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Producción de Lactato: Durante el ejercicio físico, los músculos descomponen la glucosa en lactato mediante la glucólisis anaeróbica.

Transporte al Hígado: El lactato se transporta por la sangre hasta el hígado.

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Al mismo tiempo, es anabólico porque implica la síntesis de glucosa en el hígado a partir del lactato.

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Cantidad de reacciones que componen la ruta

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Cantidad de reacciones que componen la ruta

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Es catabólico en el sentido de que implica la degradación de glucosa en lactato en los músculos para liberar energía rápidamente.

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Enzimas participantes con su clasificación de acuerdo con su función

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Enzimas participantes con su clasificación de acuerdo con su función

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Conversión de glucosa a piruvato en el músculo:

Hexocinasa o Glucocinasa

Fosfofructocinasa-1 (PFK-1)

Aldolasa

Triosa fosfato isomerasa

Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa

Piruvato cinasa

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Glucólisis

La glucólisis consta de 10 reacciones enzimáticas que convierten la glucosa en piruvato.

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Este ciclo permite reciclar el lactato y mantener los niveles de glucosa en el cuerpo durante el estrés físico, asegurando una fuente continua de energía y minimizando la acumulación de lactato, que puede ser perjudicial en altas concentraciones.

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Conversión a Glucosa: En el hígado, el lactato se convierte en piruvato y luego en glucosa a través de la gluconeogénesis.

Retorno al Músculo: La glucosa se libera al torrente sanguíneo y vuelve a los músculos, donde puede ser utilizada para energía o almacenada como glucógeno.

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Clasificación del tipo de proceso metabólico 

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Clasificación del tipo de proceso metabólico 

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Se puede clasificar principalmente como un proceso catabólico, aunque también tiene componentes anabólicos.

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Puntos de regulación de la ruta metabólica

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Puntos de regulación de la ruta metabólica

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El ciclo de Cori se refiere al proceso de transporte de lactato desde las células que están experimentando un metabolismo anaeróbico hasta el hígado, donde se utiliza para devolver glucosa a las células. Es un ejemplo de una de las funciones críticas del hígado para asegurar un suministro adecuado de glucosa en el cuerpo. Lleva el nombre de Carl Ferdinand Cori y Gerty Cori, quienes recibieron el Premio Nobel en 1947 por su descubrimiento de la vía para la conversión catalítica del glucógeno. La siguiente ilustración está inspirada en Matthews, y otros.

Al hacer ejercicio, los músculos esqueléticos requieren glucosa para obtener energía. Si las células tienen suficiente oxígeno, el proceso de glucólisis producirá piruvatoy pasará por el ciclo del TCA y el proceso de transporte de electrones para producir la energía necesaria en forma de ATP. Si el suministro de oxígeno es insuficiente, el piruvato puede continuar con el proceso de fermentación, produciendo lactato y alcohol etílico más NAD⁺ para reponer el suministro necesario de NAD⁺ para continuar la glucólisis. Durante un esfuerzo intenso, las reservas de glucógeno en los depósitos musculares se movilizan y utilizan para producir piruvato, y si el suministro de oxígeno es bajo, esto contribuye aún más a la producción de lactato en las células.

El lactato no puede ser utilizado por la célula y se transporta fuera de la célula al torrente sanguíneo, y una parte llega al hígado, donde puede someterse a gluconeogénesis para producir glucosa y transportarla de regreso a las células.

Téngase en cuenta que el proceso de producción de glucosa en el hígado requiere 6 ATPs, mientras que el retorno a través de la glucólisis al lactato produce solo 2 ATPs, por lo que es un proceso ineficaz para producir energía útil en la célula. El proceso resalta el papel del hígado de proporcionar respaldo de energía para los procesos celulares cuando sea necesario, a pesar de que es costoso en energía.

