La gluconeogénesis es un proceso metabólico que produce glucosa, un azúcar simple que proporciona al cuerpo energía a partir de fuentes que no son carbohidratos. Estas fuentes son típicamente aminoácidos, que son compuestos que se encuentran naturalmente en los tejidos de plantas y animales. Los aminoácidos se conocen como los componentes básicos de las proteínas y desempeñan un papel vital en las funciones metabólicas. La energía producida por la descomposición de estas sustancias es la única energía utilizada en el cerebro, los testículos, los eritrocitos y la médula renal. La gluconeogénesis generalmente tiene lugar en el hígado, aunque a veces, una cantidad muy pequeña puede ocurrir en los riñones.
El proceso comienza con ácido pirúvico y termina con glucosa. La reversión de este proceso es la glucólisis, que comienza con glucosa y termina con ácido pirúvico, pero algunos de los pasos en el medio son diferentes. La gluconeogénesis evita tres de los pasos de la glucólisis porque la energía requerida es demasiada para revertirla. Aunque se utilizan muchos de los mismos aminoácidos, no es una inversión idéntica.
El primer paso convierte el ácido pirúvico en ácido oxaloacético. Luego, si hay suficiente ATP presente en relación con la cantidad de Acetil-CoA, el proceso continúa con las enzimas catalizadoras en cada etapa impulsando el proceso hacia adelante. Los pasos principales del camino de principio a fin son los siguientes:
Ácido pirúvico -> Ácido oxaloacético -> Fosfoenolpiruvato Fosfoglicerato Bifosfoglicerato Gliceraldehído 3-Fosfato y dihidroxiacetonafosfato Fructosa-1, 6-Bisfosfato -> Fructosa-6-Fosfato Glucosa-6-Fosfato
Este proceso es importante no solo porque es la fuente de energía para órganos vitales específicos, sino también porque ayuda a estabilizar los niveles de glucosa en sangre cuando las cosas van mal. Durante el ayuno prolongado, la gluconeogénesis se activa para producir la glucosa necesaria para mantener el suministro de sangre a niveles críticos. La glucosa es importante para muchas funciones corporales. Por lo general, cuando se consumen carbohidratos, los niveles de glucosa en sangre aumentan y el cuerpo almacena esta fuente dietética de energía como glucógeno en el hígado.
Cuando alguien ayuna, las reservas de glucógeno se procesan y se liberan a la sangre en forma de glucosa. Con el tiempo, estas reservas de glucógeno en el hígado se agotan, lo que hace que el cuerpo procese los triacilgliceroles adiposos en ácidos grasos que se utilizarán como combustible y glicerol que se utilizará en la gluconeogénesis. También provoca la liberación de aminoácidos de los músculos. La presencia de estos y otros precursores son el catalizador para que comience este proceso metabólico.