Metabolismo Energético: Procesos Bioquímicos y Adaptación al Ayuno

Ciclo de la Urea

El ciclo de la urea es un proceso metabólico que se lleva a cabo para eliminar el amoníaco (NH3) del organismo. La degradación de aminoácidos produce NH3, que es muy tóxico para el ser humano. El NH3 se procesa en el hígado, donde se transforma en urea, otro producto de desecho. Posteriormente, la urea se elimina del organismo a través de la orina.

Falta de Oxígeno en el Ciclo de Krebs

En la cadena respiratoria se necesita oxígeno para aceptar los electrones del cuarto transportador y formar agua. En caso de que no haya oxígeno, este proceso no puede llevarse a cabo, lo que provoca una acumulación excesiva de NADH y FADH2, y el ciclo de Krebs se detiene.

Ciclo de Cori

La glucosa sufre glucólisis y se transforma en piruvato. En condiciones anaeróbicas, el piruvato se transforma en ácido láctico, que forma lactato. El lactato pasa a la circulación y es captado por el hígado. En el hígado, el lactato se convierte en piruvato, que es sustrato de la gluconeogénesis, y se forma glucosa. Se trata de un ciclo porque, si continúa la necesidad del organismo, esta glucosa se libera a la circulación y el músculo que la requiera la capta y vuelve a sufrir glucólisis.

Digestión de Carbohidratos

La digestión de los carbohidratos comienza en la boca, mediante la enzima amilasa salival. Se detiene en el estómago, ya que el pH ácido inactiva estas enzimas. Continúa en el intestino delgado, donde el páncreas ha segregado la enzima amilasa pancreática. La amilasa produce la formación de maltosa y maltotriosa, que serán hidrolizadas por las disacaridasas de membrana, como la maltasa.

Digestión de Lípidos

En la boca hay un pequeño inicio de digestión con la lipasa salival. Posteriormente, en el estómago encontramos la lipasa gástrica (secretada por el páncreas) que hidroliza ácidos grasos de cadena corta o media. En el intestino, el páncreas libera sales biliares, moléculas anfipáticas que se unen a la superficie de los lípidos y los estabilizan. La lipasa pancreática separa los triglicéridos en una molécula de glicerol unido a un ácido graso y dos ácidos grasos independientes. Los ácidos grasos y la molécula de glicerol junto a un ácido graso entrarán en el interior de la célula.

Metabolismo durante el Ayuno

Durante el ayuno prolongado, los tejidos dejan de usar la glucosa como fuente de energía para dejar esta glucosa a los tejidos que dependen de ella. Se reservan las proteínas, ya que son las encargadas de los movimientos y, por tanto, se dejan de consumir aminoácidos. Se pasa de consumir glucosa en todos los tejidos a conseguir ácidos grasos y cuerpos cetónicos.

• Ayuno nocturno: El hígado realiza el proceso de gluconeogénesis y deja de consumir glucosa y empieza a consumir ácidos grasos que provienen del tejido adiposo. El músculo hace lo mismo. El tejido adiposo moviliza los triglicéridos para sustentar al hígado y al músculo.
• Tres días de ayuno: El hígado forma una gran cantidad de cuerpos cetónicos.
• Tras varias semanas de ayuno: Los cuerpos cetónicos se convierten en el combustible principal del cerebro, disminuye la necesidad de glucosa y se ralentiza la destrucción del tejido muscular.

Regulación del Azúcar en Sangre

Tras las comidas, el aumento del nivel de glucosa en sangre provoca un incremento en la secreción de insulina. Como consecuencia, el hígado y el músculo sintetizan glucógeno. La mayor entrada de glucosa en el tejido adiposo suministra glicerol-3-fosfato para la síntesis de triglicéridos.

Horas después, desciende el nivel de glucosa en sangre y aumenta la secreción de glucagón. El hígado empieza la movilización del glucógeno y la liberación de glucosa. El tejido adiposo hidroliza triglicéridos para separarlos en ácidos grasos y glicerol, con la liberación de ácidos grasos. El músculo deja de consumir glucosa y consume ácidos grasos.

Glucólisis

Proceso de 10 reacciones donde a partir de una molécula de glucosa se obtienen dos piruvatos y ATP. Tiene lugar en el citoplasma, por tanto, los eritrocitos, que no presentan mitocondrias, pueden obtener energía de la glucosa.

Gluconeogénesis

Proceso anabólico en el cual se sintetiza glucosa. Tiene lugar principalmente en el hígado a partir de diferentes precursores: piruvato, lactato, aminoácidos y glicerol.

Glucogenogénesis

Ruta anabólica (se gasta ATP) donde se sintetiza glucógeno cuando tenemos mucha energía.

Glucogenólisis

Proceso inverso a la glucogenogénesis, se liberan moléculas de glucosa-1-fosfato.