Glucogénesis-Ciclo, Etapas, Importancia (Vs Gluconeogénesis)

Los alimentos que comemos se convierten en glucosa y se liberan como energía para que el cuerpo los pueda utilizar. La molécula de glucosa que se almacena en los órganos importantes del cuerpo se llama glucógeno.

Se almacena en varias partes del cuerpo, como los riñones, el hígado, el cerebro y los músculos. Solo se libera si la glucosa en la sangre se agota para todas las actividades físicas. Una vez que el cuerpo se queda sin suministro de glucosa, se libera energía adicional de inmediato en forma de glucógeno. ^{(1, 2)}

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Imagen 1: La imagen explica el proceso de síntesis de glucógeno.

Fuente de la Imagen: slidesharecdn.com

Qué es el glucógeno?

El glucógeno es un polisacárido (homopolímero) depositado en los tejidos y almacenado como un carbohidrato. Durante la hidrólisis, el glucógeno se convierte en glucosa. ⁽¹⁾

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Qué es la glucogénesis?

Es un proceso por el cual el glucógeno se forma a partir de la glucosa. El glucógeno se sintetiza de acuerdo con la demanda de energía. Si hay una cantidad suficiente de insulina en el cuerpo, el exceso de glucosa no se utilizará y solo se almacenará en forma de glucógeno.

Si el cuerpo se queda sin insulina, la glucosa almacenada se liberará para complementar la necesidad de energía del cuerpo en forma de glucógeno y a través del proceso de glucogénesis. ^{(1, 2 y 3)}

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Imagen 2: El hígado sirve como la instalación de almacenamiento de glucosa en forma de glucógeno.

Fuente de la Imagen: nlm.nih.gov

¿Cuál es el propósito de la glucogénesis?

El propósito principal de la glucogénesis es asegurarse de que el cuerpo no se quede sin glucosa. La glucosa es importante, ya que es la principal fuente de energía del cuerpo. Sin un suministro adecuado de glucosa en el cuerpo, los órganos vitales eventualmente se apagarán. ^{(3, 4)}

¿Qué desencadena la glucogénesis?

Es la hormona insulina la que desencadena la glucogénesis. Esta hormona en particular tiene un gran impacto en el metabolismo de la glucosa en las células hepáticas. Estimula la glucogénesis y al mismo tiempo inhibe la descomposición del glucógeno en glucosa (glucogenólisis). ^{(4, 5 y 6)}

Imagen 3: La imagen contiene la ruta de la glucogénesis, que incluye un total de seis etapas.)

Fuente de la Imagen: researchgate.net

La ruta de la glucogénesis / Etapas de la glucogénesis

La ruta de la glucogénesis incluye una serie de etapas que dan como resultado la formación de glucógeno complejo en el citoplasma del hígado y las células de los músculos. Las etapas de la glucogénesis son las siguientes:

1. Fosforilación de glucosa – En la fase inicial, la glucosa se fosforila en glucosa-6-fosfato, una reacción habitual en glucólisis. Es catalizada por glucoquinasa (hígado) y hexoquinasa (músculo).
2. Conversión de Glc-6-P en Glc-1-P - Una enzima fosfoglucomutasa catalizará la conversión de glucosa-6-P se convierte en Glc-1-Fosfato.
3. UTP (trifosfato de uridina) se une a Glc-1-P – La tercera etapa se centra en la reacción de glucosa-1-P a UTP, formando de este modo el nucleótido activo UDP-Glc (glucosa difosfato de uridina). El responsable de tal reacción es la enzima UDPGlc Pirofosforilasa.
4. UDP-Glc se une al cebador de glucógeno – Un pequeño fragmento de glucógeno ya existente servirá como cebador para estimular la síntesis de glucógeno. La glucosa de UDP-Glc será aceptada por la glucogenina. La unidad de glucosa inicial está unida al grupo hidroxilo de la tirosina de la gliogenina. La primera molécula de glucosa se transfiere a glucogenina, que luego absorberá los residuos de glucosa que forman un fragmento de cebador. Será el que acepte todas las moléculas de glucosa.
5. La glucógeno sintasa sintetiza glucógeno – La glucógeno sintasa transfiere glucosa de UDP-Glc a glucógeno (extremo no reductor) formando enlaces alfa 1,4.  La misma enzima cataliza la síntesis de la molécula no ramificada con enlaces alfa-1,4-glucosídicos.
6. La formación de braquias de glucógeno – La etapa final es la formación de ramificaciones de glucógeno causadas por el efecto de la enzima de ramificación, que transfiere un pequeño fragmento de aproximadamente cinco a ocho residuos de glucosa desde el extremo no reductor de la cadena de glucógeno a otro residuo de glucosa unido por un enlace alfa-1,6. Esta acción provoca la formación de un nuevo extremo no reductor. El resultado final es el alargamiento y la ramificación de la cadena de glucógeno. ^{(2, 5, 6, 7 y 8)}

