Glucogenólisis

los Glucogenólisis sirve al organismo para proporcionar glucosa-1-fosfato y glucosa a partir del almacenamiento de carbohidratos del glucógeno. Una gran cantidad de glucógeno se almacena en el hígado y en los músculos esqueléticos en particular. Entre otras cosas, el nivel de azúcar en sangre también está influenciado por el metabolismo del glucógeno en el hígado.

¿Qué es la glucogenólisis?

El glucógeno está presente en todas las células y, por lo tanto, está directamente disponible para el suministro de energía. Sin embargo, se almacena en el hígado y en los músculos esqueléticos para garantizar el suministro de energía durante un cierto período de transición incluso cuando no hay alimentos.

La glucogenólisis se caracteriza por la descomposición del glucógeno en glucosa-1-fosfato y glucosa. Esto produce alrededor del 90 por ciento de glucosa-1-fosfato y el diez por ciento de glucosa. El glucógeno es la forma de almacenamiento de glucosa, similar al almidón que se encuentra en las plantas.

Aparece como una molécula ramificada, en cuyas cadenas las unidades de glucosa alfa-1-4 O-glucosídicamente están unidas entre sí. En el punto de ramificación hay un enlace alfa-1-4 O-glicosídico así como un enlace alfa-1-6 O-glicosídico.

El glucógeno no se descompone por completo. La molécula básica siempre existe. O bien se unen glicosídicamente nuevas moléculas de glucosa a éste o se separan. El almacenamiento efectivo de energía solo es posible en forma de esta molécula ramificada en forma de árbol.

El glucógeno está presente en todas las células y, por lo tanto, está directamente disponible para el suministro de energía. Sin embargo, se almacena en el hígado y en los músculos esqueléticos para garantizar el suministro de energía durante un cierto período de transición incluso cuando no hay alimentos. Si es necesario, se descompone principalmente en la forma intracelular de glucosa-1-fosfato. Para regular el nivel de azúcar en sangre, la glucosa libre se forma cada vez más en el hígado a través de reacciones enzimáticas.

Función y tarea

La glucogenólisis proporciona energía al organismo en forma de glucosa libre y la forma fosforilizada de glucosa. Para ello, se descompone el glucógeno almacenado en carbohidratos. Dado que hay glucógeno en todas las células del cuerpo, la glucogenólisis se produce en todas partes.

El glucógeno también se almacena en los músculos esqueléticos y en el hígado. De esta forma, las altas necesidades energéticas de los músculos esqueléticos se pueden satisfacer rápidamente incluso cuando no hay comida. El hígado también asegura que haya suficiente glucosa disponible para regular los niveles de azúcar en sangre. Una enzima adicional, glucosa-6-fosfatasa, está disponible en el hígado para convertir la glucosa-1-fosfato en glucosa-6-fosfato. A continuación, se puede añadir glucosa-6-fosfato a la glucólisis, es decir, a la formación de glucosa.

Los primeros pasos en la glucogenólisis son básicamente los mismos en los músculos esqueléticos y en el hígado. Las moléculas de glucosa con enlaces alfa-1-4 O-glicosídicos en las cadenas de la molécula ramificada en forma de árbol, glucógeno, se separan por la enzima glucógeno fosforilasa. La molécula de glucosa que se separa está conectada a un residuo de fosfato. El resultado es glucosa-1-fosfato, que se puede utilizar inmediatamente para generar energía o transformarla en otras biomoléculas.

Este proceso de escisión solo tiene lugar hasta la cuarta unidad de glucosa de la cadena antes del punto de ramificación. La llamada enzima desramificante (4-alfa-glucanotransferasa) se usa para dividir las unidades de glucosa restantes. Esta enzima hace dos cosas. Por un lado, cataliza la separación de tres de las cuatro unidades de glucosa antes del punto de ramificación y su transferencia a un extremo libre no reductor del glucógeno. Por otro lado, cataliza la hidrólisis del punto de ramificación alfa-1-6, que crea glucosa libre.

Debido a la proporción de cadenas y puntos de ramificación en el glucógeno, este proceso solo produce un diez por ciento de glucosa libre. Sin embargo, en el hígado se forman cantidades aún mayores de glucosa libre. Como ya se mencionó, el hígado tiene una enzima adicional (glucosa-6-fosfatasa) que cataliza la isomerización de la molécula glucosa-1-fosfato en glucosa-6-fosfato.

La glucosa-6-fosfato se puede convertir fácilmente en glucosa libre. De esta forma, el hígado se asegura de que el nivel de azúcar en sangre se mantenga constante cuando no hay alimentos. Si el nivel de azúcar en sangre cae debido al estrés físico o la abstinencia de alimentos, aumentan las hormonas glucagón y adrenalina. Ambas hormonas estimulan la glucogenólisis y, por lo tanto, aseguran un nivel de azúcar en sangre equilibrado.

El glucagón es el antagonista de la hormona insulina, que aumenta cuando el nivel de azúcar en sangre es alto. La insulina inhibe la glucogenólisis.

Enfermedades y dolencias

Si la glucogenólisis se agrava, puede ser síntoma de un proceso patológico. La hormona glucagón estimula la glucogenólisis directamente al activar un receptor acoplado a proteína G (GPCR). Como resultado de la cascada de reacción que comienza, se activa catalíticamente una glucógeno fosforilasa (PYG). La glucógeno fosforilasa, a su vez, cataliza la formación de glucosa-1-fosfato a partir de la escisión de unidades de glucosa del glucógeno.

Con una mayor concentración de la hormona glucagón, hay una mayor degradación del glucógeno. La conclusión es que se crean mayores cantidades de glucosa, lo que conduce a un aumento de los niveles de azúcar en sangre. En el llamado glucagonoma se producen concentraciones muy elevadas de glucagón. El glucagonoma es un tumor neuroendocrino del páncreas que produce continuamente enormes cantidades de glucagón. El nivel plasmático de glucagón se puede aumentar hasta 1000 veces la norma.

Los síntomas de la enfermedad son diabetes mellitus, debido al aumento de la glucogenólisis, eccema extremadamente destructivo en la cara, manos y pies y anemia. El tumor suele ser maligno. El tratamiento consiste en su extirpación quirúrgica. Si hay metástasis o inoperabilidad, se realiza quimioterapia.

Con el aumento de la formación de adrenalina, también se degrada más glucógeno. La adrenalina se produce en altas concentraciones en un feocromocitoma, entre otras cosas, sin que se pueda regular el nivel hormonal. Un feocromocitoma son tumores hormonalmente activos de la médula suprarrenal y, por lo general, no se pueden determinar las causas de estos tumores. En la mayoría de los casos, sin embargo, se trata de tumores benignos que, sin embargo, también pueden volverse malignos.

Además de la presión arterial alta y las arritmias cardíacas, el nivel de azúcar en sangre aumenta considerablemente debido al aumento de la glucogenólisis. Los síntomas inespecíficos son dolor de cabeza, sudoración, palidez, inquietud, fatiga y leucocitosis. La terapia consiste principalmente en la extirpación quirúrgica del tumor.