• La primera fase: Se gasta energía para transformar una molécula de glucosa en dos de gliceraldehído, consumiendo dos unidades de ATP.

• La segunda fase: El gliceraldehído se convierte en un compuesto de alta energía al acoplarse con nuevos grupos fosfato, produciendo cuatro moléculas de ATP y dos de piruvato.

a) Fase preparatoria: Incluye cuatro reacciones, dos de fosforilación que consumen 2 ATP por molécula de glucosa.

b) Fase de ruptura de la hexosa que produce 2 triosas, las cuales se convierten en 2 moléculas de gliceraldehído-3-P.

c) Fase de beneficios: Oxidación del gliceraldehído-3-fosfato (x 2) hasta piruvato (x 2) y formación acoplada de ATP en 2 reacciones, generando un total de 4 ATP y 2 NADH.

1) La glucosa se fosforila en el carbono 6 para convertirse en glucosa-6-fosfato (G6P).

2) La G6P se convierte en fructosa-6-fosfato (F6P) mediante isomerización.

3) La F6P se fosforila en el carbono 1 para formar fructosa 1,6-bisfosfato.

4) La fructosa 1,6-bisfosfato se divide en dihidroxiacetona-fosfato (DHAP) y gliceraldehído-3-fosfato (G3P), ambos con tres átomos de carbono.

5) La DHAP se convierte en G3P mediante isomerización.

Durante esta etapa se consume ATP, que proporciona los fosfatos necesarios en las fosforilaciones, aumentando la energía libre de los metabolitos intermedios.

En la segunda etapa:

6) El G3P se oxida y fosforila con fosfato inorgánico, no con ATP, para formar 1,3-bisfosfoglicerato. La energía de la oxidación se conserva en forma de energía de enlace del fosfato.

7) El 1,3-bisfosfoglicerato transfiere un grupo fosfato al ADP para formar ATP, la primera reacción de obtención de energía a través de la fosforilación a nivel de sustrato, convirtiéndose en 3-fosfoglicerato.

8) El 3-fosfoglicerato transfiere internamente el fosfato al carbono 2, formando 2-fosfoglicerato.

9) El 2-fosfoglicerato se deshidrata para formar fosfoenolpiruvato, con un doble enlace (enol).

10) El fosfoenolpiruvato transfiere el grupo fosfato al ADP para formar ATP, liberando el producto final de la vía, el piruvato.

2) La isomerasa de glucosa-6-fosfato es otra enzima importante en el metabolismo de la glucosa.

3) La fosfofructoquinasa, también conocida como PFK o PFK-1, es una enzima clave en la regulación de la glucólisis.

4) La aldolasa es una enzima que cataliza la reacción de la ruptura de una molécula de fructosa-1,6-bisfosfato en dos moléculas de fosfato de gliceraldehído y dihidroxiacetona fosfato.

5) La isomerasa de triosa-fosfato es una enzima que interconvierte las moléculas de dihidroxiacetona fosfato y fosfato de gliceraldehído en la glucólisis.

6) La deshidrogenasa de gliceraldehído-3-fosfato es una enzima que cataliza la oxidación del gliceraldehído-3-fosfato, generando NADH y fosfato de 1,3-bisfosfoglicerato.

7) La quinasa de fosfoglicerato es una enzima que cataliza la fosforilación del 3-fosfoglicerato, generando 1,3-bisfosfoglicerato.

8) La mutasa de fosfoglicerato es una enzima que cataliza la conversión del 3-fosfoglicerato en 2-fosfoglicerato.

9) La enolasa es una enzima que cataliza la deshidratación del 2-fosfoglicerato, generando fosfoenolpiruvato.

10) La quinasa de piruvato es una enzima que cataliza la fosforilación del piruvato, generando fosfoenolpiruvato.

2. El ADP y el ATP son coenzimas que actúan como donantes y aceptores de grupos fosfatos respectivamente, participando en la fase de generación de energía.

3. La Coenzima A participa en la reacción en la que se forma acetil-CoA a partir del piruvato antes de ingresar al ciclo de Krebs.