Índice

Referencias
Audesirk & Audesirk
Cap. 29

Thibodeau & Patton
Cap. 2, 4, 25, 27

Matthews, van Holde, & Ahern
Cap. 16

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El ciclo de Cori se refiere al proceso de transporte de lactato desde las células que están experimentando un metabolismo anaeróbico hasta el hígado, donde se utiliza para devolver glucosa a las células. Es un ejemplo de una de las funciones críticas del hígado para asegurar un suministro adecuado de glucosa en el cuerpo.

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6. 1,3-Bisfosfoglicerato a 3-Fosfoglicerato

7. 3-Fosfoglicerato a 2-Fosfoglicerato

8. 2-Fosfoglicerato a Fosfoenolpiruvato (PEP)

9. PEP a Piruvato

10. Piruvato a Lactato (solo bajo condiciones anaeróbicas)

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1. Glucosa a Glucosa-6-fosfato (G6P)

2. G6P a Fructosa-6-fosfato

3. Fructosa-6-fosfato a Fructosa-1,6-bisfosfato

4. Fructosa-1,6-bisfosfato a Gliceraldehído-3-fosfato y Dihidroxiacetona fosfato

5. Gliceraldehído-3-fosfato a 1,3-Bisfosfoglicerato

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Gluconeogénesis

La gluconeogénesis revierte la glucólisis y convierte el lactato o piruvato de nuevo en glucosa a través de sus reacciones principales.

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Compartimento celular donde se realiza el proceso metabólico

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Compartimento celular donde se realiza el proceso metabólico

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Conversión de piruvato a lactato en el músculo:

Lactato deshidrogenasa (LDH)

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Las coencimas perticipantes son:

Coenzimas en la Glucólisis

Coenzimas en la Gluconeogénesis

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Ciclo de Cori [ciclo del ácido láctico o lactado] | Metabolismo

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1. Lactato a Piruvato

2. Piruvato a Oxalacetato

3. Oxalacetato a Fosfoenolpiruvato (mediante la enzima PEP carboxiquinasa)

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4. Fosfoenolpiruvato a 2-Fosfoglicerato (y reacciones subsiguientes que invierten la glucólisis hasta Fructosa-1,6-bisfosfato)

5. Fructosa-1,6-bisfosfato a Fructosa-6-fosfato

6. Fructosa-6-fosfato a Glucosa-6-fosfato

7. Glucosa-6-fosfato a Glucosa

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Conversión de lactato a glucosa en el hígado:

Lactato deshidrogenasa (LDH)

Piruvato carboxilasa

Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PEPCK)

Fructosa-1,6-bisfosfatasa

Glucosa-6-fosfatasa

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Las coenzimas importantes en la glucólisis incluyen:

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Las coenzimas importantes en la glucólisis incluyen:

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ATP

ADP

NAD

Mg²⁺

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Las coenzimas involucradas en este proceso incluyen:

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Las coenzimas involucradas en este proceso incluyen:

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ATP

GTP

NADH

NAD⁺

Biotina

Coenzima A (CoA)

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Glucólisis

Conversión de Piruvato a Lactato

Conversión de Lactato a Glucosa en el Hígado (Gluconeogénesis)

Regulación Hormonal

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En el Músculo:

Glucólisis y formación de lactato: Ambos procesos ocurren en el citoplasma de las células musculares.

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En el Hígado:

Conversión de lactato a piruvato y la mayor parte de la gluconeogénesis: Estas reacciones ocurren en el citoplasma.

Formación inicial de oxaloacetato y conversión de glucosa-6-fosfato en glucosa: La primera ocurre en las mitocondrias y la última en el retículo endoplásmico liso.

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Los glicerofosfolípidos se han englobado clásicamente dentro del grupo genérico de los fosfolípidos .

