión de
glucosa 6 fosfato a glucosa libre se hace necesaria la utilización de una
enzima llamada glucosa 6 fosfatasa ya que la hexoquinasa y la glucoquinasa son
incapaces de hacerlo.
CICLO
DE CORI A PARTIR DE PIRUVATO (REDUCCIÓN DE OXALACETATO EN MALATO)
PASO
1
El piruvato se carboxila en
oxalacetato gracias a la enzima piruvato carboxilasa y a la presencia de CO2,
Mg++, biotina y ATP. Es de suma importancia resaltar que esta reacción ocurre a
nivel de la matriz mitocondrial debido a que la enzima utilizada se encuentra
específicamente en este sitio y no en el citosol.
PASO
2
El oxalacetato se reduce a
malato debido a la acción de la enzima Malato Deshidrogenasa, esta reacción
necesita la acción de un dador de hidrogeno que es el NADH.
PASO
3
El malato atraviesa la
matriz mitocondrial llegando al citosol, quedando listo para que sobre el actué
nuevamente la Malato Deshidrogenasa y lo convierta en oxalacetato una vez más.
PASO
5
El oxalacetato será
convertido entonces a fosfoenol piruvato gracias a la fosfoenol piruvato
carboxiquinasa. Para esto se necesita el gasto de una molécula de ATP.
PASO
6
El fosfoenol piruvato se
convierte a 2 fosfoglicerato gracias a la enolasa
PASO
7
La 2 fosfoglicerato se
convierte entonces en 3 fosfoglicerato gracias a la fosfoglicerato mutasa
PASO
8
La conversión de 3
fosfoglicerato a 1,3 bifosfoglicerato necesita una molecula de ATP y la ayuda
de la enzima fosfogliceratoquinasa.
PASO
9
Para la conversión de 1,3
bifosfoglicerato a 2 moleculas de gliceraldehido 3 fosfato interviene la
gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa utilizando como dador de hidrógenos al
NADH que se originó en el primer paso.
PASO
10
Una molécula de
gliceraldehido 3 fosfato es convertida a dihidroxiacetona fosfato con la ayuda
de la triosa fosfato isomerasa
PASO
11
La molécula de
dihidroxiacetona fosfato y la gliceraldehido 3 fosfato son unidas y convertidas
a fructosa 1,6 bifosfato gracias a la fructosa 1,6 bifosfato aldolasa.
PASO
12
En este punto la conversión
de la fructosa 1,6 bifosfato a fructosa 6 fosfato no se puede hacer por la
enzima fosfofructoquinasa ya que esta es una reacciones irreversible en el
proceso de la glucolisis. Es necesario utilizar otra enzima y esta es la fructosa
1,6 bifosfatasa.
PASO
13
La fructosa 6 fosfato es
convertida ahora en glucosa 6 fosfato gracias a la fosfofructoisomerasa.
PASO
14
Para la conversión de
glucosa 6 fosfato a glucosa libre se hace necesaria la utilización de una
enzima llamada glucosa 6 fosfatasa ya que la hexoquinasa y la glucoquinasa son
incapaces de hacerlo.
Al hacer un análisis sobre
estas dos vías que conforman un solo ciclo que es el ciclo de cori, nos damos
cuenta que la diferencia radica en los puntos en que se hace necesario la utilización
del NAD. A pesar de esta diferencia el resultado final es el mismo, la
formación de glucosa para su utilización en tejidos dependientes de esta, como
es el caso del cerebro y los músculos en actividad.
La
gluconeogénesis es inhibida por el alcohol y conlleva a la hipoglicemia:
Cuando se ingiere alcohol y
la alcohol deshidrogenasa lo está metabolizando, deja como resultado en el citosol NAD reducido, al
haber gran concentración de NAD reducido, la conversión de lactato a piruvato
no se puede realizar debido a que la lactato deshidrogenasa utiliza NAD oxidado
y no NAD reducido. Puesto que el lactato no se puedo convertir entonces a
piruvato, habrá predisposición a acidosis láctica.
Debido a que el proceso de
la gluconeogénesis esta inhibida y este es un proceso regulador de glucosa, es
decir, evita la hipoglucemia, el cerebro sufrirá el mayor daño al no recibir la
glucosa suficiente para satisfacer sus necesidades energéticas.
La importancia del proceso
de la gluconeogénesis es mantener los niveles de glicemia, evitando la hipoglucemia mediante la formación de glucosa a partir de sustratos, y
llevándolos al torrente sanguíneo para su absorción en tejidos, especialmente
el cerebro.
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