Metabolismo de la glucosa: glucólisis, glucogénesis y regulación hormonal

Metabolismo de la glucosa

Destinos metabólicos de la glucosa: producir ATP por oxidación, síntesis de aminoácidos para formar proteínas, síntesis de glucógeno (glucogénesis) y síntesis de triglicéridos para su depósito en el tejido adiposo.

Ingreso de glucosa

1. Atravesar la membrana plasmática y llegar al citosol.
2. Absorción en el tracto gastrointestinal mediante transportadores de Na⁺-glucosa, y en el resto de las células mediante las moléculas GLUT por difusión facilitada. Un alto nivel de insulina aumenta la velocidad de transporte.
3. Fosforilación: la glucosa queda atrapada dentro de la célula porque el GLUT transporta la glucosa fosforilada. En el hígado, el SNC y los eritrocitos, la captación no depende de la insulina.

Fuentes de acetil-CoA

• Ácidos grasos: β-oxidación.
• Aminoácidos: desaminación y oxidación.
• Piruvato: glucosa → glucólisis → oxidación del piruvato.

Destinos metabólicos del acetil-CoA

• Cuerpos cetónicos.
• Esteroles y ácidos grasos.
• Ciclo de los ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs).

Ciclo de Krebs

También llamado ciclo de los ácidos tricarboxílicos (ATC), es una serie de reacciones bioquímicas que utilizan los organismos aerobios para liberar la energía química almacenada en el grupo acetilo de 2 C de la acetil-CoA. En cada vuelta entra una acetil-CoA procedente de la ruta glucolítica o de la degradación de ácidos grasos, salen 2 CO₂ y se producen 3 NADH, 1 FADH₂ y 1 GTP (equivalente a ATP).

Rendimiento de la glucólisis

2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 piruvato.

Vía de las pentosas fosfato

1. Obtener nucleótidos reducidos (NADPH) para la síntesis de ácidos grasos y esteroles, y para eliminar peróxidos que dañan las membranas celulares.
2. Obtener pentosas fosfato para la biosíntesis de nucleótidos.
3. Degradar pentosas procedentes de la dieta o de los ácidos nucleicos de la propia célula.

Glucogénesis

Consiste en almacenar glucógeno y no glucosa libre, por razones osmóticas y de espacio. Cuando la glucosa que viene de la digestión llega al hígado y no se utiliza, se convierte rápidamente en glucógeno. Hormona principal: insulina.

Glucogenólisis

Degradar glucógeno para obtener glucosa (en el hígado, el lactato producido se convierte nuevamente en glucosa). Se activa cuando se necesita energía en forma de glucosa. Hormonas principales: glucagón y adrenalina.

Hormonas reguladoras de la glucemia

• Hipoglucemiantes: insulina.
• Hiperglucemiantes: glucagón, hormona del crecimiento, adrenalina y glucocorticoides.

Función de la insulina en la hipoglucemia

Estimula la captación de glucosa por todas las células del organismo para que la catabolicen o la almacenen, retirando cualquier exceso de la sangre.

Consecuencias metabólicas del déficit de insulina

• Hiperglucemia.
• Glucosuria.
• Hiperlipemia.
• Cetonemia y cetonuria.
• Acidosis metabólica.

Gluconeogénesis

Consiste en convertir piruvato, lactato, aminoácidos glucogénicos o intermediarios del ciclo de Krebs en glucosa u otros azúcares. Se realiza principalmente en el hígado, aunque también en el riñón. Hormonas principales: glucagón y glucocorticoides (cortisol).

Fuentes de ácidos grasos

Dieta o biosíntesis a partir de metabolitos intermedios de azúcares o aminoácidos.