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OBJETIVOS
Después de estudiar este capítulo, el lector debería:
Explicar la importancia de la gluconeogénesis en la homeostasis de la glucosa.
Describir la vía de la gluconeogénesis, cómo se evitan las enzimas irreversibles de la glucólisis y la manera en que se regulan de forma recíproca la glucólisis y la gluconeogénesis.
Detallar cómo se mantiene la concentración de la glucosa plasmática dentro de límites estrechos en los estados de alimentación y ayuno.
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IMPORTANCIA BIOMÉDICA
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La gluconeogénesis es el proceso de síntesis de glucosa a partir de precursores que no son carbohidratos. Los principales sustratos son los aminoácidos glucogénicos (véase Los aminoácidos se catabolizan a productos intermedios para la biosíntesis de carbohidratos y lípidos, en el capítulo 29), lactato, glicerol y propionato. El hígado y el riñón son los tejidos gluconeogénicos más destacados, pero el hígado es el órgano principal. Si bien la corteza renal del riñón puede contribuir con alrededor de 10% de la gluconeogénesis de todo el cuerpo después de un ayuno breve (18 a 24 horas), dicha unidad anatómica no es una fuente neta de glucosa. La razón es que la médula renal es consumidora de este monosacárido. Sólo con un ayuno prolongado (~7 días) el riñón puede suministrar carbono de glucosa neto para contribuir a la homeostasis de la glucosa. Las enzimas gluconeogénicas clave se expresan en el intestino delgado. El propionato que surge de la fermentación bacteriana intestinal de carbohidratos es un sustrato para la gluconeogénesis en los enterocitos. El intestino no es un consumidor neto de lactato y alanina o glicerol, los más relevantes sustratos de la gluconeogénesis; consume glucosa en ayunas. Por tanto, es probable que cualquier síntesis de glucosa que se produzca de forma local se metabolice en el mismo órgano.
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La tasa de gluconeogénesis hepática la determinan cuatro factores: 1) la disponibilidad de sustratos gluconeogénicos, 2) la capacidad del hígado para absorber sustratos gluconeogénicos, 3) la cantidad y actividad de las enzimas gluconeogénicas y, 4) la capacidad oxidativa del hígado no sólo para suministrar la energía que requiere el proceso de gluconeogénesis, sino también para metabolizar el nitrógeno de los aminoácidos glucogénicos (ureagénesis; véase Biosíntesis de la urea, en el capítulo 28).
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A lo largo del ciclo de ayuno de alimentación de 24 horas, hay precursores gluconeogénicos disponibles. En ayunas, la lipólisis del tejido adiposo libera glicerol. El músculo esquelético hace lo propio con el lactato y los aminoácidos gluconeogénicos. A medida que se prolonga el ayuno, el glicerol y los aminoácidos desempeñan un papel cada vez mayor en el suministro de carbono para la gluconeogénesis. Se podría pensar que conforme el ayuno avanza, la gluconeogénesis aumenta aún más; de hecho, no es así. Esto se debe a que las demandas de glucosa de los tejidos periféricos disminuyen, incluida la del cerebro. Lo anterior preserva las reservas vitales de proteínas. En el estado de alimentación, ...