Para que la vida de los mamíferos pueda llevarse a cabo
adecuadamente, es necesario un aporte constante de glucosa al torrente
sanguíneo. La glucosa es la fuente de energía preferida por el cerebro y por
células que carecen de mitocondrias o tienen muy pocas como los eritrocitos
maduros. La glucosa es también esencial como fuente de energía para el músculo
en ejercicio en donde es el sustrato de la
glucólisis en el citoplasma anaerobio.
La glucosa sanguínea
puede ser obtenida a través de tres fuentes: la dieta, la degradación del
glucógeno y la síntesis de novo de la misma (gluconeogénesis):
Glucosa
Utilizada 40 - Glucosa de la dieta
(gramos/hora) ÷
20 -
Glucógeno Gluconeogénesis
10 - ÷ ÷
0 8 16
24 2 20 40
ß horas à
ß Días à
Figura: fuentes de abastecimiento de la glucosa.
La ingesta de la glucosa
y de sus precursores como el almidón, monosacáridos (fructosa) y disacáridos (lactosa, manosa
y sacarosa), es esporádica y no siempre es un aporte directo de glucosa a la
sangre (piénsese por ejemplo en la intolerancia a la lactosa). Por el
contraste, la gluconeogénesis puede proveer una síntesis continua de glucosa,
pero tiende a ser lenta en la respuesta a la falta de glucosa sanguínea. Este
problema se ha resuelto al almacenar grandes cantidades de glucosa que pueden
ser mobilizadas de manera muy rápida, a partir del
glucógeno. La ausencia de glucosa en la dieta provoca la rápida liberación a
partir del glucógeno previamente almacenado en el hígado. De manera similar el
glucógeno almacenado en el músculo es degradado durante el ejercicio. Cuando
disminuye la reserva de glucógeno,
algunos tejidoss sintetizan glucosa de novo
utilizando los esqueletos de los aminoácidos de las proteínas como fuente de
Carbono para hacer glucosa.
Estructura y función del glucógeno.
Los almacenes principales
de glucógeno en el cuerpo de los mamíferos son el músculo esquelético y el
hígado; en muchas otras células se almacena en muy bajas cantidades. La misión
del glucógeno en el músculo es proveer de la fuente necesaria para producir ATP
durante la contracción muscular. Por el contrario el glucógeno hepático se
utiliza para mantener los niveles de glucosa sanguínea en los eventos tempranos
del ayuno.
Cantidades de glucógeno en hígado y músculo.
Aproximadamente 1 ó 2 %
del peso húmedo del músculo en reposo de un adulto bien alimentado, unos 400 g,
son glucógeno; por el contrario, en el hígado, unos 100 g son glucógeno, entre el 6 y 8 % de su peso húmedo. No se sabe la
razón metabólica para estas cantidades, pero en algunas enfermedades del
almacenamiento de glucosa, la cantidad en hígado y músculo puede ser
significativamente mayor.
Estructura del glucógeno
Una molécula de glucógeno puede llegar a tener una
masa molecular de 108 Da. Estas moléculas están almacenadas en
gránulos citoplásmicos que contienen la mayoría de las enzimas necesarias para su
síntesis y degradación. El glucógeno es una cadena ramificada de exclusivamente
alfa-D-glucosa.
Los enlaces glucosídicos
principales son alfa-1,4, cada intervalo de entre 8 y 10 residuos enlazados en
esta forma, hay uno enlazado en posición alfa-1,6, a esto se le conoce como una
ramificación.
Figura: representación de la estructura del glucógeno.
Fluctuaciones de las reservas de glucógeno.
El glucógeno del hígado se incrementa durante el
estado de buena alimentación y es disminuido durante el ayuno. El glucógeno
muscular no es afectado por periodos pequeños de ayuno (algunos días) y es solo
moderadamente disminuido en periodos de ayuno prolongados (semanas). El
glucógeno del músculo es regenerado como respuesta a periodos de consumo de
energía elevados, por ejemplo después del ejercicio. La síntesis y degradación
del glucógeno son procesos concomitantes, las diferencias entre las velocidades
de estos procesos determina los niveles de glucógeno almacenado durante
situaciones metabólicas específicas.
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metabolismo del glucógeno
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Última
actualización: 03 de Octubre de 2003
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