Gluconeogénesis y Anabolismo de Lípidos: Procesos Metabólicos Clave

Gluconeogénesis: Síntesis de Glucosa a partir de Piruvato

La gluconeogénesis es el proceso mediante el cual se sintetiza glucosa a partir de ácido pirúvico. El pirúvico puede provenir de la vía glucolítica, del catabolismo de aminoácidos o del láctico, pero no del catabolismo de las grasas, ya que el acetil-CoA derivado de estas no puede transformarse en pirúvico. Los aminoácidos se incorporan en el piruvato, y los ácidos grasos en el acetil-CoA, y la reacción que transforma el piruvato en acetil-CoA es irreversible.

Las reacciones de la gluconeogénesis son inversas a las de la glucólisis, con la excepción de tres pasos que requieren una derivación. Las enzimas varían: seis enzimas catalizan en ambos sentidos, mientras que tres son específicas y catalizan en sentido glucolítico o gluconeogénico. Las reacciones irreversibles de la glucólisis se evitan mediante las siguientes reacciones de la gluconeogénesis:

1. El paso de pirúvico a fosfoenolpirúvico: en el citosol no hay enzima que catalice esta reacción. El pirúvico tiene que entrar en la mitocondria. El fosfoenolpiruvato se forma a partir del piruvato por la vía del oxalacetato en la matriz mitocondrial.
2. Paso de fructosa-bifosfato a glucosa-6P: requiere una enzima distinta. Se forma por hidrólisis del éster fosfato en C-1, en el citosol.
3. El paso de glucosa-6P a glucosa también requiere una enzima distinta. La glucosa se forma por hidrólisis de la glucosa-6P en el retículo endoplasmático.

El órgano principal donde ocurre la gluconeogénesis es el hígado. La gluconeogénesis y la glucólisis están coordinadas, de modo que una de las vías es poco activa mientras que la otra presenta una actividad elevada. El exceso de glucosa, que ya no se emplea para almacenarse en glucógeno, se degrada a pirúvico y a acetil-CoA, el cual se destina a la síntesis de ácidos grasos, que se acumulan en forma de grasas.

Anabolismo de Lípidos: Síntesis de Triglicéridos

Consideramos los triglicéridos, que son los que con más frecuencia se movilizan en el metabolismo de las células. Estos lípidos se forman siempre a partir de sus componentes elementales: glicerol y ácidos grasos (acetil-CoA), que se unen por esterificación. Este proceso supone la obtención de glicerol y ácidos grasos.

1. El glicerol debe estar en forma de glicerol-3-fosfato para que pueda unirse con los ácidos grasos y formar los triglicéridos. En las células heterótrofas se obtiene del gliceraldehído-P. Se produce por una reducción en la que la enzima NADH aporta el H necesario.
2. Los ácidos grasos se sintetizan en el citosol por una ruta metabólica diferente a la β-oxidación. La cadena de un ácido graso se alarga por la adición secuencial de unidades de 2C derivadas del acetil-CoA. El reductor en la síntesis de ácidos grasos es el NADPH. Es una vía parecida a la secuencia de reacciones inversas a la β-oxidación, pero se diferencia en que tiene lugar en el citosol, en lugar de en la mitocondria, participa el malonil-CoA (3C) en lugar del acetil-CoA (2C), y las coenzimas de oxidorreducción son el NADP, en lugar del NAD y FAD.

Proceso de Síntesis de Ácidos Grasos

El acetil-CoA sale de la mitocondria al citosol por un complicado sistema de transporte de membrana. Sufre una carboxilación para dar malonil-CoA (de 3C). Éste se une a otro malonil-CoA, separándose el acetil-CoA y CO2. El acetil-CoA que sirve de cebador para dar cada malonil-CoA que se va añadiendo, puede proceder del catabolismo de glúcidos y de aminoácidos de las proteínas. Por lo tanto, estas biomoléculas en exceso pueden transformarse en grasas, que se acumulan en la célula si no se utilizan en otras vías, y pueden ocasionar obesidad en los animales.

Sin embargo, las grasas no pueden transformarse en glúcidos, porque la reacción de acetil-CoA hacia pirúvico no es posible, y por lo tanto, no se puede remontar la vía de gluconeogénesis. En situaciones de ayuno prolongado, como dietas adelgazantes carentes de glúcidos, la única fuente de glucosa puede llegar a ser la que parta de los aminoácidos de las proteínas celulares. Al destruirse, dejan de actuar las enzimas y se produce el colapso del metabolismo, o se desmantelan estructuras celulares; las células se autodestruyen. De ahí el riesgo para la salud que suponen las dietas adelgazantes que no solo suprimen las grasas, sino que también prescinden de los glúcidos, ya que las células pueden llegar a recurrir a sus propias proteínas para fabricar la glucosa.