Periodos absortivo y post absortivo
2. REDUCCIÓN A LACTATO 3 FORMACIÓN DE ALANINA.
4. FORMACIÓN DE OXALACETATO.
A partir del Piruvato se forma la Acetil CoA. también se genera por el metabolismo de los aminoácidos y áci- dos grasos.
1. Se combina con el Oxalacetato para formar Citrato que es el punto de partida para el Ciclo de Krebs (también llamado Ciclo del Ácido Cítrico).
2. Sirve para el aprovisionamiento de las unidades Acilo, necesarias para la síntesis de Ácidos grasos. El Acetil CoA sigue dos vías metabólicas:
Se combina con el Oxalacetato para formar citrato, que es el punto de partida para el Ciclo de Krebs o Ciclo del Acido Cítrico.
Sirve de fuente para la formación de unidades Acilo necesarias para la síntesis de Ácidos Grasos de cade- na larga, Colesterol, Esteroides y Cuerpos Cetónicos.
EL LACTATO (CICLO DE CORI)
La reducción del Piruvato a Lactato tiene lugar el hígado y en el músculo por efecto de la enzima Deshidro- genasa láctica.
El Lactato producido en el músculo durante el ayuno es liberado a la circulación sanguínea de donde es cap- tado por el hígado, donde se oxida y pasa a Piruvato (Ciclo de Cori) y a glucosa vía gluconeogénesis. El lactato constituye cerca del 50% de los sustratos para la gluconeogénesis hepática durante el ayuno noctur- no (Periodo postabsortivo) y es el principal sustrato glucogenético durante la inanición.
El lactato, los aminoácidos glucogénicos, la Alanina, el glicerol y el Piruvato son los principales sustratos para la gluconeogénesis.
LA ALANINA Y LA GLUTAMINA
La Alanina y la glutamina son aminoácidos constituyentes el músculo esquelético, que son liberados a la circulación sanguínea durante el ayuno y otros estados de defi ciencia de insulina. La Alanina se forma por la transaminación del Piruvato por efecto de la enzima Alanina aminotransferasa.
La Alanina es captada por el hígado que la transforma en glucosa a través del proceso de Gluconeogénesis (Ciclo Glucosa-Alanina). La Glutamina es metabolizada en el aparato digestivo que la convierte en Alanina y la libera a la circulación. La glutamina también es captada por el riñón para usarla como sustrato para la glu- coneogénesis.
El principal estímulo para la degradación de las proteínas es la disminución de la concentración plasmática de insulina. En condiciones de estrés severo (trauma, cetoacidosis) la degradación proteica se incrementa por efecto de la hormonas contrarreguladoras (Glucagon y Cortisol).
EL CICLO DE KREBS. (GLICÓLISIS AERÓBICA).
Después de la formación del ácido Cítrico (combinación de la Acetil CoA con Oxalacetato) se siguen una serie de reacciones químicas que generan diversos compuestos y una gran cantidad de Energía (38 moles de ATP). Es importante señalar que para la formación del Ácido Cítrico se requiere de insulina, por lo que su defi ciencia limita la actividad del ciclo de Krebs.
El Oxalacetato es un elemento clave del Ciclo de Krebs, ya que permite por una parte la formación de Citrato al unirse con la Acetil CoA y por otra es el punto de partida para la Gluconeogénesis previa reducción a Malato, que sale de las mitocondrias y se convierte nuevamente en Oxalacetato, que se convierte en Fosfoenolpiruvato (por la enzima Fosfoenol Piruvato Carboxilasa), que sigue el camino inverso de la Glicólisis anaeróbica hasta glucosa (Gluconeogénesis).
con el Oxalacetato para la formación de Citrato, que es el punto de partida para el ciclo de Krebs. En los es- tados de ayuno o de defi ciencia de insulina predomina la formación de Oxalacetato que se incorpora al ciclo de Krebs.
El primer paso en la vía de la gluconeogénesis es la conversión de Piruvato a Oxalacetato por efecto de la enzima Piruvato Carboxilasa.
Esta conversión se lleva a cabo dentro de las mitocondrias.