La estructura de los glicerofosfolípidos deriva del L-glicerol-3-P que se esterifica en las posiciones sn-1 y sn-2 con dos ácidos grasos (dando, así, ácido fosfatídico , intermediario en la biosíntesis de glicerofosfolípidos) y en el grupo fosforilo con alcoholes de bajo peso molecular que definen el tipo de glicerofosfolípido: con colina, fosfatidilcolina (lecitina); con etanolamina, fosfatidiletanolamina (cefalina); con serina, fosfatidilserina; con inositol, fosfatidilinositol; con glicerol, fosfatidilglicerol; y con fosfatidilglicerol, cardiolipina.

colina

etanolamina

serina

mio-inositol

glicerol

En el carbono 1 suelen tener un ácido graso saturado y uno insaturado en el carbono 2 (ver datos), pero la composición puede variar en función del organismo, tejido o incluso dentro de una misma célula; en cualquier caso, depende de las condiciones nutricionales y fisiopatológicas. Por ejemplo:

en la fosfatidilcolina suele haber ácido palmítico o esteárico en sn-1 y oleico, linoleico o linolénico ensn-2;

en la fosfatidiletanolamina, oleico o palmítico en sn-1 y un ácido graso poliinsaturado de cadena larga ensn-2;

en el fosfatidilinositol, esteárico en sn-1 y araquidónico ensn-2.

ejemplo de glicerofosfolípido: una fosfatidiletanolamina

Dada la variabilidad presente en los ácidos grasos de los glicerofosfolípidos, al igual que ocurre con otros lípidos, un compuesto determinado, p. ej. la fosfatidilcolina, es en realidad un conjunto de distintas especies moleculares que se diferencian en los ácidos grasos que contienen. La distribución de estas especies moleculares depende también del tipo de organismo, tejido o célula.

El carácter anfipático de los glicerofosfolípidos se debe a la hidrofobia de las cadenas de los ácidos grasos, por un lado, y, por otro, a la presencia de la cabeza polar que corresponde al grupo fosforilo y a los grupos unidos a éste, que son polares y en muchos casos (colina, etanolamina, serina y otros) están cargados a pH=7.

A pH fisiológico, la fosfatidilcolina y la fosfatidiletanolamina están como iones dobles (zwitteriones ) sin carga neta, mientras que la fosfatidilserina tiene carga neta -1; el fosfatidilglicerol y el fosfatidilinositol también tienen carga -1 a pH neutro (estos últimos tres tipos son, pues, fosfolípidos ácidos).

Un tipo especial de glicerofosfolípidos son los plasmalógenos.
Funciones de los glicerofosfolípidos

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Los glicerofosfolípidos se han englobado clásicamente dentro del grupo genérico de los fosfolípidos . La estructura de los glicerofosfolípidos deriva del L-glicerol-3-P que se esterifica en las posiciones sn-1 y sn-2 con dos ácidos grasos (dando, así, ácido fosfatídico , intermediario en la biosíntesis de glicerofosfolípidos) y en el grupo fosforilo con alcoholes de bajo peso molecular que definen el tipo de glicerofosfolípido: con colina, fosfatidilcolina (lecitina); con etanolamina, fosfatidiletanolamina (cefalina); con serina, fosfatidilserina; con inositol, fosfatidilinositol; con glicerol, fosfatidilglicerol; y con fosfatidilglicerol, cardiolipina.

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Clasificación del tipo de proceso metabólico

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Clasificación del tipo de proceso metabólico

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La síntesis de fosfoacilgliceroles, o fosfoglicéridos, es un proceso metabólico que pertenece a la categoría de anabolismo lipídico.

Son un tipo de fosfolípidos que constituyen una parte esencial de las membranas celulares en todos los organismos eucariotas y algunas bacterias.

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Transformación de Glicerol-3-Fosfato:

Conversión a Lisofosfatídico (LPA) por la enzima GPAT y adición de un segundo ácido graso por LPAT para formar Ácido Fosfatídico (PA).

Producción de Diacilglicerol (DAG):

Desfosforilación de PA a DAG por la fosfatidato fosfatasa.

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Síntesis de Fosfoglicéridos específicos desde DAG:

Conversión de DAG a fosfatidilcolina (PC), fosfatidiletanolamina (PE), fosfatidilserina (PS) y fosfatidilinositol (PI) mediante enzimas específicas para cada fosfolípido.

