Metabolismo de la glucosa

¿Qué es la glucosa?

La glucosa es la principal fuente de energía para el metabolismo celular. Se obtiene fundamentalmente a través de la alimentación, y se almacena principalmente en el hígado, el cual tiene un papel primordial en el mantenimiento de los niveles de glucosa en la sangre.

Metabolismo

La GLUCÓLISIS es el proceso de degradación da glucosa en ausencia de oxigeno atmosférico. Es un proceso de respiración anaerobia a partir del cual la molécula de glucosa se degrada hasta dar lugar a moléculas simples de 3 átomos de carbono y liberación de una pequeña cantidad de energía. Durante la glucolisis hay liberación de átomos de hidrogeno, lo cual significa que también se libera energía en estas reacciones de oxidación.

La glucolisis es un proceso que da como resultado la formación de moléculas de 3 átomos de carbono (acido pirúvico).

Además de la formación de acido pirúvico, la glucolisis da como resultado la formación de moléculas de ATP, las cuales se formar a partir de ADP y Pi; la energía necesaria para formar el ATP es liberada precisamente en la deshidrogenación (perdida de hidrógenos de la molécula original).

El Ciclo de Krebs en el metabolismo de la Glucosa

En términos generales el ciclo de Krebs comprende un conjunto de reacciones de degradación a través del cual las moléculas complejas se van descomponiendo en moléculas más sencillas, liberando electrones, hidrogeno, bióxido de carbono y energía. Sin embargo, por ser un ciclo, en determinado momento la degradación se detiene y se efectúa a la síntesis de moléculas complejas, las cuales entran nuevamente al ciclo.

Es importante recordar que el ciclo de Krebs se origina en las mitocondrias; desde el punto de vista biológico, es un proceso de gran importancia, pues permite utilizar óptimamente moléculas orgánicas simples provenientes de las reacciones metabólicas; es decir, moléculas producidas durante el metabolismo de lípidos, carbohidratos y proteínas.

Asimismo, a través de este ciclo se lleva a cabo una transformación gradual y cíclica de energía, ya que la mayor parte de esta, está contenida en los enlaces de las moléculas orgánicas, conforme es liberada, se almacena en los enlaces de la molécula de ATP, como energía química útil para la célula en el momento en que esta la requiera.

Proceso del ciclo de Krebs...

El clico de Krebs inicia en el momento en que la molécula de acido pirúvico (con 3 átomos de carbono) se degrada a acido acético (con 2 omos de carbono) mediante una descarboxilación (perdida de CO2) y perdida de hidrogeno y electrones. El acido acético se combina con una molécula de acido oxalacético (4 átomos de carbono) provenientes del mismo ciclo; así se forma una molécula de acido cítrico (6 átomos de carbono); esta molécula sufre una descarboxilación, perdida de electrones e hidrogeno y liberación de energía, dando lugar a la formación de una molécula de 5 átomos de carbono. Dicha molécula pierde una molécula de CO2, hidrogeno, electrones y libera energía, dando lugar a la formación de acido succínico (4 átomos de carbono), el cual se transforma posteriormente en acido acético (2 átomos de carbono).
Durante la transformación de la molécula de 5 átomos de carbono a la molécula de 4 carbonos, tiene lugar la formación de la acetil coenzima A.

A través de la degradación de compuestos durante el Ciclo de Krebs se liberan paralelamente hidrógenos y electrones; este hecho es de gran importancia en la respiración, pues a través del flujo de electrones se libera una gran cantidad de energía, vital para la célula.

Durante el proceso respiratorio participan diversas enzimas, algunas de ellas se localizan precisamente en el interior de las mitocondrias de las células eucariontes. Muchas de estas enzimas participan en la transferencia de electrones durante la etapa final de la respiración aerobia, ya que en esta última fase es donde se libera la mayor cantidad de energía de todo el proceso. Esta queda almacenada en los enlaces de la molécula de ATP, la cual se forma a partir de ADP y Pi. Los electrones son transportados a través de varias moléculas orgánicas, las cuales se denominan citocromos. Durante esta trayectoria tiene lugar la formación de un enlace con alto contenido energético (Pi), el cual da lugar a la molécula de ATP; este evento constituye las fosforilación oxidativa. Finalmente, los hidrógenos pasan a formar parte de la molécula de agua, la cual es producto de la respiración, así como el bióxido de carbono liberado durante el ciclo de Krebs. Las moléculas que actúan como transportadoras son NAD (nicotidamina adenina) y FAD (nucleótido de flavinadenina).

