Glucogenólisis y Glucogénesis: Síntesis y Degradación del Glucógeno

Glucogenólisis: Degradación del Glucógeno

La glucogenólisis es un proceso catabólico que ocurre en el citosol, donde se remueve un monómero de glucosa del glucógeno mediante fosforólisis para producir glucosa 1 fosfato, que luego se convierte en glucosa 6 fosfato, entrando en la glucólisis. Es el proceso opuesto a la glucogénesis. Este proceso es estimulado por el glucagón en el hígado y la epinefrina (adrenalina) en el músculo, e inhibido por la insulina.

Este proceso requiere un grupo específico de enzimas citosolíticas:

• Glucógeno fosforilasa: Segmenta secuencialmente los enlaces glucosídicos.
• Fosfoglucomutasa: Convierte la G1P en G6P, que puede hidrolizarse a glucosa (en el hígado) o seguir la vía glucolítica (hígado y músculo).
• Glucosil Transferasa α(1→4) y amilo-1,6-glucosidasa: Hidrolizan las ramificaciones.

Su deficiencia puede causar la Enfermedad de Cori y la Enfermedad de Pompe.

Glucogénesis: Síntesis del Glucógeno

La glucogénesis es la ruta anabólica que sintetiza glucógeno (también llamado glicógeno) a partir de glucosa-6-fosfato. Se lleva a cabo principalmente en el hígado y, en menor medida, en el músculo. Es activada por la insulina en respuesta a altos niveles de glucosa, como después de la ingesta de alimentos con carbohidratos.

Se forma mediante la incorporación repetida de unidades de glucosa, que llega en forma de UDP-Glucosa a un partidor de glucógeno preexistente que consiste en la proteína glucogenina, formada por 2 cadenas, que al autoglicosilarse puede unir cada una de sus cadenas a un octámero de glucosas. Para que la glucosa-6-fosfato pueda unirse a la UDP, se requiere la participación de dos enzimas; la primera, fosfoglucomutasa, modifica la posición del fosfato a glucosa-1-fosfato.

La glucosa-1-fosfato es el precursor para la síntesis de glucógeno, pero también es el producto de su degradación. La síntesis de glucógeno requiere aporte energético. El donador de glucosa para la síntesis de glucógeno es la UDP-glucosa, donde el residuo glucosilo está activado para su transferencia, por su combinación con un compuesto de alta energía como el UTP.

Pasos de la Glucogénesis

La Glucosa se convierte en glucosa-6-fosfato mediante una reacción irreversible catalizada por la glucoquinasa o hexoquinasa, dependiendo del tejido.

Glucosa + ATP → Glucosa-6-P + ADP

Glucosa-6-fosfato se convierte en glucosa-1-fosfato por la acción de la Fosfoglucomutasa, mediante la formación obligada de un compuesto intermediario, glucosa-1,6-bisfosfato.

Glucosa-6-P ↔ Glucosa-1-P

Glucosa-1-fosfato se convierte en UDP-glucosa por la acción de la UDP-glucosa pirofosforilasa (también llamada uridil transferasa).

Glucosa-1-P + UTP → UDP-glucosa + PPi

Las moléculas de glucosa son acopladas en cadena por la glucógeno sintasa. Este paso debe realizarse sobre un primer preexistente de glucógeno. La glucógeno sintasa actúa formando alargamientos lineales de ramas preexistentes, solamente formando uniones α1-4, permitiendo la unión de glucosa al glucógeno preexistente.

Las ramificaciones son producidas por la enzima ramificadora del glucógeno, la cual transfiere un fragmento de 6 a 8 unidades del extremo no reductor y lo une a una glucosa por un enlace α-1,6. Esto posibilita que ambas cadenas puedan continuar alargándose mediante uniones α-1,4 de glucosas hasta poder producir nuevas ramificaciones.

Es la vía generadora de glucógeno.