METABOLISMO: TRES PRODUCTOS CLAVE

Existen tres moléculas que interconectan importantes rutas metabólicas. Son: glucosa-6-fosfato, piruvato y acetil-CoA.

GLUCOSA-6-FOSFATO

Toda la glucosa que entra en las células se fosforila rápidamente a glucosa-6-fosfato. Este trascendente intermediario metabólico tiene tres destinos:

1º.- Polimerizarse a glucógeno

2º.- Degradarse hasta piruvato (glucólisis)

3º.- Convertirse en ribosa-5-fosfato

¿De qué depende la ruta seguida por la glucosa-6-fosfato?

Esencialmente de la cantidad de ATP[1] (la moneda energética). Si abunda ATP (“el organismo tiene liquidez energética) se ahorra glucosa, almacenándose en forma de polímero (glucógeno) en aquellos órganos donde el requerimiento energético será más esencial y urgente (músculo).

Si se requiere ATP, la glucosa-6-fosfato se degrada (glucólisis) hasta piruvato[2]. La glucólisis es la ruta inicial común tanto de la vía catalítica de degradación para la producción de ATP como para vía anabólica de síntesis de moléculas hidrocarbonadas (gluconeogénesis).

La conversión de glucosa-6-fosfato en ribosa-5-fosfato es necesaria para la biosíntesis de los nucleótidos (a través de la ruta de las pentosas-fosfato).

PIRUVATO

Este cetoácido de tres átomos de carbono se halla en una encrucijada metabólica.

El piruvato se forma a partir de:

1º.- Glucosa-6-fosfato (glucólisis)

2º.- Lactato

3º.- Alanina

El lactato también se sintetiza a partir del piruvato, vía de escape de la glucólisis anaerobia durante la actividad muscular intensa. De hecho las “agujetas” tras una actividad muscular intensa están causadas por los depósitos de lactato en el músculo que lentamente se vuelven a convertir en glucosa tras el cese del ejercicio muscular.

Otra reacción de transaminación interconecta piruvato y el aminoácido alanina. De manera recíproca, varios aminoácidos se pueden convertir en piruvato. Estas reacciones de transaminación conectan el metabolismo de los aminoácidos y los carbohidratos.

El piruvato también se puede carboxilar hasta oxalacetato en la matriz mitocondrial, primera etapa de la gluconeogénesis. La reacción progresa con la conversión en fosfoenolpiruvato.

La síntesis de oxalacetato (carboxilación del piruvato) es también importante para rellenar uno de los intermediarios del ciclo de Hans Krebs[3]. El oxalacetato reacciona con acetil-CoA para formar citrato. Si no hay suficiente oxalacetato para reaccionar con acetil-CoA (o éste se forma en exceso por activación de la lipólisis) se forman cuerpos cetónicos (acetoacetato y D-β-hidroxibutirato).

Un cuarto destino del piruvato es su descarboxilación oxidativa hasta acetil-CoA. Esta reacción es fundamental para la lipogénesis. La enzima piruvato-deshidrogenasa cataliza esta reacción. Su trascendencia metabólica viene determinada por su compleja regulación alostérica y covalente.

ACETIL-CoA

El acetil-CoA se forma de tres maneras:

1º.-Descarboxilación oxidativa del piruvato.

2º.-β-oxidación de los ácidos grasos.

3º.- Metabolización de aminoácidos cetogénicos.

El destino del acetil-CoA es alguno de los siguientes:

a)    Oxidación hasta CO₂ vía ciclo del ciclo de Krebs

b)    Síntesis de 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA, punto de partida para la:

a.    Síntesis de colesterol.

b.    Síntesis de cuerpos cetónicos (acetoacetato y D-β-hidroxibutirato). Los cuerpos cetónicos son el principal combustible del músculo cardíaco y la corteza renal. Otros órganos, como el cerebro, solo lo usan en condiciones de ayuno o en situaciones clínicas en que no se puede usar la glucosa (ausencia de insulina debido a diabetes tipo 1 no tratada).

c)    Síntesis de ácidos grasos (lipogénesis) ruta metabólica que es prácticamente una “lipólisis inversa”.