RELACIÓN
DE LAS VÍAS METABÓLICAS
Existen 3
moléculas en el metabolismo energético sobre el que coinciden varias vías:
Arrancan varias
vías metabólicas de ellas: Glucógeno (Se sintetiza en abundancia de energía y
abundancia de Glucosa-6-P), Glucólisis (puede darse cuando se necesita energía
o cuando se necesitan precursores biosintéticos. Depende del tejido, significa
1 u otro), pentosas-fosfato (su función es regenerar NADPH <-->
Ribosa-P).
La G-6-P
también puede ser sintetizada en hígado mediante receptores gluconeogénicos.
El Pyruvato
puede dar lactato en el músculo, Acetil co-A en la mitocondria, OAA y entrar en
el ciclo de Krebs o transformarse en G6P. El Pyruvato en el músculo puede
transaminar en Alanina. En el hígado, la Alanina puede regenerar Pyruvato.
El Acetil co-A
se puede transformar en CO2 en el ciclo de Krebs. También se puede
transformar en HMG Co-A, que se transforma en colesterol y cuerpos cetónicos.
También puede
dar síntesis de ácidos grasos y acumularse en los Triglicéridos.
CEREBRO
El cerebro
consume siempre glucosa. Sólo cuando disminuye mucho se aviene a emplear
cuerpos cetónicos, pero nunca al 100%.
En ayuno puede
captar cuerpos cetónicos del hígado. Además, no acumula glucógeno.
Los ácidos
grasos no son aprovechables por el cerebro porque no atraviesan la barrera
hematoencefálica.
MÚSCULO
Es menos
exigente que el cerebro. Puede usar glucosa, cuerpos cetónicos, ácidos grasos,
proteínas (aminoácidos). Dispone de reservas de energías en forma de glucógeno
(1% de la masa muscular). Es una reserva de uso exclusivo suya. La glucosa
acumulada se suele emplear para alimentar en contracciones bruscas.
Como puede
requerir mucha energía en poco tiempo, puede dar anaerobiosis. La glucólisis se
puede bloquear por falta de NAD. La formación de lactato sale del músculo, va
al hígado y, mediante gluconeogénesis vía Pyruvato da glucosa (ciclo de Cori).
La transición
de Pyruvato y Alanina de músculo a hígado y viceversa puede ocurrir en
respuesta a la degradación de aminoácidos en músculo. Va asociado al ayuno. 1
aminoácido tiene que transferir su grupo amino a algo. El grupo amonio lo
recibe el Pyruvato, que se transforma en Alanina. Se acumula Alanina en el
músculo. Para degradar esa Alanina, vía sangre, va al hígado, da Pyruvato y
podrá producir urea. El Pyruvato se convierte en glucosa por gluconeogénesis
que vuelve al músculo.
La glucosa
regenera pirúvico y se puede mantener activa la vía de aminoácidos en el
músculo.
ADIPOCITO
Puede usar
glucosa que la transforma en Pyruvato. La Glucosa-6-P se usa para formar HMP.
También puede dar ácidos grasos. Cuando el adipocito puede almacenar reservas,
necesita glucosa para poder esterificar ácidos grasos porque no dispone de
actividad glicerol quinasa. Tiene que reducir DHA-P (dihidroxiacetona-P).
HÍGADO
Puede usar
glucosa, cuerpos cetónicos, ácidos grasos, cetoácidos provinientes de
aminoácidos... Suministra alimento al resto de órganos. El glucógeno se acumula
hasta el 5-6%. Esta reserva es para exportarla mediante su actividad
Glucosa-6-P fosfatasa a otros órganos que requieren glucógeno (cerebro).
La Glucosa la
puede obtener moviendo sus reservas de Glucógeno, mediante gluconeogénesis (se
ve obligado a hacerla de muy diferentes precursores, dependiendo de las
circunstancias metabólicas). Ej: a partir de Alanina cuando el músculo usa
proteínas, a partir de Glicerol que proviene de la degradación de triglicéridos
del adipocitos, de una dieta rica en aminoácidos...