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Cantidad de reacciones que componen la ruta

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Cantidad de reacciones que componen la ruta

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La ruta metabólica de la síntesis de fosfoacilgliceroles en total son cinco reacciones principales para llegar a los fosfolípidos más comunes:

1. Glicerol-3-Fosfato + Acil-CoA

2. Lisofosfatídico + Acil-CoA

3. Ácido Fosfatídico (PA)

4. DAG + CDP-colina

5. DAG + Serina

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Enzimas participantes con su clasificación de acuerdo con su función.

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Enzimas participantes con su clasificación de acuerdo con su función.

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Glicerol-3-Fosfato Aciltransferasa (GPAT)

Clasificación: Aciltransferasa

Función: Cataliza la transferencia de un grupo acilo desde el Acil-CoA al glicerol-3-fosfato, formando Lisofosfatídico (LPA).

Lisofosfatídico Aciltransferasa (LPAT)

Clasificación: Aciltransferasa

Función: Añade un segundo ácido graso al LPA para formar Ácido Fosfatídico (PA).

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Fosfatidato Fosfatasa (también conocida como Lipina)

Clasificación: Fosfatasa

Función: Desfosforila el ácido fosfatídico para generar Diacilglicerol (DAG).

Citidililtransferasas específicas (como CTP:Fosfocolina Citidililtransferasa y CTP:Fosfoetanolamina Citidililtransferasa)

Clasificación: Transferasa

Función: Catalizan la transferencia de los grupos cabeza polar (colina o etanolamina) desde CDP-colina o CDP-etanolamina al DAG para formar Fosfatidilcolina (PC) o Fosfatidiletanolamina (PE), respectivamente.

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Fosfatidilserina Sintasa

Clasificación: Transferasa

Función: Cataliza la conversión de Fosfatidiletanolamina (PE) en Fosfatidilserina (PS) mediante la transferencia del grupo serina.

Fosfatidilinositol Sintasa

Clasificación: Transferasa

Función: Cataliza la adición de mio-inositol a DAG, formando Fosfatidilinositol (PI).

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Coenzima A (CoA)

Citosina Difosfato (CDP) ligada a colina o etanolamina

ATP (Adenosín Trifosfato)

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Puntos de regulación de la ruta metabólica

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Puntos de regulación de la ruta metabólica

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Síntesis de Ácido Diacilglicerol (DAG)

Formación de Fosfatidilglicerol (PG)

Conversión de PG en Cardiolipina (CL)

Regulación por retroalimentación y demanda de la célula

Interacciones con otras vías metabólicas

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Compartimento celular donde se realiza el proceso metabólico

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Compartimento celular donde se realiza el proceso metabólico

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Retículo Endoplásmico (RE): En el RE se llevan a cabo los pasos iniciales de la síntesis de fosfoacilgliceroles, incluyendo la formación de ácido fosfatídico (PA) y su conversión en diacilglicerol (DAG).

Mitocondrias: El PG se transporta a las mitocondrias, donde se puede convertir en cardiolipina, un lípido esencial para la función de la membrana mitocondrial interna.

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Clasificación del tipo de proceso metabólico

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Clasificación del tipo de proceso metabólico

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Metabolismo de aminoácidos (Biosíntesis de aminoácidos NO esenciales)

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La biosíntesis de aminoácidos aromáticos es un proceso metabólico que se clasifica dentro de las rutas anabólicas del metabolismo.

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Ruta de Shikimato:

La ruta del shikimato es el principal proceso metabólico para la síntesis de aminoácidos aromáticos (fenilalanina, tirosina, triptófano), presente en microorganismos y plantas, pero ausente en animales.

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Esta ruta comienza con el uso de fosfoenolpiruvato y eritrosa-4-fosfato, llevando a través de múltiples reacciones a la formación de corismato, precursor de estos aminoácidos.

