INTEGRACIN METABLICA

Agosto 2007

Las vas metablicas principales relacionadas con el metabolismo de

Carbohidratos, Lpidos y Aminocidos estn conectadas entre s y dependen del

estado nutricional y hormonal del organismo. Los metabolismos de Carbohidratos y

Lpidos convergen en un intermediario comn ACETIL COENZIMA A.

Altos Niveles de Insulina (Estado de Alimentacin).

Cuando hay ingesta alimenticia existe estmulo principalmente de

carbohidratos para la liberacin de Insulina por las clulas beta del pncreas. Esta

glucosa es fuente importante de energa para tejidos perifricos principalmente el

cerebro y eritrocitos que dependen casi exclusivamente de este aporte, en donde se

utilizan mediante Gluclisis aerbica completa en Cerebro y hasta lactato en

eritrocitos. El Hgado utiliza la glucosa mediante Gluclisis y Ciclo de Krebs,

aumenta la Glucognesis para almacn de glucosa y aumenta tambin la Va de las

Pentosas. El exceso de glucosa ingerida sigue la Va de Sntesis de Acidos Grasos

principalmente en el Hgado, los cuales se ensamblan con Apoprotenas para salir a

la circulacin como parte de Lipoprotenas VLDL. En este estado en que existe una

relacin alta Insulina/Glucagon, el tejido adiposo captura cidos grasos libres de las

partculas de VLDL a travs de la accin de la Lipoprotena Lipasa, que es inducida

en su expresin principalmente en este tejido. En msculo tambin se expresa esta

enzima pero ms en estados de ayuno. Msculo capta y utiliza tambin glucosa para

oxidarla a travs de la Gluclisis y Ciclo de Krebs y para almacenarla como

glucgeno. El eritrocito carece de mitocondria por lo tanto genera lactato a partir de

piruvato, el cual es recapturado por el hgado para oxidarlo a Acetil CoA y cidos

grasos. Los Lpidos de la dieta son absorbidos principalmente en forma de

Quilomicrones y los cidos grasos que contiene son utilizados por tejidos perifricos,

principalmente tejido adiposo y msculo.

Va de Lipognesis a Partir de Carbohidratos

El exceso de Acetil CoA generado en la gluclisis es utilizado para la sntesis de

cidos grasos

Altos Niveles de Glucagon (Estados de Ayuno).

En las primeras horas de ayuno la relacin Insulina /Glucagon disminuye

(predomina Glucagon) y el glucgeno heptico es catabolizado por la Va de

Glucogenlisis para producir glucosa la cual es utilizada principalmente por el

Cerebro. El msculo y eritrocito tambin utilizan esa glucosa, pero el eritrocito la

devuelve al Hgado en forma de Lactato (Ciclo de Cori) y el Msculo en forma de

Alanina (Ciclo de Glucosa-Alanina). Despus de 14 horas de ayuno la protena

muscular es fuente de aminocidos a travs de protelisis. Los aminocidos Alanina

y Glutamina son los principales que son exportados por el msculo debido a que son

generados por transaminacin de otros aminocidos. Entre stos, los aminocidos de

cadena ramificada Leucina, Isoleucina y Valina son los predominantemente

desaminados transfirindose sus grupos amino para la formacin de Alanina y

Glutamina. La descarboxilacin oxidativa de estos alfa-cetocidos (aminocidos sin

grupo amino) ramificados es continuada en Hgado, donde se vuelven precursores

gluconeognicos o cetognicos. Mientras que la Alanina de msculo es utilizada

directamente por Hgado para Gluconeognesis, la Glutamina es convertida

previamente a Alanina en Intestino. En Hgado, la Alanina puede seguir la va

Gluconeognica al convertirse en Piruvato por transaminacin y el Ciclo de la Urea

aumenta debido al aumento en la disposicin de aminocidos desaminados.

Debido a los altos niveles circulantes de Glucagon, se desencadena la

Liplisis en Tejido Adiposo, con un aumento en la liberacin de cidos grasos libres

y glicerol a la circulacin. Estos cidos grasos son captados principalmente por

Hgado, aunque pueden ser utilizados tambin por Msculo y Corazn. En Hgado

siguen la va de la beta-oxidacin mitocondrial para producir la energa necesaria

para mantener la Gluconeognesis y el glicerol entra a la gluconeognesis. Una vez

saturado el Ciclo de Krebs por la produccin masiva de Acetil CoA, sta sigue la va

de Sntesis de Cuerpos Cetnicos, despus de 3 a 4 das de ayuno, dependiendo del

estado nutricional previo del individuo. En ayunos muy prolongados de varios das

los Cuerpos Cetnicos se convierten en fuente importante de energa para el cerebro,

debido a que la Gluconeognesis Heptica disminuye y los cuerpos cetnicos

atraviesan la barrera hemato-enceflica.

Leptina es una hormona sintetizada en tejido adiposo que aumenta la saciedad

y el gasto energtico a travs en parte de efectos neuroendcrinos y perifricos. En

los ncleos arcuato y paraventricular de hipotlamo acta a travs de receptores

especficos (leptina Rb) y disminuye la expresin de neuropptido Y (orexignico) y

aumenta la sntesis de melanocortina (anorxica), a travs de una va de transduccin

dependiente de los factores JAK-STAT de transcripcin. En tejidos perifricos

aumenta la expresin de protenas desacoplantes de la cadena respiratoria en

mitocondria, como UCP1 en tejido adiposo pardo, UCP2 en hgado y tejido adiposo

blanco y UCP2 en msculo. Adems aumenta la expresin de genes de la beta

oxidacin de cidos grasos.

Diabetes.

En Diabetes Mellitus Insulino-Dependiente, la baja de Insulina con relacin a

Glucagon, provoca que el Hgado se mantenga Gluconeognico y Cetognico, aun

despus de una ingesta alimenticia. Debido a la Gluconeognesis continua del

Hgado, ste contribuye a la Hiperglucemia. Los tejidos perifricos, principalmente

Msculo y Tejido Adiposo, disminuyen su captacin de glucosa por la deficiencia de

Insulina. Estos tejidos dependen de Insulina para expresar en la membrana un

transportador de glucosa (GLUT4), que es inducido por la hormona. Hay protelisis

para mantener el aporte de substratos gluconeognicos para el Hgado. Existe

Hipertrigliceridemia debido a Liplisis aumentada en Tejido Adiposo que exporta

cidos grasos libres al Hgado. Estos se utilizan para beta-Oxidacin y el exceso son

reesterificados para formar Lipoprotenas de VLDL y eventualmente desarrollar

esteatosis heptica. El aumento en VLDL circulante no puede ser compensado con

aumento en captacin de cidos grasos en tejidos perifricos, dado que est

disminuida la expresin de la Lipoprotena Lipasa dependiente de Insulina.

En la Diabetes Mellitus No Insulino-Dependiente, la presencia normal o

elevada de Insulina previene la Liplisis descontrolada en Tejido Adiposo y en

consecuencia rara vez presentan Cetoacidosis. Generalmente presentan resistencia a

Insulina por defectos en las seales de transduccin despus de que la hormona se

une a su receptor. Tambin presentan Hipertrigliceridemia por aumento en la sntesis

de novo de lpidos, dado que el Hgado se mantiene lipognico.

Bibliografa.

- Devlin, TM. Bioqumica con Aplicaciones Clnicas. 4.Ed Revert, 2004. - Baynes JW y Dominiczak. Bioqumica Mdica. 2.Ed, 2006. - Colman J y Rhom K-H. Bioqumica: Texto y Atlas. 3. Ed Panamericana,

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