Bioquímica - 2ndo Semestre
Glucólisis + Mapa Metabólico
Viviana Devereux Chávez
Nosotros como animales producimos glucosa, poniendo de ejemplo que si nuestras células musculares trabajan
duro se puede acumular lactato, el cual es secretado a la sangre para que el hígado lo pueda utilizar para
regenerar glucosa. Todo esto teniendo en cuenta que la función principal del hígado es regular los niveles de
glucosa en sangre para continuar suministrando combustible a varios órganos. Aquí es donde entra la
gluconeogénesis al ser la ruta que permite que lo anterior se lleve a cabo.
La gluconeogénesis es una ruta utilizada por las células para convertir piruvato, o cualquier cosa que
pueda entrar a la glicólisis como el lactato, en glucosa. En sí, esta ruta es lo opuesto a la glucólisis y es una ruta
diferente por el simple hecho de que es necesario para poder ir en dirección opuesta a la glucólisis, tomando en
cuenta la relación ATP:ADP, así como si delta G es menor/mayor a 0 (en el caso de la gluconeogénesis el signo
pasa de positivo a negativo y es por es que necesita ser mayor).
El oxidar la glucosa libera energía, es lo que mantiene alta la relación ATP:ADP, por lo que es
necesario añadir energía si vamos en sentido contrario. Sin embargo, teniendo en mente las leyes
termodinámicas, va a costar más energía el hacer glucosa a la que se obtiene al degradarla. Si comemos de más
vamos a llevar a cabo anabolismo y almacenar las calorías de exceso como glucosa, y si nos pasamos al comer y
nos cuesta energía en forma de calorías para en realidad almacenar ésta energía para después, entonces no está
tan mal la situación. Se complica el reversar la glucólisis cuando se tratan de los pasos en los que intervienen las
enzimas reguladoras (hexoquinasa, PK1 y piruvato quinasa), pues es donde más energía se libera en la
glucólisis; es por eso que en esos pasos se les añade energía para poder llevar el proceso a cabo. Se usan la
mayoría de las enzimas por igual en ambas rutas a excepción de las reguladoras, en total son 4 enzimas
diferentes que van a reemplazar a las reguladoras de la glucólisis (Tabla 1).
Solo se lleva a cabo la gluconeogénesis si las células tienen bastante energía (alta relación ATP:ADP)
por hacer mucho metabolismo, por lo que la relación NADH/NAD+ también es alta, siendo así vista la
regeneración de NAD por éste proceso como una posible alternativa a la fermentación. Una alta relación
ATP/ADP no es suficiente para revertir la piruvato quinasa por sí misma, es por eso que se utilizan dos enzimas
diferentes. La conversión de PEP a piruvato genera 2 ATPs, mientras que el revertir ésta reacción cuesta 2
ADPs. Podemos iniciar con 2 piruvatos y utilizar 4 ATP, cada ATP convierte doblemente el piruvato a
oxalacetato, más un ATP en la fosfoglicerato quinasa, para poder revertir el proceso y se le suman 2 GTP (= 1
ATP); por lo que esto equivale a 6 ATP, los cuales son necesarios para invertirlos para convertir el piruvato de
regreso a glucosa. También hay un NADH producido por glucólisis.
Las enzimas piruvato carboxilasa, llevada a cabo en la mitocondria, y PEP carboxiquinasa introducen
la reacción de carboxilación así como el concepto de metabolismo compartimentalizado, importante en células
eucariotas, el cual está relacionado con el hecho de que una célula eucariota tiene diferentes compartimentos
donde se pueden crear diferentes condiciones en cada uno de ellos. Su importancia radica en el hecho de que se
relaciona a las proporciones de productos y reactivos en cada uno de los compartimentos, por lo que es posible
tener diferentes proporciones de metabolitos y de su ubicación va a depender que diferentes reacciones sean más
o menos favorables.
Los pasos regulados en la gluconeogénesis son los mismos que la glucólisis y debe ser recíproca, por lo
que al ser opuestos en la gluconeogénesis se lleva a cabo si hay exceso de ATP u otros productos, pues para qué
llevarlos a glucólisis si no hay dónde ponerlos. En caso de un exceso de glucosa se busca estimular la captación
de glucosa en las células, su metabolismo y su almacenamiento. (Ej; la insulina, con niveles altos de azúcar en la
sangre básicamente, busca estimular, llevar la glucosa al hígado y almacenarla como glucógeno). La insulina y
la epinefrina, ambas hormonas, actúan a un nivel en el que también pueden regular las enzimas de la glucólisis y
la gluconeogénesis (la epinefrina estimula la liberación de glucosa y la insulina disminuye la glucosa en sangre),
así como la entrada y salida de monómeros de glucosa dentro y fuera del glucógeno.
La G6P es básicamente el punto de entrada para que las unidades de glucosa entren y salgan del
glucógeno (en polímeros de almacenamiento). Estos polímeros de almacenamiento de la glucosa son
básicamente los enlaces alfa 1,4 de las moléculas de glucosa. Los extremos no reductores se pueden usar para
añadir o quitar monómeros de glucosa, forma compacta de almacenamiento con muchos lugares para poner o
quitar glucosa. O lo almacena rápidamente (la insulina impulsa el almacenamiento de glucosa) o lo elimina
rápidamente (la epinefrina impulsa la liberación de glucosa del glucógeno). Las formas de agregar o
descomponer polímeros de glucosa son vías separadas.
Tanto la fosforilasa como la glucógeno sintasa están sujetas a la regulación por fosforilación de
proteínas en la enzima por una quinasa. Es decir, cuando la fosforilasa es fosforilada por la fosforilasa quinasa
está en estado activo y cuando es desfosforilada, está en estado inactivo. Y cuando la glucógeno sintasa está