El proceso de glucogénesis utiliza dos moléculas de ATP. Se necesita una molécula para la fosforilación de glucosa y se necesita otra molécula para convertir UDP en UTP.

Enzima reguladora:

• Glucógeno sintasa
• Glucógeno fosforilasa
• Glucógeno fosforilasa quinasa ^{(5, 8 y 9)}

¿Cuál es la diferencia entre gluconeogénesis y glucogénesis?

La glucogénesis es la formación de glucógeno a partir de glucosa, mientras que la gluconeogénesis es la formación de glucosa a partir de moléculas más pequeñas. ^{(3, 4)}

La regulación de la glucogénesis en el cuerpo está determinada por las siguientes hormonas

La formación de glucógeno depende principalmente del nivel de glucosa en la sangre, así como del nivel de glucógeno en el hígado y los tejidos musculares. Las actividades de las hormonas en el cuerpo también afectan el nivel y la liberación de glucógeno. Estas enzimas incluyen las siguientes:

1. Adrenalina – Inhibe la glucógeno sintasa y la activación de la glucógeno fosforilasa.
2. Insulina – Su efecto es opuesto al de la adrenalina. La insulina se une a la proteína primmer y se convertirá en una forma no fosforilada con la ayuda de la glucógeno sintasa. Como resultado, el nivel de azúcar en la sangre disminuye incluso después de consumir alimentos ricos en carbohidratos. Si el cuerpo no está produciendo insulina de manera efectiva, un paciente padece una afección médica llamada diabetes.
3. Iones de calcio – Activa la glucógeno fosforilasa y al mismo tiempo inhibe la glucógeno sintasa. ^{(1, 7, 9 y 10)}

Afecciones médicas causadas por el almacenamiento de glucógeno

• Enfermedad de Cori
• Enfermedad de Pompe
• Enfermedad de Von Gierke
• Enfermedad de McArdle ⁽¹⁰⁾

Resumen

La glucogénesis es la formación de glucógeno, que sirve como depósito de energía. Se encuentra principalmente en los músculos y las células hepáticas de humanos y animales.

Se sintetiza a partir de la glucosa cuando hay un suministro abundante de glucosa en la sangre. Si el suministro de glucosa en la sangre es deficiente, se liberará glucógeno y se utilizará como fuente de glucosa para los tejidos de todo el cuerpo.

Referencia

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Glycogenesis
2. http://chemistry.elmhurst.edu/vchembook/604glycogenesis.html
3. https://www.checkdiabetes.org/glycogenesis/
4. https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/glycogenesis
5. https://themedicalbiochemistrypage.org/glycogen.php
6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21190/
7. https://www.amboss.com/us/knowledge/Glycogen_metabolism
8. http://www.innovateus.net/science/what-glycogenesis
9. https://www.biology-online.org/dictionary/Glycogenesis
10. https://biologydictionary.net/glycogen/