Función de la glucosa El cerebro y otras regiones del Sistema

Función de la glucosa
El cerebro y otras regiones del Sistema Nervioso Central (SNC) requieren una
cantidad importante de ATP. Aunque el cerebro representa sólo el 2%de la masa
corporal, consume aproximadamente el 20% del oxígeno utilizado y alrededor del
60% de la glucosa. La gran necesidad energética de las neuronas se debe sobre
todo a las bombas de iones dependientes de ATP (especialmente la
Na+/K+ATPasa) y a otros procesos de transporte activo que son necesarios para
la conducción del estímulo.
Normalmente la glucosa es el único metabolito a partir del cual el cerebro por
glucólisis aerobia y ulterior endoxidación a CO2 y H2O puede obtener cantidades
suficientes de ATP. Los lípidos no pueden atravesar la barrera Hematoencefálica y
los aminoácidos se encuentran en muy escasa cantidad. Como la reserva de
glucógeno de las neuronas es baja estas células dependen del aporte continuo de
glucosa desde la sangre. Una caída importante del nivel de azúcar sanguíneo
(hipoglucemia), como puede suceder en los diabéticos luego de una sobredosis de
insulina, lleva a una caída súbita de la concentración de ATP en el cerebro. Las
consecuencias son inconsciencia y déficit neurológicos que pueden ocasionar la
muerte. La deficiencia de oxígeno (hipoxia) también afecta en primer término al
cerebro.
En casos de ayuno prolongado luego de un cierto tiempo el cerebro adquiere la
capacidad de utilizar también cuerpos cetónicos para formar ATP. En las primeras
semanas del ayunos e incrementa fuertemente la actividad de las enzimas
cerebrales necesarias para ello. La degradación de los cuerpos cetónicos en el
SNC ahorra glucosa y por ende reduce la degradación de proteínas musculares
que mantienen la glucogénesis hepática durante el ayuno. Después de algunas
semanas la magnitud de la degradación muscular desciende un tercio del valor
inicial.
Los principales aportes de glucosa a la sangre proceden del intestino (glucosa
alimentaria), el hígado y los riñones.
El hígado también puede formar glucosa por transformación de otros azúcares,
como la fructosa y galactosa, o a partir de otros metabolitos. La transformación de
lactato en glucosa en el ciclo de Cori y de la alanina en glucosa con ayuda del
ciclo de la alanina desempeña un papel esencial en el suministro de glucosa a los
eritrocitos y las células musculares.
Los transportadores presentes en la membrana plasmática del hepatocito
posibilitan el transporte de la glucosa y de otros azúcares en ambas direcciones,
independientemente de la insulina. A diferencia del músculo, el hígado posee una
enzima glucosa-6-fosfatasa, que puede liberar glucosa a partir de la glucosa-6fosfato.
La contracción de los músculos se asocia con un alto consumo de ATP. Los
músculos tienen dos tipos de fibras cuya proporción varía de un músculo a otro.
Las fibras rojas son apropiadas para un rendimiento de larga duración. Para las
contracciones rápidas e intensas son más apropiadas las fibras blancas porque
pueden formar suficiente ATP incluso en estados de carencia de O2.
En caso de rendimiento elevado como en levantar pesas o contracciones
musculares muy rápidas, el suministro de O2 proveniente de la sangre no alcanza
para mantener el metabolismo aerobio.. Por esa razón las fibras blancas obtienen
ATP sobre todo de la glucólisis anaerobia. Dichas fibras poseen reservas de
glucógeno a partir de las cuales según necesidad pueden liberar rápidamente
glucosa-1-fosfato. Por isomerización se produce entonces glucosa-6-fosfato, el
sustrato de la glucólisis. El NADH + H* formado durante la glucólisis debe ser
reoxidado a NAD* para mantener una adecuada degradación de la glucosa y con
ello una suficiente formación de ATP. Cuando falta O2 esto sucede con la
formación de lactato que es liberado en la sangre y trasformado nuevamente en
glucosa en el hígado (ciclo de Corin).