glucógeno

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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.

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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.

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.

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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