Bioquímica Metabòlica: Glúcids, Lípids i Aminoàcids

Metabolisme de Macromolècules

A. Glúcids: Síntesi de Glucosa

Gliconeogènesi

Procés de síntesi de glucosa a partir de precursors no glucídics:

• A partir d'aminoàcids (AA) quan es desminen, donant lloc a àcid pirúvic o oxalacètic.
• L'àcid làctic passa a la sang, arriba a les cèl·lules hepàtiques, on es forma glucosa i torna a la circulació sanguínia.

El procés implica diverses etapes clau:

1. El piruvat, al citosol, entra al mitocondri transformant-se en oxalacetat mitjançant l'acció de la piruvat carboxilasa (consumint CO2 i ATP).
2. Per sortir del mitocondri, l'oxalacetat es transforma en malat (amb pèrdua de NADH). Mitjançant transport actiu, surt i es reconverteix en oxalacetat, generant NADH.
3. Posteriorment, es forma el fosfoenolpiruvat (PEP) amb descarboxilació.
4. Si el precursor és lactat, es transforma en piruvat més NADH, entra al mitocondri, es transforma en oxalacetat i després en PEP per descarboxilació, sortint del mitocondri.
5. La fructosa-1,6-difosfat es converteix en fructosa-6-fosfat amb pèrdua de H2O i Pi.

Equació global (simplificada): 2 piruvat + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2 H+ + 4 H2O → glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD+ + 2 H+

Glicogenogènesi

Procés de formació de glicogen a partir de glucosa-6-fosfat. El glucosa-6-fosfat es converteix en glucosa-1-fosfat, que reacciona amb uridina-trifosfat (UTP), actuant com a activador, per formar UDP-glucosa. Aquesta molècula té prou energia per unir-se a la cadena de glicogen mitjançant un enllaç alfa-1,4. L'enzim ramificant talla fragments i els enganxa en una altra posició mitjançant un enllaç alfa-1,6. Aquest procés està regulat per la insulina al fetge.

Amilogènesi

Síntesi de midó als amiloplasts de les cèl·lules vegetals. La principal diferència amb la glicogenogènesi és que la molècula activadora utilitzada és l'ATP.

B. Síntesi de Lípids

Síntesi d'Àcids Grassos

L'acetil-CoA surt del mitocondri cap al citosol i s'hi van unint progressivament molècules de carboni de dos en dos. L'acetil-CoA s'activa formant malonil-CoA, que s'uneix a l'acetil-CoA inicial, alliberant CO2. Es produeixen processos repetits d'hidratació i reducció utilitzant NADPH. Aquest procés és catalitzat pel complex enzimàtic (SAG) i el producte final habitual és l'àcid palmític.

Diferències amb la Beta-oxidació

• La síntesi es realitza al citosol (o cloroplasts en plantes), mentre que la beta-oxidació és mitocondrial.
• L'àcid gras en formació roman unit al complex SAG durant la síntesi.
• Els carbonis addicionals són aportats pel malonil-CoA, no directament per l'acetil-CoA.
• El poder reductor utilitzat és el NADPH, no el NADH o FADH2.

Síntesi de Glicerina

Perquè la glicerina pugui unir-se als àcids grassos, ha d'estar en forma de glicerol-3-fosfat, el qual s'obté a partir de la dihidroxiacetona-3-fosfat durant la glicòlisi.

Formació de Triacilglicèrid

El glicerol-3-fosfat i l'acetil-CoA activat s'uneixen. Les molècules d'àcid gras s'incorporen mitjançant enllaços èster, formant successivament:

1. Monoacilglicèrid-3-fosfat
2. Diacilglicèrid-3-fosfat
3. Diacilglicèrid
4. Triacilglicèrid

Aquest procés té lloc principalment a les cèl·lules hepàtiques i al teixit adipós.

C. Metabolisme d'Aminoàcids (AA)

La incorporació del grup amino es realitza a partir d'un àcid orgànic mitjançant:

• Transaminació: S'afegeix el grup amino d'un altre aminoàcid.
• Desaminació: S'afegeix el grup amino provinent de l'ió amoni (NH3).

Exemple de transaminació:

Àcid alfa-cetoglutàric + NH3 + H2O → Àcid glutàmic (que pot formar glutamina i prolina). L'àcid glutàmic pot cedir el seu grup NH3 per transaminació a altres àcids orgànics, generant 7 altres aminoàcids.