La glucosa como reserva y fuente de energía

DIABETES

La glucosa como reserva y fuente de energía

La glucosa y los ácidos grasos son los principales nutrientes energéticos del organismo.

El origen de la glucosa es principalmente alimentario y constituye el último eslabón de los carbohidratos ingeridos en la dieta. Esta glucosa tiene tres destinos principales: 1) almacenarse en forma de glucógeno en hígado y músculos, 2) convertirse en grasa, 3) ser utilizada directamente.

En este sentido, el hígado es el único órgano productor de glucosa. El glucógeno muscular se utiliza como fuente de energía en el mismo músculo.

Las reservas glucídicas del organismo oscilan entre 1200-2400 Kcal y se localizan principalmente en el tejido muscular (79%) y en el tejido hepático (14%) bajo forma de glucógeno, pero también en las células sanguíneas (7%) en forma de glucosa. Sin embargo, en determinadas situaciones (hipoglucemia, ayuno), el organismo no tiene suficiente glucosa y utiliza otras fuentes energéticas alternativas como los lípidos y las proteínas.

La glucosa es un alimento indispensable para muchos tejidos, aunque no todos los órganos la utilizan de la misma manera:

- El hígado, el tejido muscular y el tejido adiposo necesitan la presencia de insulina para que la glucosa pueda penetrar en el interior de sus células.

- El intestino delgado y cortex renal poseen un sistema transportador de glucosa no dependiente de la insulina.

- A nivel del tejido cerebral, de la médula renal, de los hematíes y de las células beta del páncreas la glucosa penetra libremente, sin que exista un sistema de transporte que precise un consumo de energía suplementario.

El hígado, el tejido muscular y el tejido adiposo utilizan la glucosa en forma de energía o bien la almacenan, según las necesidades, para reserva energética en forma de glucógeno (hígado y músculo), o bien en forma de grasa (tejido adiposo). Los demás tejidos no son reservorios energéticos y precisan disponer continuamente de glucosa.

La regulación glucémica

En un organismo sano, la glucosa sanguínea se mantiene generalmente estable dentro de límites relativamente estrechos que pueden oscilar entre 60-110 mg/dl.

La regulación glucémica tiene por fin asegurar un perfecto equilibrio entre la producción de glucosa y su consumo. Este equilibrio se conoce como homeostasis glucídica y está controlado por mecanismos hormonales y neurovegetativos. Las principales hormonas implicadas son la insulina, el glucagón, la hormona del crecimiento (Gh), los glucocorticoides, la adrenalina y la tiroxina.

El páncreas, la insulina y el glucagón

El páncreas es una glándula situada transversalmente por detrás del estómago y que se extiende desde la segunda porción del duodeno hacia el bazo. Es responsable de:

1) digestión de las grasas, de las proteínas y de los carbohidratos de cadena larga (polisacáridos), mediante los enzimas digestivos secretados por las células glandulares del páncreas exocrino.

2) regulación del nivel de glucosa sanguínea a través del páncreas endocrino, mediante la insulina (hormona hipoglucemiante) y el glucagón (hormona hiperglucemiante).

La insulina es una hormona polipeptídica hipoglucemiante que actúa sobre el metabolismo de los carbohidratos, los lípidos y las proteínas. Facilita el transporte de glucosa a través de la membrana celular, promueve su transformación en glucosa-6-fosfato, favorece la síntesis de glucógeno hepático y muscular y, finalmente, disminuye la neoglucogénesis hepática. Los tejidos muscular, hepático y adiposo constituyen sus principales órganos diana.

Se trata de una proteína de 51 aminoácidos formada por dos cadenas (cadenas A y B), unidas por dos puentes disulfuro. Se sintetiza en el interior de las células beta de los islotes pancreáticos de Langerhans en forma de un precursor (proinsulina) que en el momento de su liberación a la sangre se rompe en dos partes, la insulina propiamente dicha y el péptido C de conexión.

La insulina es secretada en situación de ayuno de forma continua a un ritmo aproximado de 0,5-1 UI/hora. Después de una ingesta esta secreción aumenta de 3 a 10 veces, de manera que a lo largo del día la cantidad de insulina secretada a la circulación periférica es, en personas con peso normal y actividad física media, de unas 30-40 UI.

La respuesta secretora de la insulina al estímulo de la glucosa es característicamente bifásica, con una primera fase de pocos minutos de duración que corresponde a la insulina almacenada en los gránulos secretores, y una segunda fase más prolongada debida a la insulina nuevamente sintetizada. De los diversos factores que regulan la secreción de insulina, la glucosa es el de mayor importancia fisiológica, aunque otros carbohidratos, aminoácidos, ácidos grasos y cuerpos cetónicos, además del control neurohormonal, también pueden influir.

Acciones de la insulina

Como algunas hormonas polipeptídicas, la insulina actúa uniéndose a receptores específicos situados en la membrana celular de los tejidos diana.

El receptor de insulina es una glucoproteína con un alto grado de especificidad y afinidad, que la permite reconocer y fijarse a "su" hormona y no a otra distinta.

El número de receptores por célula es limitado, produciéndose una fijación rápida y reversible. Esta fijación de la insulina con su receptor específico se correlaciona con su efecto biológico.

Por lo tanto, la actividad biológica de la hormona dependerá de: 1) la concentración de insulina, 2) la afinidad de ésta con sus receptores, 3) el número de receptores.

En algunas situaciones como la obesidad, existe una disminución del número de receptores insulínicos y, en consecuencia, una disminución de la acción de la insulina o una "resistencia" a la hormona en sus tejidos diana, que se traduce en un exceso de insulina circulante o hiperinsulinemia. Esta disminución del número de receptores puede ser reversible ya que la pérdida de peso incrementa de nuevo el número de receptores de insulina disponibles. Este hecho es transcendental en el tratamiento de la diabetes asociada a obesidad.

(tabla 2): efectos de la insulina. En los islotes de Langerhans existen, además de las células beta secretoras de insulina, otros tipos celulares: las células alfa producen

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