GLUCOLISIS

Glucólisis


La glucólisis § es un proceso en el cual una molécula de glucosa de 6 carbonos se escinde en dos moléculas de 3 carbonos de ácido pirúvico. Este proceso da como resultado un rendimiento neto de dos moléculas de ATP (a partir de ADP y fosfato inorgánico) y dos moléculas de NADH (a partir de NAD+).
La glucólisis comienza con una molécula de glucosa. En este proceso, primero se invierte energía por transferencia de un grupo fosfato desde una molécula de ATP, una por cada paso, a la molécula de azúcar. La molécula de 6 carbonos luegos se escinde y, de allí en adelante, la secuencia produce energía. En cierto momento se reduce una molécula de NAD+ a NADH y H+ almacenandose parte de la energía producida por la oxidación del gliceraldehído fosfato. En los pasos finales las moléculas de ADP toman energía del sistema, fosforilándose a ATP.


Resumiendo: para iniciar la secuencia glucolítica es necesaria la energía de los enlaces fosfato de dos moléculas de ATP. Posteriormente se producen dos moléculas de NADH a partir de dos de NAD+ y cuatro de ATP a partir de cuatro de ADP:


Glucosa + 2ATP + 4ADP + 2Pi + 2NAD+ =>
2 Ácido pirúvico + 2ADP + 4ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O


De esta forma, una molécula de glucosa se convierte en dos moléculas de ácido pirúvico. La ganancia neta, la energía recuperada, es dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH por molécula de glucosa. Las dos moléculas de ácido pirúvico contienen todavía una gran parte de la energía que se encontraba almacenada en la molécula de glucosa original. La serie de reacciones que constituyen la glucólisis se lleva a cabo virtualmente en todas las células vivas, desde las células procarióticas hasta las células eucarióticas de nuestros propios cuerpos.


ENZIMAS GLUCOLITICAS: En el hígado hay cuatro enzimas que catalizan la fosforilación de hexosas.



GLUCOCINASA
HEXOCINASA
FRUCTOCINASA
GALACTOCINASA
Estudios realizados han demostrado que las enzimas mencionadas presentan cambios significativos durante el periodo neonatal y tienen un papel importante en el control de las vías metabólicas que utilizan hexosas.

Hexocinasa.
La actividad en el hígado fetal es 500% más elevada que en adultos. La actividad va disminuyendo durante los últimos cinco días de gestación, llegando a los valores del adulto aproximadamente a los 21 días después del nacimiento, lo anterior coincide con la aparición de actividad de la glucocinasa.

En el hígado fetal hay dos tipos de hexocinasa:

Tipo I: Está en el hígado en las células hematopoyéticas durante el desarrollo.
Tipo III: Está enzima es inhibida por glucosa 6 fosfato y glucosa.
En la glucolisis fetal, la hexocinasa juega un papel importante en la regulación ya que ausencia de glucocinasa y fructocinasa controla la acumulación de glucógeno en hígado fetal.

Fructocinasa.
Esta ausente en hígado fetal de rata, conejo y cobayo, desarrollándose solo después del nacimiento aproximadamente entre los días 7 y 10.

Galactocinasa.
La actividad de esta enzima se aumenta después del nacimiento. El hígado neonatal tiene mayor capacidad para utilizar y oxidar galactosa que el hígado fetal y el hígado del adulto. A sí mismo el hígado neonatal metaboliza galactosa mas rápidamente que glucosa. Se han realizado estudios en varios sistemas animales para comprobar la existencia de dos isoenzimas: Neonatal
Adulta
Pero los resultados muestran que no hay variaciones electroforéticas entre las dos.

Glucocinasa.
No hay actividad de glucocinasa en hígado fetal, su actividad aparece sólo después del nacimiento, mientras los niveles de galactocinasa tienen su pico máximo después del nacimiento, los niveles de glucocinasa neonatal son bajos y en la etapa del destete alcanzan su pico, coincidiendo con la ingestión de una dieta sólida rica en glúcidos.
Se ha demostrado que en neonatos alimentados con dietas ricas en carbohidratos se induce rápidamente glucocinasa postnatal.
Se pensó que la galactosa podría actuar como inhibidor de la expresión de glucocinasa, durante la lactancia, pero estudios realizados en neonatos alimentados con niveles de galactosa tres veces superior a la de la dieta normal no se observo dicho efecto inhibidor.
La insulina se necesita para la inducción de la enzima. En la lactancia las concentraciones plasmáticas de insulina son bajas y las de glucagón son altas. Cuando se induce la actividad de glucocinasa por glucosa o por dietas ricas en carbohidratos, hay aumento en la concentración de insulina, disminuyendo el cAMP.
Se ha podido establecer que para inducir la actividad de la glucocinasa se necesita tanto la insulina como la glucosa. En estudios realizados en hepatocitos neonatales se analizó la regulación hormonal de la activación de la glucocinasa y se logró demostrar que cada uno por separado no inducía la actividad de la enzima. Para que se active, el efecto de la glucosa debe ser anterior al de la insulina. Cuando se coloco insulina previa a la glucosa no se logró activar óptimamente la enzima.
Existen otras enzimas involucradas en el metabolismo de la glucosa, como la fosfofructocinasa y la piruvato cinasa. Estas dos tiene un patrón de activación muy similar al de la hexocinasa, ya que disminuyen vertiginosamente cinco días antes del nacimiento y durante la lactancia sus actividades decrecen hasta alcanzar los niveles del adulto en el destete.

Fosfofructocinasa.
La enzima fetal parece ser la misma del adulto. Es fosforilable a través de glucagón.

Piruvato cinasa.
Existen dos isoenzimas en el hígado fetal.

Tipo M. Forma mayoritaria en hígado fetal. No es regulable por fosforilacíon, ni control alostérico. Disminuye en la lactancia.
Tipo L. Forma mayoritaria del adulto, se regula por fosforilación y control alostérico. Aumenta en la lactancia hasta alcanzar los niveles normales del adulto.
Otras enzimas de la glucolisis como: fosfoglucosa isomerasa, gliceraldehido deshidrogenasa y triosafosfato isomerasa, aumentan en el momento del nacimiento, disminuyendo en la lactancia.

Lactato deshidrogenasa.
La actividad es menor en higado fetal que en adulto. Durante la lactancia la enzima experimenta su mayor actividad, alcanzando niveles normales con el destete del individuo.
Esta enzima cataliza reversiblemente la conversión de lactato a piruvato y se encuentra distribuida en todos los órganos del cuerpo. Las isoenzimas de la LDH están compuestas por dos subunidades: H y M.
Cada isoenzima tiene cuatro subunidades en diferentes combinaciones:

LDH1 HHHH
LDH2 HHHM
LDH3 HHMM
LDH4 HMMM
LDH5 MMMM
En el adulto la principal isoenzima en higado es la LDH5, mientras en higado fetal la forma mayoritaria es la LDH4, manteniéndose así hasta el destete, cuando se produce la inversión en la proporción de estas dos isoenzimas.
El higado fetal sufre cambios en la oxigenación durante la ultima fase de desarrollo fetal, hay una perfecta correlación entre el aumento de LDH4 y mayor disponibilidad de oxigeno, así como entre la disminución de LDH5 y menor disponibilidad de oxigeno. Lo que demuestra que hay cambios en la proporción relativa de isoenzimas dentro de un mismo tejido en función de disponibilidad de oxigeno. La síntesis de unidades H es dependiente de oxigeno.