El Oxalacetato requiere de su conversión a Malato para poder salir de las mitocondrias. Fuera de las mitocon- drias el Malato se convierte nuevamente en Oxalacetato que a su vez se convierte en Fosfoenolpiruvato (FE) por efecto de la enzima Fosfoenolpiruvato Carboquinasa.
El FEP sigue entonces la vía inversa de la Glicólisis (2 Fosfoglicerato, 3 Fosfoglicerato, 1,3 Difosfoglicerato) hasta fructuosa 1,6 difosfato que pasa a fructuosa 6 Fosfato por efecto de la enzima Fructuosa 1,6 difosfatasa a fructuosa 6 fosfato.
La Fructuosa 6 fosfato se convierte en Glucosa 6 fosfato que fi nalmente se convierte en glucosa por efecto de la enzima Glucosa 6 fosfatasa.
ENZIMAS DE LA GLUCONEOGÉNESIS Y DE LA GLICOLISIS
GLUCONEOGÉNESIS GLICOLISIS y C. Krebs.
Piruvato Carboxilasa (PC) Glucoquinasa (Hexoquinasa IV) (GK)
Fosfoenolpiruvato carboquinasa (PEPCK) Fosfofructoquinasa (PFK)
Piruvatocarboxilasa Piruvatoquinasa (PK)
Piruvato deshidrogenasa Citrato sintasa.
Fructuosa 1,6 Difosfatasa Malato deshidrogenasa.
Glucosa 6 Fosfatasa Enzima málica.
La insulina aumenta la actividad de las enzimas glicolíticas clave: GK, PFK y PK y disminuye la actividad de las enzimas gluconeogenéticas: CPC, PEPCK, F 1,6 Difosfatasa y G 6 F. La Glucosa 6 fosfatasa es una enzima pre- sente en el hígado y riñones pero no en el músculo.
LA GLUCOGENÓLISIS
Es la vía metabólica de conversión del glucógeno almacenado en el tejido muscular y el hígado en glucosa. Este proceso es mediado por varias enzimas entre las que destaca el glicógeno fosforilasa, que remueve los residuos 1.4 de las cadenas más externas de la molécula del glucógeno.
La Glucogenólisis es activada por las hormonas Glucagon y Epinefrina (Adrenalina), y es inhibida por la Insulina. La fosforilación no es afectada por el glucagon.
CETOGÉNESIS (FORMACIÓN DE CUERPOS CETÓNICOS)
Durante el ayuno o el estado de diabetes descontrolada, se activa la lipólisis por el efecto combinado de de- fi ciencia de insulina y exceso en la actividad de las hormonas contrarreguladoras (se activa la lipasa sensible a hormonas).
La lipólisis da lugar a la liberación de ácidos grasos libres y glicerol. Este último es un sustrato para la gluco- neogénesis.
Los ácidos grasos libres pasan a la circulación y son trasportados por la albúmina al hígado en donde son ac- tivados para la formación de Acetil CoA.
OTRO CAMINO DE LA GLUCOSA 6 FOSFATO: LA SÍNTESIS DE GLUCÓGENO (GLUCOGÉNESIS)
La glucogénesis es la síntesis de glucógeno a partir de la Glucosa 6 fosfato en el músculo y en el hígado. La síntesis de glucógeno requiere necesariamente de insulina. La síntesis de Glucógeno se inicia con la conver-
sión enzimática de Glucosa 6 fosfato a Glucosa 1 fosfato, que a su vez pasa a Uridinfosfato glucosa, unidades Glucosilo 1,4 y fi nalmente Glucógeno.
El Glucógeno es un polisacárido ramifi cado compuesto por múltiples unidades de D- Glucosa.
En estado de ayuno se activa la degradación de glucógeno a glucosa (GLUCOGENÓLISIS) que se incrementa notablemente en los estados de severa defi ciencia de insulina.
El Glucagon y la Epinefrina a su vez activan la GLUCOGENÓLISIS. Así entonces la glucogenólisis resulta del efecto combinado de la disminución en las concentraciones de insulina y aumento en las de glucagon, epin- efrina y cortisol (Hormonas Contrarreguladoras).
