regulación
Las concentraciones de Glc en tejidos y fluidos corporales se estabilizan por muchos mecanismos diversos, muchos de los cuales involucran la acción de hormonas específicas. La homeostasis general se mantiene dirigiendo el flujo de Glc hacia o desde las reservas de glucógeno, equilibrando la glucólisis versus la gluconeogénesis y promoviendo el catabolismo de proteínas en tiempos de necesidad.,
regulación Hormonal: entre las muchas hormonas con algún efecto sobre tejidos particulares o secuencias metabólicas, algunas destacan por sus acciones dominantes y predominantes sobre la disposición de Glc. La insulina promueve la absorción y oxidación de Glc por los tejidos y favorece el almacenamiento, particularmente en la fase postprandial. El glucagón en respuesta a la concentración baja de Glc en sangre aumenta la liberación de Glc del almacenamiento y la síntesis de precursores. La adrenalina (epinefrina) moviliza las reservas y acelera la utilización.,
La insulina se produce en las células beta de las células de los islotes pancreáticos y se libera en un proceso dependiente del zinc junto con su compañera amilina. La velocidad de producción y liberación en circulación está relacionada con los mecanismos de detección de Glc en la célula beta. Se cree que la generación de ATP a partir de Glc y la concentración de calcio citosólico son críticas para la detección de Glc. Una enzima que contiene zinc, la insulisina (EC3.4.24.56), inactiva la insulina de forma irreversible en muchos tejidos (Ding et al., 1992). La actividad de la insulisina es inhibida por altas concentraciones tanto de amilina como de insulina(Mukherjee et al., 2000)., La insulina se une a receptores específicos de insulina en los músculos, adipocitos, y algunos otros tejidos sensibles a la insulina y desencadena con la actividad de la quinasa del receptor una cascada de señalización. El péptido que contiene cromo, la cromodulina, se une al receptor de insulina activado por la insulina y optimiza la actividad de su receptor quinasa (Vincent, 2000). En respuesta a la cascada de señalización iniciada por la insulina, GLUT4 (SLC2A4) se mueve a la membrana plasmática y aumenta la captación de Glc en las células estimuladas por la insulina varias veces., Otro efecto importante de la insulina es el aumento de la transcripción de la hexoquinasa hepática 4 (glucoquinasa), que aumenta la disponibilidad de glucosa 6-fosfato, el precursor de la glucólisis y la síntesis de glucógeno. La glucólisis es promovida por el aumento de las concentraciones del metabolito Regulador fructosa 2,6-bisfosfato (debido a la inducción de 6-fosfofructo-2-quinasa, EC2.7.1.105, y una menor expresión de fructosa-2,6-bisfosfato-2-fosfatasa, EC3.1.3.46). Al mismo tiempo, la gluconeogénesis es bloqueada por el efecto inhibidor de la insulina sobre la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (EC4.1.1.,32) y de fructosa 2,6-bisfosfato sobre fructosa 1,6-bisfosfatasa (EC3.1.3.11). La insulina promueve la glucogénesis mediante el aumento de la disponibilidad del precursor de glucosa 6-fosfato y la disminución de la fosforilación de las enzimas del metabolismo del glucógeno.
las funciones metabólicas de la amilina compañera de insulina, que tienden a estar en oposición a la acción de la insulina, solo están comenzando a entenderse. Incluyen la promoción de la degradación del glucógeno y la inhibición de la síntesis de glucógeno., Años de secreción excesiva de amilina pueden ser responsables de la disminución de las células beta en la obesidad y la resistencia a la insulina. La amilina puede promover la deposición de placas amiloides (Hayden y Tyagi, 2001) e inducir la apoptosis de células beta (Saafi et al., 2001).
el glucagón es producido y secretado por las células alfa del páncreas en respuesta a una baja concentración de Glc. El glucagón promueve la liberación de glucosa 1-fosfato a partir del glucógeno. La adrenalina y la noradrenalina de acción menos potente estimulan la descomposición del glucógeno., Estas catecolaminas también contrarrestan los efectos inhibitorios de los combustibles no glucosos sobre la glucólisis.
apetito y saciedad: la concentración baja de Glc en sangre induce la sensación de hambre. De acuerdo con la teoría glucostática de larga data, el cerebro, áreas específicas como las porciones paraventriculares y supraópticas del hipotálamo, integran la entrada de sensores sensibles a Glc periféricos y centrales y generan sensación de apetito (Briski, 2000).,
La amilina, por otro lado, es secretada en respuesta a la alimentación y al aumento de la concentración de Glc en la sangre y actúa sobre los receptores de histamina H1 con un efecto anoréxico e inductor de saciedad significativo (Mollet et al., 2001). También se ha comunicado un efecto inductor de saciedad de la insulina, pero puede ser débil o mediado por otros efectores (como amilina).
metabolismo Postprandial: la afluencia de Glc recién absorbido y otros nutrientes altera el equilibrio de las actividades hormonales y metabólicas., Como se ha descrito anteriormente, la tasa de secreción de insulina (y amilina) aumenta y la tasa de glucagón disminuye en respuesta a la mayor concentración de Glc en sangre. La gluconeogénesis se apaga efectivamente y la glucólisis se enciende. La utilización de Glc ocurre con preferencia a la oxidación de grasa. Cuando la alta ingesta de carbohidratos se combina con una ingesta total de energía excesiva, la grasa (tanto de la dieta como de la renovación del tejido adiposo) se deposita preferentemente, y el carbohidrato se utiliza como el combustible energético casi exclusivo., De hecho, la liberación de grasa del tejido adiposo se ralentiza por el aumento de la acción de la insulina. Este es un recordatorio de que tanto el momento como la cantidad de ingesta de carbohidratos importan.
la deposición de glucógeno en el hígado y los músculos aumenta, aunque con un retraso considerable. Es probable que la reconstitución de las reservas de glucógeno agotadas tome 1-2 días (Shearer et al., 2000). La carga de carbohidratos durante uno o más días puede aumentar las reservas de glucógeno en un tercio o más (Tarnopolsky et al., 2001)., La reposición de las reservas de glucógeno mediante la alimentación de carbohidratos la noche anterior a la cirugía electiva en lugar de ayunar parece mejorar el resultado y reducir las estadías en el hospital (Nygren et al., 2001).
ejercicio: una ráfaga de esfuerzo, como en un sprint corto, grava la capacidad del músculo para generar ATP para la contracción. La descomposición glicolítica de Glc a lactato es un modo ineficiente de utilización de combustible, ya que genera solo dos ATP por molécula de glucosa. Las ventajas son que la glucólisis es rápida, ya que solo se necesitan 11 reacciones, y que funciona anaeróbicamente (es decir, no requiere oxígeno)., El lactato resultante se mueve de la célula muscular a la circulación a través del transportador de monocarboxilato 1 (MCT1, SLC16A1). Debido al cotransporte de protones, el aumento de la acidificación de las células musculares promoverá la exportación de lactato. El lactato se usa en el hígado para la gluconeogénesis y el Glc resultante regresa al músculo para otra ronda potencial a través de este ciclo de lactato–glucosa (Cori).
otra de las muchas adaptaciones al esfuerzo muscular es el aumento de la actividad del GLUT4, que promueve la afluencia de Glc de la circulación.,
ayuno e inanición: cuando los niveles tisulares de Glc disminuyen y no llegan nuevos suministros de alimentos, el hígado y los riñones comienzan a liberar Glc en circulación. Este Glc proviene inicialmente de las reservas de glucógeno y del uso de metabolitos Glc (lactato, piruvato y otros) para la gluconeogénesis, más tarde de la proteína tisular.