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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.
2. 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.
3. 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.
4. 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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