Aspectos metabólicos

Los alimentos son las fuentes de introducción habitual de los nutrientes al organismo. Estos son, prin-cipalmente, los carbohidratos o azúcares, las grasas o lípidos, y las proteínas.

Para que un sujeto se mantenga vivo, la mayoría de los componentes celulares debe ser reconstruida continuamente. Para hacerlo posible, se necesita ingerir los elementos esenciales, que serán utilizados para la síntesis de los componentes requeridos para la integridad de la unidad biológica.²⁷ Obviamente, durante el proceso de crecimiento, los constituyentes celulares no sólo deben ser reconstruidos sino incrementados por la síntesis adicional de material celular.

A través de los alimentos, se obtienen los elementos metabólicos básicos: glucosa, aminoácidos y ácidos grasos. La glucosa tiene importancia relevante, pues constituye el combustible principal de las células (el único para algunas de ellas, como el sistema nervioso central, los eritrocitos y los túbulos renales), y proporciona el sustrato para la síntesis de los ácidos nucleicos, algunos aminoácidos y los lípidos.

Curso de los nutrientes

Cuando el individuo ingiere una dieta balanceada, aumentan las concentraciones sanguíneas de glucosa, de aminoácidos y de ácidos grasos. La elevación en las tasas de glucosa circulante constituyen fuerte estímulo para que las células beta del páncreas liberen insulina hacia la vena porta; esta insulina recién liberada atraviesa primero el hígado, donde aproximadamente 50% de ella se degrada en cada paso.²⁸ El resto se vierte a la circulación general, por la cual la hormona se translada para fijarse a los receptores específicos de insulina: hígado, músculo y tejido adiposo. La mayor parte de los carbohidratos ingeridos termina en el músculo.

La glucosa postprandial asciende al máximo al cabo de una hora, para regresar a los niveles basales después de dos a cuatro horas.

Utilización de glucosa en ayuno

El órgano que más glucosa necesita es el cerebro, que requiere 125 a 150 g/día.²⁸ La mayoría de los otros tejidos emplea, preferentemente, ácidos grasos libres, que en ayunas provienen de la hidrólisis de los triglicéridos del tejido adiposo. También pueden aprovecharse los cuerpos cetónicos, producidos en el hígado por el metabolismo de los ácidos grasos libres. Grandes consumidores de glucosa son los eritrocitos, que utilizan 50 g/día.

Producción de glucosa

El hígado es el único órgano que produce glucosa durante el ayuno breve. La glucosa se genera por la glucogenolisis y por la gluconeogénesis.

Glucogenolisis

El glucógeno hepático es la forma en que la glucosa se almacena en el hígado. La hidrólisis del glucógeno, con la liberación de la glucosa que lo constituye, se llama glucogenolisis. El desprendimiento de la glucosa procede lentamente para mantener las cantidades normales de glucosa en la sangre. Durante el sueño, 75% de la glucosa proviene de la glucogenolisis.

En el ayuno, la epinefrina, el glucagon, los corticoides y la hormona del crecimiento estimulan la glucogenolisis e inhiben la síntesis de glucógeno, propiciando que la glucosa libre quede disponible para su utilización por los tejidos del cuerpo. Esas hormonas aumentan la síntesis de AMP cíclico intracelular, lo que incrementa la actividad de una proteína-cinasa que acelera la glucógeno-fosforilasa e inhibe la glucógeno-sintetasa. La reacción de la fosforilasa rompe las uniones 1,4 de la glucosa en cadenas lineales y produce glucosa-1-fosfato, que después se convierte en glucosa-6-fosfato y en seguida en glucosa libre.²⁹

Gluconeogénesis

La glucosa nueva puede formarse a partir de precursores no carbohidratos. Este proceso, conocido como gluconeogénesis, utiliza como sustrato al lactato, derivado del metabolismo de la glucosa en los tejidos periféricos; a los aminoácidos, liberados por el músculo; y al glicerol, que proviene de la hidrólisis de los triglicéridos del tejido adiposo. Aunque sólo 25% de la glucosa producida en el hígado durante el ayuno deriva de la gluconeogénesis, la contribución del glucógeno disminuye pronto y la gluconeogénesis aumenta a medida que el ayuno se prolonga.

Almacenamiento de glucosa

Glucogénesis

Puesto que la ingestión de carbohidratos en la dieta no es continua, resulta conveniente que exista alguna forma de almacenamiento de glucosa en la mayoría de los tejidos. El glucógeno es la forma de almacenar glucosa; ese polisacárido se forma por una multitud de moléculas de glucosa que se unen una a otra eslabonadas por sujeciones a 1-4 y a 1-6, predo-minantemente las primeras. Adquiere el glucógeno un patrón como el de las ramas de un árbol, y su peso molecular alcanza hasta 200 000 Da.³⁰

La síntesis de glucógeno se inicia con glucosa 1-fosfato, catalizada por la fosforilasa en la forma siguiente:

Glucosa 1-fosfato + (glucosa)_n ¤ (glucosa)_n+l + Pi. Esta reacción es reversible.

Las uniones formadas por esta reacción reversible, son siempre de la variedad a l Æ 4. Las uniones a 1 Æ 6 en el glucógeno se deben a una enzima ramificante, que rompe la unión a l Æ 4 y la convierte en a 1 Æ 6.

Una vez convertida en glucosa 6-fosfato, se incapacita para abandonar la célula y requiere de la enzima glucosa-6-fosfatasa para volver a su estado original de glucosa libre.

La glucosa-6-fosfato se transforma en glucosa-l-fosfato gracias a la enzima fosfoglucomutasa. La cadena continúa con la participación de una pirofosforilasa que utiliza al uridiltrifosfato (UTP) para convertir a la glucosa-1-fosfato en uridil-difosfo-glucosa. En seguida interviene la enzima glucógeno-sintetasa para catalizar las uniones sucesivas de las moléculas de glucosa en una cadena lineal 1,4. La enzima ramificante transfiere los pequeños segmentos de cadena lineal hacia uniones 1,6 para proveer puntos de ramificación y terminar la síntesis completa de glucógeno, en el estado de repleción alimentaria. ³⁰

• La glucosa postprandial asciende al máximo al cabo de una hora, para regresar a los niveles basales después de dos a cuatro horas.
  
  
  
  
• El glucógeno hepático es la forma en que la glucosa se almacena en el hígado. La hidrólisis del glucógeno, con la liberación de la glucosa que lo constituye, se llama glucogenolisis.
  
  
  
  
• El glucógeno es la forma de almacenar la glucosa; ese polisacárido se forma por una multitud de moléculas de glucosa que se unen una a otra eslabonadas por sujeciones a 1-4 y a 1-6.