Vía de las pentosas fosfato

Suponga que acaba de ingerir una comida cargada de hidratos de carbono, como un plato de arroz. Unas horas después, esos hidratos de carbono se descomponen en el intestino delgado en su forma química más simple: los monosacáridos, el más importante de los cuales es la glucosa, una molécula de 6 carbonos que tiene forma de anill La glucosa pasa del intestino delgado al torrente sanguíneo y los valores de glucosa en sangre aumentan, lo que hace que el páncreas segregue una hormona llamada insulina La insulina hace que entre más glucosa en las células a través de transportadores específicos llamados GLUT.

Una vez que la glucosa está en la célula, una enzima llamada hexocinasa une un grupo fosfato a su sexto carbono, para crear glucosa-6-fosfato.

A partir de ahí, la célula tiene la opción de tomar la glucosa a través de una vía metabólica llamada glucólisis; que es la descomposición de la glucosa para generar ATP Pero si la célula no necesita ATP, la glucosa puede utilizarse para fabricar otros productos útiles al entrar en una vía metabólica alternativa llamada vía de las pentosas fosfat La vía de las pentosas fosfato recibe su nombre por los productos que genera en última instancia; la pentosa se refiere a un azúcar de cinco carbonos llamado ribosa, y el fosfato se relaciona con una molécula llamada nicotinamida adenina dinucleótido fosfato, o NADPH.

Así pues, la vía de las pentosas fosfato es una via alternativa en la que puede entrar la glucosa cuando las células necesitan producir más ribosa y NADPH.

La ribosa puede utilizarse para fabricar nucleótidos, que son los componentes básicos de nuestro ADN y ARN. El NADPH es rico en electrones y puede utilizarse en varias vías anabólicas.

Las vías anabólicas son las que sintetizan moléculas como los ácidos grasos, a partir de cero, y requieren un donante de electrones, como el NADP Al igual que la glucólisis, la vía de las pentosas fosfato ocurre exclusivamente en el citoplasma y no requiere ningún orgánulo especial, lo que significa que todas nuestras células pueden utilizar esta vía.

La vía de las pentosas fosfato puede dividirse en dos fases: una oxidativa irreversible que acaba produciendo NADPH, y una reversible no oxidativa que produce ribos a.

Irreversible significa que la reacción solo puede ir en una dirección, es decir, de sustrato a product Por otro lado, reversible significa que la reacción puede ir en ambas direcciones, y el sustrato y el producto pueden interconvertirse el uno en el otro, según lo que el cuerpo necesite más.

La oxidación de una molécula significa que una molécula dona sus electrones (en forma de hidrógenos) a otra molécula o se los cede Para iniciar la fase oxidativa, una enzima llamada glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, o G6PD, arrebata un hidrógeno de la glucosa-6-fosfato, y lo ofrece al NADP+, fabricando 6-fosfogluconato y NADPH en el proceso.

Esta es la etapa limitante de la vía de las pentosas fosfato. La etapa que limita la velocidad de cualquier reacción es la que más tarda en producirse, por lo que determina la velocidad global de la vía En el siguiente paso interviene una enzima llamada 6-fosfogluconato deshidrogenasa, que, al igual que la G6PD, roba un electrón del 6-fosfogluconato y lo ofrece a otro NADP+, fabricando el segundo NADPH.

A diferencia de la G6PD, esta enzima también elimina un carbono del 6-fosfogluconato de 6 carbonos y lo libera en forma de dióxido de carbono, para formar un azúcar de 5 carbonos llamado ribulosa-5-fosfato De esta forma se marca el final de la fase oxidativa, con un total de 2 moléculas de NADPH creadas por glucosa.

Dado que el NADPH es rico en electrones, es el momento de devolverlo a la comunidad celular. El NADPH puede donar electrones en vías anabólicas como la síntesis de ácidos grasos, la síntesis de hormonas esteroides y la síntesis de colesterol.

De este modo, suele haber mucho NADPH en los tejidos que producen estas moléculas, como el hígado, la corteza suprarrenal, las gónadas y las glándulas mamarias productoras de leche Además de las vías anabólicas, el NADPH es también un elemento clave para las reacciones antioxidantes.

Por ejemplo, los eritrocitos producen normalmente especies reactivas de oxígeno, como el peróxido de hidrógeno, como subproducto del metabolismo del oxígeno.