1. Fosfofructoquinasa-1 (PFK-1): Este enzima cataliza la reacción que convierte la fructosa-6-fosfato en fructosa-1,6-bifosfato, que es un paso clave y regulador de la glucólisis. PFK-1 es activado por altos niveles de AMP (adenosín monofosfato), ADP (adenosín difosfato) y fructosa-2,6-bifosfato, y es inhibido por altos niveles de ATP y citrato.

2. Hexoquinasa/glucokinasa: La actividad de estas enzimas, que catalizan la fosforilación inicial de la glucosa para formar glucosa-6-fosfato, puede estar regulada. La glucokinasa, se encuentra en el hígado y el páncreas y se activa por niveles altos de glucosa.

3. Piruvato quinasa: Cataliza la conversión de fosfoenolpiruvato (PEP) a piruvato, generando ATP. Se activa por la fructosa-1,6-bifosfato y se inhibe por el ATP y el alanina.

4. Fructosa-2,6-bifosfato: Esta molécula actúa como un potente regulador alostérico de la glucólisis. Es un activador de la PFK-1 y un inhibidor de la fructosa-1,6-bifosfatasa, lo que favorece la glucólisis y suprime la gluconeogénesis.

1. Formación del acetil-CoA: El acetil-CoA es una molécula fundamental en la síntesis del colesterol. Se forma a partir de la degradación de ácidos grasos o de la glucólisis y la glucogenólisis.

2. Síntesis del mevalonato: El primer paso importante en la síntesis del colesterol es la condensación de tres moléculas de acetil-CoA para formar el compuesto de seis carbonos llamado ácido mevalónico. Esta reacción es catalizada por la enzima acetil-CoA aciltransferasa (ACAT) y la enzima HMG-CoA sintasa.

3. Formación del esqualeno: El ácido mevalónico se convierte en esqualeno a través de una serie de reacciones enzimáticas. Estas reacciones incluyen la reducción del ácido mevalónico para formar mevaldihidroquelona, que luego se condensa para formar esqualeno.

4. Ciclo del esqualeno: El esqualeno se convierte en lanosterol en una serie de pasos, incluyendo la formación de siete anillos de carbono en una estructura de esteroides. Estas reacciones son catalizadas por una serie de enzimas y cofactores.

5. Formación del colesterol: El lanosterol es el precursor inmediato del colesterol. A partir del lanosterol, ocurren una serie de modificaciones, incluida la eliminación de tres átomos de carbono, para producir colesterol.

1. Síntesis de colesterol (ruta endógena): Esta ruta tiene lugar principalmente en el hígado, aunque también ocurre en otros tejidos. La síntesis de colesterol comienza con la acetil-CoA, que se convierte en mevalonato a través de una serie de reacciones enzimáticas conocida como la vía del mevalonato. Luego, el mevalonato se convierte en unidades de isopreno, como el farnesil pirofosfato (FPP) y el geranil pirofosfato (GPP). Estas unidades se combinan para formar esqualeno, que finalmente se convierte en colesterol.

2. Absorción de colesterol (ruta exógena): se obtiene de la dieta a través de alimentos de origen animal. Después de la digestión y absorción intestinal, el colesterol se incorpora a las micelas mixtas y se transporta al hígado a través de quilomicrones. En el hígado, el colesterol se procesa y se redistribuye a través de las lipoproteínas de baja densidad (LDL) y las lipoproteínas de alta densidad (HDL) para su transporte a otros tejidos.

3. Eliminación de colesterol (ruta de excreción): se elimina del cuerpo a través de varias vías, principalmente la excreción biliar y la conversión a ácidos biliares. En la excreción biliar, el colesterol se secreta en la bilis en forma de sales de ácidos biliares. Estas sales pueden ser reabsorbidas en el intestino delgado y recicladas, o excretadas en las heces. Además, parte del colesterol se convierte en ácidos biliares en el hígado, que también se secretan en la bilis y se excretan en las heces.