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Además de su rol en la síntesis de aminoácidos esenciales, la ruta del shikimato es crucial para producir otros compuestos importantes como vitaminas y alcaloides, relevantes tanto en biología vegetal como en aplicaciones médicas y agrícolas.

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Cantidad de reacciones que componen la ruta

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Cantidad de reacciones que componen la ruta

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La ruta del shikimato consta de siete reacciones enzimáticas principales.

1. 3-Deoxi-D-arabino-heptulosonato 7-fosfato sintasa (DAHPS)

2. 3-Dehidroquinato sintasa

3. 3-Dehidroquinato deshidratasa

4. Shikimato deshidrogenasa

5. Shikimato quinasa: fosforila el shikimato para producir shikimato 3-fosfato.

6. 5-Enolpiruvilshikimato 3-fosfato sintasa (EPSP sintasa)

7. Corismato sintasa

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Enzimas participantes con su clasificación de acuerdo con su función.

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Enzimas participantes con su clasificación de acuerdo con su función.

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3-Deoxi-D-arabino-heptulosonato 7-fosfato sintasa (DAHPS)

Clasificación: Liasa

Función específica: Cataliza la reacción de condensación entre fosfoenolpiruvato y eritrosa-4-fosfato para formar 3-deoxi-D-arabino-heptulosonato 7-fosfato (DAHP).

3-Dehidroquinato sintasa

Clasificación: Liasa

Función específica: Convierte DAHP en 3-dehidroquinato.

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Shikimato quinasa

Clasificación: Transferasa

Función específica: Fosforila shikimato para producir shikimato 3-fosfato.

5-Enolpiruvilshikimato 3-fosfato sintasa (EPSP sintasa)

Clasificación: Transferasa

Función específica: Convierte shikimato 3-fosfato en 5-enolpiruvilshikimato 3-fosfato.

Corismato sintasa

Clasificación: Liasa

Función específica: Forma corismato a partir de 5-enolpiruvilshikimato 3-fosfato.

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Puntos de regulación de la ruta metabólica

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Puntos de regulación de la ruta metabólica

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Puntos de regulación de la ruta metabólica

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Puntos de regulación de la ruta metabólica

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3-Deoxi-D-arabino-heptulosonato 7-fosfato sintasa (DAHPS):

Regulación: Inhibida por retroalimentación negativa de los aminoácidos aromáticos finales como fenilalanina y tirosina.

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Compartimento celular donde se realiza el proceso metabólico

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Compartimento celular donde se realiza el proceso metabólico

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El Citoplasma y el citoesqueleto - 5 minutos en la célula. Bio[ESO]sfera

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La ruta del shikimato se lleva a cabo principalmente en el citosol de las células en plantas y microorganismos, como bacterias y hongos.

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En las células vegetales, este compartimento facilita la interacción eficiente de las enzimas y sustratos necesarios para la síntesis de aminoácidos aromáticos y otros metabolitos secundarios que se derivan de esta ruta metabólica crucial.

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Shikimato deshidrogenasa

Coenzima: NADP+ (Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato)

Función: Esta coenzima actúa como aceptor de electrones en la reacción de reducción del 3-dehidroshikimato a shikimato.

Shikimato quinasa

Coenzima: ATP (Adenosín trifosfato)

Función: ATP proporciona el grupo fosfato en la fosforilación del shikimato para formar shikimato 3-fosfato.

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3-Dehidroquinato deshidratasa

Clasificación: Hidrolasa

Función específica: Deshidrata el 3-dehidroquinato para formar 3-dehidroshikimato.

Shikimato deshidrogenasa

Clasificación: Oxidorreductasa

Función específica: Reduce el 3-dehidroshikimato a shikimato.

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5-Enolpiruvilshikimato 3-fosfato sintasa (EPSP sintasa):

Regulación: Puede ser regulada por los niveles de corismato y otros productos intermedios para ajustar la producción según la demanda.

Corismato sintasa:

Regulación: Ajusta la producción final hacia fenilalanina, tirosina o triptófano según las necesidades celulares.