Rutas Metabólicas de los Carbohidratos: El Rol Central de la Glucosa
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Rutas Metabólicas Fundamentales
Metabolismo de los Carbohidratos: El Papel de la Glucosa
El metabolismo de los carbohidratos gira en torno a la glucosa. Esta molécula llega a todas las células del organismo, donde se inicia una reacción fundamental denominada glucólisis, que oxida la glucosa para proporcionar energía. Este proceso se realiza en el citoplasma celular.
La glucólisis se produce gracias a la acción de enzimas glucolíticas y permite obtener moléculas de alta energía, como ATP y NADH. El hígado juega un papel crucial en la regulación de la glucemia (el nivel de glucosa en sangre):
- Si la glucemia es elevada, el hígado capta glucosa y la almacena formando moléculas de glucógeno, en un proceso conocido como glucogenogénesis.
- Si la glucemia es demasiado baja, el hígado rompe las moléculas de glucógeno para liberar glucosa a la sangre, mediante la glucogenolisis.
Además, el organismo puede obtener glucosa a partir de precursores no glucídicos (como aminoácidos, ácido láctico, piruvato o glicerol) a través de la gluconeogénesis.
Regulación de la Glucemia
El nivel de glucosa en sangre, o glucemia, se mantiene en un equilibrio dinámico gracias a la interrelación de estas rutas metabólicas (glucólisis, glucogenolisis, gluconeogénesis y glucogenogénesis). Se distinguen dos estados principales:
- Glucemia basal (en ayunas).
- Glucemia posprandial (después de una ingesta).
La regulación de estos niveles es principalmente hormonal, destacando la acción de la hormona insulina (que reduce la glucemia) y sustancias de acción antagónica como el glucagón y las catecolaminas, que la aumentan.
Destino y Almacenamiento de Nutrientes
Los nutrientes absorbidos tienen varios destinos metabólicos:
- Se degradan para la obtención de energía.
- Entran a formar parte de moléculas más complejas.
- Constituyen la materia prima para la síntesis de proteínas.
- Son almacenados en el organismo para su uso posterior.
Reservas Corporales
- La glucosa se almacena en el hígado y en el músculo en forma de glucógeno y, tras transformaciones metabólicas, como triglicéridos.
- Los lípidos se almacenan como triglicéridos en el tejido adiposo.
- Las vitaminas liposolubles se almacenan en el hígado.
- El hierro se almacena en la médula ósea.
- El calcio se almacena en el hueso.
Para mantener la homeostasis y cubrir las necesidades constantes del organismo, se llevan a cabo procesos de turnover (recambio o ciclo de destrucción y resíntesis). Estos procesos permiten la interconversión de biomoléculas, como la transformación de monosacáridos en ácidos grasos, o de aminoácidos en glucosa y ácidos grasos.
Resumen de las Principales Rutas Metabólicas de la Glucosa
| Ruta Metabólica | Descripción | Localización Celular/Orgánica |
|---|---|---|
| Glucogenogénesis | La síntesis de glucógeno a partir de glucosa. | Principalmente en el hígado y los músculos. |
| Gluconeogénesis | La síntesis de glucosa a partir de precursores no carbohidratos como aminoácidos, lactato y glicerol. | Principalmente en el hígado y, en menor medida, en los riñones. |
| Glucólisis | La descomposición de glucosa en piruvato, produciendo ATP y NADH como fuentes de energía. | En el citoplasma de todas las células. |
| Glucogenolisis | La degradación de glucógeno a glucosa-1-fosfato y posteriormente a glucosa-6-fosfato para ser utilizada como fuente de energía. | Principalmente en el hígado y los músculos. |