4. Interconversión de esteroles: Además del colesterol, el organismo también produce otros esteroles como los fitoesteroles y los esteroles de origen microbiano. Estos compuestos pueden competir con el colesterol en la absorción y el metabolismo, lo que afecta la homeostasis del colesterol.

Estas son las principales rutas metabólicas del colesterol en el cuerpo humano, que juegan un papel crucial en la regulación del metabolismo lipídico y la homeostasis del colesterol.

La síntesis inicial implica la condensación de acetil-CoA a mevalonato.

1. El NADPH es necesario para proporcionar los equivalentes de hidrógeno necesarios para las reacciones de reducción.

2. El ATP proporciona la energía necesaria para impulsar las reacciones.

La isoleucina se sintetiza a partir del alfa-cetoisovalerato.

El alfa-cetoisovalerato se convierte en alfa-ceto-beta-metilvalerato mediante la acción de la enzima alfa-cetoácido deshidrogenasa.

Luego, el alfa-ceto-beta-metilvalerato se transforma en isoleucina a través de una serie de reacciones catalizadas por varias enzimas.

-Síntesis de valina:

La valina se sintetiza a partir del piruvato.

El piruvato se convierte en alfa-cetoisobutirato mediante la acción de la enzima acetolactato sintasa.

Luego, el alfa-cetoisobutirato se transforma en valina a través de una serie de reacciones catalizadas por varias enzimas.

-Precursores metabólicos:

Los precursores comunes para la biosíntesis de los aminoácidos ramificados son el piruvato y el alfa-cetoglutarato, que son intermediarios del metabolismo de carbohidratos.

-Síntesis de leucina:

La leucina se sintetiza a partir del piruvato y del alfa-cetoisovalerato.

La primera etapa implica la conversión de piruvato en alfa-isopropilmalato, catalizada por la enzima piruvato carboxilasa.

Luego, el alfa-isopropilmalato se convierte en alfa-cetoisovalerato, catalizado por la enzima alfa-isopropilmalato sintasa.

Finalmente, el alfa-cetoisovalerato se reduce a leucina, catalizado por la enzima transaminasa.

Se estima que la síntesis de leucina implica al menos 4 a 6 reacciones enzimáticas, incluyendo la conversión de piruvato a alfa-isopropilmalato, alfa-isopropilmalato a alfa-cetoisovalerato y la reducción de alfa-cetoisovalerato a leucina.

Síntesis de isoleucina:

La síntesis de isoleucina también involucra aproximadamente 4 a 6 reacciones enzimáticas, que incluyen la conversión de alfa-cetoisovalerato a alfa-ceto-beta-metilvalerato y la transformación de este último en isoleucina.

Síntesis de valina:

La síntesis de valina generalmente implica alrededor de 4 a 5 reacciones enzimáticas, incluyendo la conversión de piruvato a alfa-cetoisobutirato y la transformación de este último en valina.

• Puntos de control en la vía metabólica: Destaca los puntos clave de regulación en la vía metabólica de los aminoácidos ramificados, como la actividad enzimática de la acetolactato sintasa, la transaminasa y la acetohidroxiácido isomerasa.

• Retroalimentación negativa: Explica cómo los niveles elevados de aminoácidos ramificados pueden inhibir la biosíntesis a través de un mecanismo de retroalimentación negativa.

• Disponibilidad de precursores: Describe cómo la disponibilidad de precursores como el alfa-cetoglutarato y el piruvato puede influir en la biosíntesis de aminoácidos ramificados al afectar la actividad enzimática.

• Regulación génica y expresión de enzimas: Incluye información sobre cómo la expresión génica de las enzimas involucradas en la biosíntesis de aminoácidos ramificados puede estar regulada por factores ambientales y señales celulares.

• Aplicaciones en el deporte y la nutrición: Destaca la relevancia de la regulación de la biosíntesis de aminoácidos ramificados en el contexto del rendimiento deportivo, la recuperación muscular y la nutrición deportiva.

Cabe resaltar que unque algunos pasos metabólicos pueden ocurrir en otros compartimentos celulares para ciertos aminoácidos, el citosol es el sitio principal donde tiene lugar la biosíntesis de aminoácidos ramificados.