La glucólisis, una cascada enzimática de diez pasos, comienza con la fosforilación de la glucosa. Mediante una serie de reordenamientos, la glucosa se convierte en fructosa-6-fosfato, luego en fructosa-1,6-bifosfato y finalmente se divide en dos triosas fosfato. En la segunda mitad, estas triosas fosfatos se transforman en piruvato, generando un rendimiento neto de dos moléculas de ATP y dos NADH por molécula de glucosa. Así, de una glucosa se obtienen dos moléculas de piruvato y dos de ATP.
La gluconeogénesis puede iniciarse a partir de varios sustratos, en particular el lactato y otros precursores no carbohidratos. Su primera reacción comprometida es la conversión reversible de piruvato en fosfoenolpiruvato (PEP), un intermedio que también se encuentra en la glucólisis pero que se produce en la dirección opuesta. Esencialmente, la gluconeogénesis refleja la glucólisis a la inversa, empleando los mismos intermediarios pero en secuencia opuesta.
Tres enzimas clave dan a la gluconeogénesis su direccionalidad distintiva:piruvato carboxilasa y PEP carboxiquinasa (que convierte el piruvato en PEP), fructosa-1,6-bisfosfatasa (que elimina un fosfato de la fructosa-1,6-bisfosfato) y glucosa-6-fosfatasa (que desfosforila la glucosa-6-fosfato para liberar glucosa).
El piruvato se puede generar a partir de aminoácidos (especialmente los cetogénicos) y de la oxidación de ácidos grasos. En consecuencia, las dietas ricas en proteínas o grasas pueden proporcionar sustratos para la síntesis de glucosa en el hígado.
La glucosa sirve como sustrato en la glucólisis y producto de la gluconeogénesis. Ambas vías operan en el citosol, consumen ATP y agua y comparten varios metabolitos intermedios.
Otros intermediarios compartidos incluyen piruvato, fosfoenolpiruvato y triosas fosfatos. La naturaleza de múltiples pasos de estas vías permite una regulación precisa por parte del cuerpo, con una actividad que fluctúa según los estados nutricionales y de actividad física.
La distinción fundamental radica en su dirección:la glucólisis degrada la glucosa para extraer energía (catabólica), mientras que la gluconeogénesis produce glucosa a partir de precursores no carbohidratos (anabólica).
Mientras que la glucólisis se produce de forma ubicua en el citoplasma de todas las células, la gluconeogénesis se limita en gran medida a los tejidos hepático y renal, donde mantiene los niveles de glucosa en sangre durante el ayuno.
Comprender estas vías es esencial para apreciar cómo el cuerpo equilibra la producción de energía y la homeostasis de la glucosa.
