Regulación del Metabolismo y Adaptaciones Metabólicas

Regulación de las Vías Metabólicas

Los posibles puntos de control en las vías metabólicas son las reacciones esencialmente irreversibles.

Tipos de Control

1. Alostérico (milisegundos-segundos): Duran menos tiempo.
2. Modificación Covalente (segundos-minutos): Generalmente duran más tiempo. Hay enzimas que además de presentar esta regulación también están controladas alostéricamente.
3. Proteólisis.

Niveles de Control

1. Control Fino: Efectos de retroinhibición y activación adelantada, que representan activaciones rápidas o instantáneas.
2. Control Grueso: Efectos de mayor duración, que involucran procesos de transcripción.

Niveles Enzimáticos

La velocidad de síntesis y degradación de algunas enzimas están sometidas a control hormonal.

Otros Mecanismos de Regulación

• Especificidad enzimática.
• Compartimentalización celular de las vías metabólicas.
• Reguladores hormonales: insulina, glucagón, adrenalina.
• Especialización metabólica de los órganos: tejido hepático, tejido muscular y tejido adiposo.

Adaptaciones Metabólicas

Señales Intracelulares

NADH/NAD, Acetil-CoA/CoA, ATP/AMP; glucosa-6-P, citrato, alanina, y otros.

Señales Extracelulares

Hormonas: insulina, glucagón y adrenalina.

Coordinación de los tres tejidos: hepático, muscular esquelético y adiposo.

Estados Metabólicos

Estado Post-Absortivo

• La concentración de glucosa en sangre está elevada.
• Liberación de insulina (páncreas).
• Elevado transporte de glucosa a los tejidos adiposo y muscular.
• Estimulación de la glucogenogénesis.
• Estimulación de la glucólisis.
• Estimulación de la lipogénesis (hígado y tejido adiposo).
• Menor oxidación de los ácidos grasos libres.
• Mayor formación de triglicéridos.

Ayuno Corto

• La concentración de glucosa sanguínea comienza a disminuir.
• Liberación de la hormona glucagón (páncreas).
• Inhibición del transporte de glucosa a las células.
• Estimulación de glucogenólisis hepática.
• Inhibición de la glucólisis.
• Toma importancia la gluconeogénesis:
  • Reciclar compuestos intermediarios de la glucosa: piruvato, lactato y glicerol.
  • Sintetizar la glucosa a partir de aminoácidos del tejido muscular.
• Estimulación de la lipólisis.
• Inhibición de la formación de triglicéridos.

Ayuno Prolongado

• Formación de glucosa: gluconeogénesis a partir de aminoácidos del tejido muscular.
• El hígado comienza a ser reserva de glucosa para los órganos dependientes solo de glucosa.
• Estimulación de degradación de ácidos grasos. Importancia reservas adiposas.
• Aumento de oxidación de ácidos grasos libres.
• Aumento de AcetilCoA y de formación de cuerpos cetónicos.
• El cerebro comienza a adaptarse a la utilización de los cuerpos cetónicos.

Inanición

• 1º día: Cambios semejantes al ayuno nocturno normal.
• 3º día: Gran aumento de cuerpos cetónicos, cubren 1/3 de las necesidades energéticas del cerebro.
• Más días: Los cuerpos cetónicos son el combustible principal del cerebro.
• Gluconeogénesis: a partir de aminoácidos del tejido muscular, para los órganos dependientes solo de glucosa. Finalmente se utiliza aminoácidos ramificados, pero bien controlado de tal manera que se reduzca al mínimo su catabolismo. Esto permite preservar el catabolismo de las proteínas musculares.