Hormonas que intervienen en el metabolismo de la Glucosa

Enfermedades causadas por alteraciones en el aumento o disminución de la Glucosa

La glucosa es la principal fuente de energía para el metabolismo celular. Se obtiene fundamentalmente a través de la alimentación, y se almacena principalmente en el hígado, el cual tiene un papel primordial en el mantenimiento de los niveles de glucosa en sangre (glucemia). Para que esos niveles se mantengan y el almacenamiento en el hígado sea adecuado, se precisa la ayuda de la insulina, sustancia producida por el páncreas. Cuando la insulina es insuficiente, la glucosa se acumula en sangre, y si esta situación se mantiene, da lugar a una serie de complicaciones en distintos órganos. Esta es la razón principal por la que se produce aumento de glucosa en sangre, pero hay otras enfermedades y alteraciones que también la provocan. Por tanto, la determinación de glucosa en sangre (glucemia) es útil para el diagnóstico de numerosas enfermedades metabólicas, fundamentalmente de la diabetes mellitus. También es necesaria esta prueba, una vez diagnosticada la diabetes, para controlar la dosis de insulina que se debe administrar para tratarla.

Muchas formas de estrés (traumatismos, infartos, anestesia general,..) pueden aumentar los niveles de glucosa en sangre de forma pasajera.La cafeína también puede aumentarlos.Fármacos: algunos pueden aumentar los niveles de glucosa en sangre u orina, otros pueden disminuir los niveles en sangre y otros pueden interferir en los resultados obtenidos con las tiras reactivas para medir la glucosuria

La hiperglucemia o elevación de los niveles de glucosa en sangre, puede estar causada por diversas enfermedades o situaciones anormales

En resumen:

GLOSARIO

NUCLEOTIDO:Los nucleótidos son moléculas orgánicas formadas por la unión covalente de un monosacárido de cinco carbonos (pentosa), una base nitrogenada y un grupo fosfato. Son los monómeros de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) en los cuales forman cadenas lineales de miles o millones de nucleótidos, pero también realizan funciones importantes como moléculas libres

ATP: El trifosfato de adenosina o adenosín trifosfato (ATP) es un nucleótido básico en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato. Se encuentra incorporada en los ácidos nucleicos.Se produce durante la fotosíntesis y la respiración celular, y es consumida por muchos enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos.Su fórmula es C10H16N5O13P3.

ADP:El adenosín difosfato (ADP) es un nucleótido di fosfato, es decir, un compuesto químico formado por un nucleósido y dos radicales fosfato. En este caso el nucleósido lo componen una base púrica, la adenina, y un azúcar del tipo pentosa que es la ribosa.Es la parte sin fosforilar del ATP. Se produce ADP cuando hay alguna descarboxilación en algunos de los compuestos de la glucólisis en el ciclo de Krebs.


NAD:La dinucleótido de nicotinamida adenina (NAD+) es una coenzima que contiene la vitamina B3 y cuya función principal es el intercambio de electrones e hidrogeniones en la producción de energía de todas las células.




NADP: La nicotinamida adenín dinucleótido fosfato, siendo la NADPH su forma reducida; su mecanismo de acción es similar al descrito para el NAD+. La principal función del NADP+ es la oxidación de la glucosa-6-fosfato a 6-fosfato-gluconato en la Via de las pentosas, via alternativa de la oxidación de la Glucosa, cuyo objetivo principal es la producción de Ribosas y NADPH para su utilización durante la Sintesis de Acidos Grasos.


NADH: la ubiquinona oxidorreductasa o complejo I es un gran complejo multienzimático que cataliza la transferencia de electrones del NADH al coenzima Q en la cadena respiratoria. Es el mayor complejo de la cadena respiratoria; en los mamíferos consta de 45 cadenas polipeptídicas, de las cuales, siete están codificadas por el genoma mitocondrial. Contiene FMN como grupo prostético y 8 cúmulos hierro-azufre.