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Glucogénesis y glucogenólisis

Para poder comprender lo que aquí se dice resulta necesario leer primero el artículo Metabolismo humano.

La ingestión de muchos carbohidratos puede dar lugar a que sea necesario almacenar la glucosa en los tejidos en lugar de procesarla inmediatamente como energía. Esto es debido a que no se pueden producir ilimitadas cantidades de ATP por la simple razón de que las células solo puede tener reservas limitadas de este.

Cuando está disponible más glucosa de la que puede ser oxidada inmediatamente, el incremento del ATP intracelular usualmente inhibe el catabolismo de más glucosa, e inicia el proceso de su almacenamiento como glucógeno o grasa. Como en el cuerpo se puede almacenar mucha más grasa que glucógeno, la grasa es usualmente la que se produce en mayor cantidad y constituye la principal reserva corporal de energía, alrededor del 85% del total. (El tema de la síntesis de las grasas se trata en el artículo Lipogénesis y lipolisis.)

Glucogénesis

Cuando se cancela la glucólisis debido a altos niveles de ATP en los tejidos, las moléculas de glucosa remanentes se combinan en largas cadenas para formar glucógeno, la sustancia animal almacenadora de carbohidratos, digamos que el equivalente al almidón de las plantas. Al proceso de fabricación del glucógeno se le llama glucogénesis. La glucogénesis comienza cuando la glucosa entra a las células y se fosforiliza a glucosa-6-fosfato por la enzima hexoquinasa, para entonces convertirse en su isómero glucosa-1-fosfato por la enzima mutasa. Luego, se produce  la uridina glucosa difosfato con la ayuda de la enzima pirofosforilaza. Finalmente, el fosfato terminal resulta separado a medida que la enzima glucógeno sintasa va acoplando la glucosa resultante a la cadena de glucógeno en crecimiento. Las células del hígado y de los músculos son las más activas en la síntesis y almacenamiento del glucógeno.

La glucogénesis se puede resumir como sigue:

Glucosa en sangre

Glucosa-6-fosfato
Glucosa-1-fosfato
Uridina glucosa difosfato
Glucógeno

Glucogenólisis

Si los niveles de glucosa en sangre descienden por debajo de cierto límite, se inicia la lisis o división del glucógeno almacenado, lo que se conoce como glucogenólisis. La glucogenólisis da "marcha atrás" al proceso anterior y genera glucosa-6-fosfato, la forma que puede entrar a la glucólisis para oxidarse y proporcionar energía.

El proceso puede describirse de la forma siguiente: la enzima glucógeno fosforilasa corta los átomos de glucosa del glucógeno y los fosforiliza para liberar glucosa-1-fosfato el que luego se convierte a glucosa-6-fosfato por la enzima mutasa dentro de las células. En las células musculares y en la mayoría de las otras células la glucosa-6-fosfato queda atrapada en el interior debido a que no puede atravesar la membrana celular. No obstante, los hepatocitos (células del hígado) y ciertas células de los riñones e intestinales contienen la enzima capaz de separar el fosfato terminal y producir glucosa libre. Como la glucosa difunde con facilidad del interior de las células a la sangre, el hígado puede utilizar sus reservas de glucógeno para suministrar glucosa sanguínea y alimentar a otras células del cuerpo cuando los niveles del azúcar están bajos allí.

La glucogenólisis se puede resumir como sigue:

Glucógeno

Glucosa-1-fosfato
Glucosa-6-fosfato
Glucosa sanguínea

Gluconeogénesis

La gluconeogénesis es el proceso por el cual se genera glucosa partiendo de moléculas diferentes a los carbohidratos, como los amino ácidos o la glicerina. Tal proceso sucede en el hígado y tiene lugar cuando la glucosa procedente de la dieta es demasiado baja y las reservas se han agotado, por lo que los niveles en la sangre comienzan a declinar. El objetivo de la gluconeogénesis es proteger al cuerpo y en especial al sistema nervioso de la carencia de glucosa en sangre (hipoglicemia) y así garantizar que la síntesis de ATP continúe.

Las hormonas que inician el proceso, y la vía por la que proteínas y grasas alimentan estas rutas químicas se tratan en las respectivas discusiones del metabolismo de grasas y proteínas en el artículo Metabolismo humano.



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