LA VÍA DE LAS PENTOSAS
Este es otro camino de la Glucosa 6 fosfato que lleva a la formación de un compuesto llamado NADP H, nece- sario la síntesis de ácidos grasos y colesterol. Otro producto importante de la vía de las pentosas es la Ribosa 5 fosfato, que es un hidrato de carbono necesario para la síntesis de los ácidos nucleicos.
En resumen podemos decir que con la utilización de la glucosa por las células se produce Energía (ATP), Glucógeno y la síntesis de triglicéridos, CUANDO SE DISPONE DE INSULINA.
La lipogénesis (síntesis endógena de triglicéridos)
Uno de los caminos de la Acetil CoA (formación de unidades Acilo) es convertirse en Malonil Co. A que a su vez se convierte en ácidos grasos Libres. Estos ácidos grasos se unen (esterifi cación) con el Glicerol 3 Fosfato para formar los triglicéridos.
Para la unión de Glicerol con los ácidos grasos libres para formar triglicéridos, se requiere de insulina.
Con anterioridad mencionamos que durante la glicólisis anaeróbica se forma Glicerol 3 fosfato a partir del Gliceraldehido 3 fosfato.
La Acetil Co A. puede seguir dos caminos:
1. Esterifi cación para formar triglicéridos y fosfolípidos y 2. Oxidación en las mitocondrias.
En el estado de defi ciencia de insulina el Ciclo de Krebs es insufi ciente para oxidar todas las moléculas de Acetilo generadas por la degradación de los ácidos grasos en virtud de que se reduce la generación de Oxa- lacetato a partir de Piruvato y por lo tanto la incorporación de la Acetil CoA al Ciclo de Krebs a través de su combinación con Oxalacetato para formar Citrato. En estas condiciones las moléculas de Acetil CoA se con- densan para formar Acetoacetil CoA.
La Acetoacetil CoA por efecto enzimático (Acetoacetil CoA dehidrogenasa) se convierte en Acetoacetato. Una segunda vía es la condensación de Acetoacetil CoA con una molécula de Acetil CoA para formar B-Hidroxi B-metilglutaril CoA que se cataboliza enzimáticamente a Acetoacetato. Esta vía se considera como la más importante para la formación de cuerpos cetónicos. El Acetoacetato se puede convertir por una parte en B- Hidroxibutirato (Deshidrogenación) que es el cuerpo cetónico más abundante durante el estado de cetosis y por otra en Acetona (Decarboxilación espontánea).
LOS CUERPOS CETÓNICOS
Acetoacetato (ácido diacético), Beta hidroxibutirato (ácidos moderadamente fuertes), y la Acetona, pasan por difusión a la circulación sanguínea en donde los 2 primeros son amortiguados y el tercero eliminado por la respiración (aliento cetónico).
LOS PERIODOS ABSORTIVO Y POST ABSORTIVO
En el periodo post absortivo la mayor parte de la glucosa disponible se utiliza por los tejidos insulino-indepen- dientes (alrededor del 50%) y órganos esplácnicos (alrededor del 25%).
El restante 25% de la glucosa se utiliza por los tejidos insulino-dependientes, en particular por el músculo. Los tejidos INSULINO-INDEPENDIENTES son básicamente el sistema nervioso central y los órganos esplácnicos intestino e hígado. Los tejidos insulino sensibles son el músculo y tejido graso.
La glucosa sanguínea se mantiene en rangos normales gracias a tres procesos que ocurren de manera simul- tánea y coordinada:
1. Secreción de insulina,
2. Captación de la glucosa por los tejidos periféricos (principalmente el músculo) y tejidos esplácnicos y 3. Supresión de la producción hepática de glucosa.
En el periodo absortivo la respuesta al aumento en la concentración de la glucosa sanguínea estimula la secre- ción de insulina por el páncreas. La combinación de hiperinsulinemia e hiperglucemia promueve la captación de glucosa por los tejidos esplácnicos y los tejidos periféricos y al mismo tiempo se suprime la producción hepática de glucosa. La captación de glucosa por el tejido adiposo es en poca proporción.
La dieta habitual contiene carbohidratos, grasas y proteínas, que proveen los sustratos básicos: glucosa, ácidos grasos y proteínas.