El hígado
decide qué hacer con el metabolismo de lípidos porque por un lado es el órgano
que capta triglicéridos, empaquetados en VLDL y transportarlos a adipocitos.
El Hígado
también define el destino del Acetil co-A que proviene de la degradación de
ácidos grasos. Puede dar b-oxidación y dar Acetil
co-A.
Cuando el
hígado tiene déficit de receptores de
Acetil co-A, los exporta como cuerpos cetónicos y los transporta.
Lo que decide
si se degrada el ácido graso o se conserva es si entra o no a la mitocondria
(allí se da la b-oxidación). La CAT-1 depende de que haya su
regulador para trabajar o no. La CAT-1
debe ser sensible al Malonil co-A, que se hace mediante Acetil co-A
Carboxilasa que es sensible a citrato.
El hígado tiene
que regular los niveles de glucosa.
El hígado tiene
mecanismos que le permiten captar glucosa cuando hay mucha circulando mediante
la glucoquinasa (permite pasar Glucosa a Glucosa-6-P sin soportar la presión de
la hexoquinasa y evita que se pierda a nivel renal). La insulina y el glucagón
regulan la cantidad de glucosa.
La elevación de
glucemia (Alta insulina/ poco Glucagón). En el hígado desencadena un aumento de
la síntesis de glucógeno. La glucógeno fosforilasa hepática es sensible a la
concentración de glucosa hepática. Esta situación hormonal favorece la entrada
de glucosa al músculo y al adipocito. En músculo hace glucógeno. En adipocitos
interpreta este sobrante como almacenar Triglicéridos. Se necesita glucosa para
poder hacer Glicerol-P.
El descenso de
Glucemia (poca Insulina/ mucho glucagón): en hígado deja de almacenar Glucógeno
y puede degradarlo. El músculo y tejido adiposo dejan pasar la glucosa porque
ellos pueden usar otras sustancias. El tejido adiposo libera ácidos grasos
porque la Triglicérido lipasa está bajo el control hormonal y responde bajo concentraciones de glucagón
e insulina.
CRONOLOGÍA METABÓLICA EN SITUACIÓN DE AYUNO
EN MAMÍFEROS
La relevancia
relativa entra glucógeno, carbohidrato, aminoácidos, triglicéridos:
El glucógeno es
un a buena fuente de energía, pero es muy limitada (1-2 %).
Los aminoácidos
no se almacenan en los animales, hay proteínas estructurales. Sólo se puede
usar en 15 % del total.
Los
triglicéridos son la fracción más importante de reserva porque hay muchos.
En ayuno, baja
la glucemia (aumenta la insulina y disminuye el Glucagón). A las 8-12 horas hay
un déficit de glucosa. El animal degrada los Triglicéridos y los aminoácidos.
Empieza a hacer gluconeogénesis a partir de los aminoácidos y cubre las
necesidades energéticas mediante los ácidos grasos de las células que puede.
También reduce
el gasto de glucosa en tejidos no necesariamente imprescindibles.
En hígado
fabrica glucosa a partir del glicerol de los triglicéridos y aminoácidos que
proceden de la degradación de proteínas.
El animal no
puede bajar su energía en los
aminoácidos. Se vuelca en la degradación de los ácidos grasos. Supone un
aumento importante en la cantidad de Acetil co-A circulante. El exceso de
Acetil co-A frena la transformación de Pyruvato a Acetil co-A, porque si no, no
se puede usar como precursor gluconeogénico. Se necesita unos niveles mínimos
de glucosa. Se bloquea la Pyruvato deshidrogenasa.
Cuando se
acumula demasiado Acetil co-A, el ciclo de Krebs no lo puede usar. Por eso se
hacen cuerpos cetónicos. El hígado almacena muchos como acetoacetato o
hidroxibutirato y los manda a tejidos que pueden usarlos.
En paralelo,
órganos como el cerebro, que son glucosadependientes cambian sus requerimientos
metabólicos y cubren el 50 % de sus necesidades mediante cuerpos cetónicos.
Necesitan siempre glucosa.
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