El peróxido de hidrógeno puede ser perjudicial, por lo que los eritrocitos también producen antioxidantes, como el glutatión, que pueden neutralizar el peróxido de hidrógeno En presencia de una enzima llamada glutatión peroxidasa, el glutatión dona electrones al peróxido de hidrógeno, convirtiéndolo en agua, que es inocua.

El NADPH entra en juego como proveedor de electrones. En presencia de una enzima llamada glutatión reductasa, el NADPH dona sus electrones al glutatión, de modo que puede neutralizar eficazmente el peróxido de hidrógeno.

Así, si el NADPH no se generara por la vía de las pentosas fosfato, el glutatión no obtendría los electrones que necesita y el peróxido de hidrógeno se acumularía y causaría daños en las proteínas de la célula, lo que acabaría por provocar su muerte.

Volvamos a revisar lo que ocurre con la ribulosa-5-fosfato durante la vía no o xidativ Aunque se trata de la ribulosa, no de la ribosa.

Lo bueno de la vía no oxidativa es que es bastante flexible y reversible. Puede generar diferentes productos en función de las necesidades de la célula.

La ribulosa-5-fosfato se convierte inicialmente en ribosa-5-fosfato mediante una enzima isomerasa. Una isomerasa simplemente baraja los carbonos de la molécula en diferentes posiciones sin añadir ni quitar nada, de forma similar a como se hace con un mazo de naipes La ribosa-5-fosfato es importante en la síntesis de nucleótidos, que son los componentes básicos del ADN y el ARN Los nucleótidos están formados por un azúcar de 5 carbonos, un esqueleto de fosfato y una base nitrogenada de purina o pirimidina.

Así que la ribosa-5-fosfato sirve como ese azúcar de 5 carbonos necesario para la síntesis de ADN o ARN. Como alternativa, la ribulosa-5-fosfato también puede convertirse en otro azúcar de 5 carbonos, llamado xilulosa-5-fosfato, mediante una enzima llamada epimerasa.

Supongamos que la célula no necesita fabricar ADN o ARN; aquí es donde la fase no oxidativa se vuelve realmente juguetona, con la ayuda de otras dos enzimas: la transcetolasa y la transaldolasa.

La transcetolasa elimina 2 carbonos de la xilulosa-5-fosfato, y requiere vitamina B1, o tiamina, como cofactor Los 2 carbonos se dirigen a la ribosa-5-fosfato, para crear una molécula de 7 carbonos llamada sedoheptulosa-7-fosfato, así como una molécula de 3 carbonos denominada gliceraldehído-3-fosfato.

A continuación entra en juego la transaldolasa y elimina los 3 carbonos de la sedoheptulosa-7-fosfato, convirtiéndola en una molécula de 4 carbonos llamada eritrosa-4-fosfato.

Los 3 carbonos van al gliceraldehído-3-fosfato, para formar la fructosa-6-fosfato de 6 carbonos. Si hay otra xilulosa-5-fosfato alrededor, la transcetolasa puede intervenir y quitarle 2 carbonos, para dárselos a la eritrosa-4-fosfato con el fin de formar otra molécula de fructosa-6-fosfato Así, el procesamiento de 3 moléculas de ribulosa 5-fosfato puede producir un gliceraldehído-3-fosfato y dos fructosas-6-fosfato.

Tanto el gliceraldehído-3-fosfato como la fructosa-6-fosfato son moléculas intermediarias en la glucólisis. Así, incluso en medio de la vía de las pentosas fosfato, la célula puede decidir desviarse hacia la glucólisis si necesita más energía, y a la inversa; si la célula está en medio de la glucólisis, pero se da cuenta de que necesita elaborar algunos nucleótidos en su lugar, la transcetolasa y la transaldolasa pueden convertir el G3P y la fructosa 6 fosfato de nuevo en ribulosa-5-fosfato.

##Resumen Como breve resumen... La vía de las pentosas fosfato es una vía metabólica alternativa para la glucosa.

Se compone de una fase oxidativa, que produce NADPH, y una fase no oxidativa, que produce ribosa-5-fosfato. El NADPH es un importante donante de electrones y es necesario para las reacciones anabólicas y las moléculas antioxidantes La ribosa-5-fosfato es crucial para fabricar los nucleótidos necesarios para la síntesis de ADN y ARN, así como para crear los productos intermedios de la glucólisis, como el G3P y la fructosa-6-fosfat