Gluconeogénesis: Síntesis de Glucosa a partir de Precursores No Glucídicos
La gluconeogénesis es una ruta metabólica anabólica que permite la biosíntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos. Incluye la utilización de varios sustratos como aminoácidos, lactato, piruvato, glicerol y cualquiera de los intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos (o ciclo de Krebs) como fuentes de carbono para esta vía metabólica.
Casi todos los aminoácidos, a excepción de la leucina y la lisina, pueden suministrar carbono para la síntesis de glucosa. Por otro lado, los ácidos grasos de cadena par no proporcionan carbonos para este proceso, pues el resultado de su β-oxidación (acetil-CoA) no es un sustrato gluconeogénico. Sin embargo, los ácidos grasos de cadena impar sí pueden contribuir, ya que su oxidación produce acetil-CoA y succinil-CoA, siendo este último un intermediario del ciclo de Krebs y, por tanto, un sustrato válido.
Algunos tejidos, como el cerebro, los eritrocitos, el riñón, la córnea del ojo y el músculo (durante actividad extenuante), requieren un aporte continuo de glucosa. Inicialmente, esta demanda se satisface con el glucógeno almacenado en el hígado, cuyas reservas se agotan en un plazo de 10 a 18 horas. Una vez agotado el glucógeno, la gluconeogénesis se vuelve fundamental para mantener la glucemia.
Este proceso tiene lugar principalmente en el hígado y, en menor medida (aproximadamente un 10%), en los riñones. Es una ruta metabólica clave que permite a los organismos superiores obtener glucosa en estados metabólicos como el ayuno prolongado.
Reacciones Clave de la Gluconeogénesis
Aunque la gluconeogénesis comparte varias enzimas con la glucólisis, no es su simple inversión. Para superar las tres reacciones irreversibles de la glucólisis, la gluconeogénesis emplea enzimas específicas en los siguientes pasos clave:
- Conversión de piruvato a fosfoenolpiruvato.
- Conversión de fructosa-1,6-bisfosfato a fructosa-6-fosfato.
- Conversión de glucosa-6-fosfato a glucosa libre.
Glucogenogénesis: Almacenamiento de Glucosa como Glucógeno
La glucogenogénesis, también conocida como glucogénesis, es la ruta anabólica para la síntesis de glucógeno a partir de un precursor más simple, la glucosa-6-fosfato. Este proceso se lleva a cabo principalmente en el hígado y, en menor medida, en el músculo. Es activada por la insulina en respuesta a niveles elevados de glucosa, como los que ocurren después de una comida rica en carbohidratos.
El glucógeno se forma por la incorporación repetida de unidades de glucosa. La molécula donante es la UDP-glucosa, que se une a un cebador de glucógeno preexistente, la proteína glucogenina. Esta proteína, formada por dos cadenas, se auto-glicosila y puede unir a cada cadena un octámero inicial de glucosas.
Para que la glucosa-6-fosfato pueda convertirse en UDP-glucosa, requiere la participación de dos enzimas. Primero, la fosfoglucomutasa convierte la glucosa-6-fosfato en glucosa-1-fosfato. La glucosa-1-fosfato es tanto el precursor para la síntesis de glucógeno como el producto de su degradación. La síntesis de glucógeno requiere un aporte energético, proporcionado por la combinación de la glucosa con un compuesto de alta energía como el UTP para formar UDP-glucosa, activando así el residuo de glucosa para su transferencia.
Pasos de la Glucogenogénesis
- Fosforilación de la glucosa: La glucosa se convierte en glucosa-6-fosfato. Esta reacción irreversible es catalizada por la glucoquinasa (en el hígado) o la hexoquinasa (en otros tejidos).
glucosa + ATP → glucosa-6-P + ADP - Isomerización: La glucosa-6-fosfato se convierte en glucosa-1-fosfato por la acción de la fosfoglucomutasa. La reacción pasa por un intermediario obligado, la glucosa-1,6-bisfosfato.
glucosa-6-P ↔ glucosa-1-P - Activación de la glucosa: La glucosa-1-fosfato se convierte en UDP-glucosa por la acción de la UDP-glucosa pirofosforilasa (o uridil transferasa), utilizando UTP.
glucosa-1-P + UTP → UDP-glucosa + PPi - Elongación de la cadena: Las moléculas de glucosa (provenientes de la UDP-glucosa) son acopladas en cadena por la glucógeno sintasa. Esta enzima alarga las cadenas preexistentes formando enlaces glucosídicos α(1→4).
- Creación de ramificaciones: Las ramificaciones son producidas por la enzima ramificadora del glucógeno (amilo (1,4→1,6)-transglucosidasa). Esta enzima transfiere un fragmento de 6 a 8 unidades de glucosa desde el extremo de una cadena y lo une a otra cadena mediante un enlace α(1→6). Esto crea un nuevo punto de elongación, permitiendo una estructura más compacta y una síntesis y degradación más rápidas.
Perfil Hepático (Hepatograma): Evaluación de la Función del Hígado
El perfil hepático, también conocido como hepatograma, es un análisis de sangre diseñado para evaluar la función del hígado. Es fundamental para el diagnóstico de enfermedades hepáticas, para determinar si el hígado ha sido afectado por patologías en otras partes del organismo y para monitorizar a pacientes que reciben tratamientos con medicamentos potencialmente hepatotóxicos.
Parámetros Comunes y Valores de Referencia
Los valores de referencia pueden variar ligeramente entre laboratorios. Los parámetros más comunes incluyen:
- Albúmina: Proteína producida por el hígado. El rango normal es de 3.4 a 5.4 g/dL.
- Fosfatasa alcalina (FA): Enzima relacionada con los conductos biliares. Los valores normales se sitúan entre 44 y 147 UI/L, aunque varían con la edad y el sexo.
- Alanina aminotransferasa (ALT): Enzima que se encuentra principalmente en el hígado. Un aumento puede indicar daño hepático. Los valores normales son de 5 a 60 UI/L.
- Aspartato aminotransferasa (AST): Enzima presente en el hígado y otros órganos. El rango normal es de 10 a 34 UI/L.
- Gamma-glutamil transpeptidasa (GGT): Enzima sensible a cambios en la función hepática. El rango normal es de 5 a 80 UI/L.
- Bilirrubina: Pigmento que se forma por la degradación de los glóbulos rojos. Los valores normales para la bilirrubina total suelen ser de 0.3 a 1.2 mg/dL. Se mide en dos fracciones:
- Bilirrubina directa (conjugada): 0 a 0.3 mg/dL.
- Bilirrubina indirecta (no conjugada): Se calcula restando la directa de la total.
- Tiempo de protrombina (TP): Mide el tiempo que tarda la sangre en coagular. El resultado se expresa a menudo como el Índice Internacional Normalizado (INR), con un rango normal de 0.8 a 1.1 para personas que no toman anticoagulantes.