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GLUCOGENESIS Y GLUCOGENOLISIS.
El glucógeno es la forma principal para el almacenamiento de los carbohidratos
, y corresponde al almidón de los vegetales. Se presenta en hígado (6%) y el musculo (1%), el
almidón es un polímero ramificado de la α- D-glucosa.
La función del glucógeno muscular es una fuente disponible de hexosas para la glucolisis en el
propio musculo. El glucógeno hepático sirve como almacenamiento y exportación de hexosas
para conservar la glucosa sanguínea. Después de 12 a 18 hrs de ayuno el hígado queda
desprovisto de glucógeno; sin embargo el glucógeno muscular disminuye después del ejercicio.
Las enfermedades del almacenamiento del glucógeno constituyen un grupo de trastornos
hereditarios provocando la debilidad muscular e incluso la muerte.
 Glucogénesis
La glucosa se fosforila a glucosa-6- fosfato, esta reacción se cataliza por la hexocinasa en
musculo y glucocinasa hepática en hígado. La glucosa 6-fosfato se convierte en glucosa 1fosfato en una reacción catalizada por la enzima fosfoglucomutasa (la propia enzima esta
fosforilada y el grupo fosfato participa en una reacción reversible en la cual la glucosa 1,6
bifosfato es un intermediario). La glucosa 1-fosfato reacciona con el trifosfato de uridina (UTP)
para formar el nucleótido activo difosfato de glucosa y uridina (UDPGlc). La hidrólisis
subsecuente del pirofosfato inorgánico a cargo del pirofosfato inorgánica impulsa la reacción a
la derecha. Mediante la enzima glucógeno sintasa, el C1 de la glucosa activada del UDPGlc,
forma un enlace glucosidico, y libera el difosfato de uridina (UDP).Para iniciar esta reacción debe
de haber una molécula preexistente de glucógeno, o glucógeno primordial- dial. El glucógeno
primordial puede a su vez formarse sobre una proteína cebadora llamada glucogenina.
La glucogenina se glucosila con un residuo de tirosina mediante el UDPGlc, la glucogenina
permanece enlazada en el centro de la molécula de glucógeno.
La adición de un residuo de glucosa a una cadena de glucógeno preexistente o primordial, tiene
lugar en el extremo interno no reductor de la molécula, de manera que las ramas de glucógeno
crecen a medida que se forman los enlaces 1→4. Una vez que la cadena incluye como 11
residuos de glucosa la enzima ramificante (amilo [1→4] →[1→6] transglucosidasa) transfiere
una parte de la cadena 1→4 (con una longitud de 6 residuos de glucosa) a la cadena adyacente
para dar un enlace 1→6 con el cual se establece el punto de ramificación en la molécula. La
cantidad total de sitios reactivos aumenta como se incrementa la cantidad de residuos
terminados; esto acelera la glucogénesis y la glucogenolisis dándonos como glucógeno.
 GLUCOGENOLISIS.
No es el reverso de la glucogénesis sino otra vía, que incluye un mecanismo de desramificacion.
El paso catalizado por la fosforilasa limita la velocidad de la glucogenolisis. Esta enzima es
específica para la escisión fosforolitica de los enlaces 1→4 del glucógeno para producir
glucosa 1-fosfato.
Los residuos glucosilicos terminales de la cadena de glucógeno se remueven a partir de la
cadena más externa hasta dejar aprox. 4 residuos de glucosa a cada lado de la ramificación
1→6. Otra enzima la enzima la α-[1→4]→α[1→4] glucano trasferasa, transfiere una unidad
trasacarida de una a otra rama y deja expuesto el punto de ramificacion1→6, donde se requiere
la enzima desramificante especifica (la amilo 1→6 glucocosidadasa). Una vez removida la rama
puede seguir la fosforilasa. La acción conjuga de la fosforilasa y otras enzimas dan la escisión
completa del glucógeno.
La reacción catalizada por la fosfoglucomutasa es reversible, de manera que se puede formar
glucosa 6-fosfato a partir de glucosa1-fosfato. En el hígado y riñón, pero en musculo se
presenta una enzima especifica la glucosa 6 fosfatasa que retira el fosfato de la glucosa 6
fosfato y permite la formación de glucosa libre y su difusión desde la célula a sangre. Esta es la
etapa final de la glucogenolisis hepática y se incrementa la glucosa en sangre.
GLUCOGENOLISIS
GLUCOGENESIS
 Principales enzimas reguladoras de la vía.
Las enzimas que controlan el metabolismo del glucógeno son: la glucógeno fosforilasa y la
glucógeno sintetasa. Se regulan mediante mecanismos alostericos como modificaciones
covalentes (AMPc) debidas a la fosforilacion y desfosforilacion reversible de la proteína
enzimática.
El AMPc es el intermediario intracelular o segundo mensajero a través de la cual actúan muchas
hormonas se forma a partir de ATP mediante la enzima adenilo ciclasa, presente en la superficie
interna de la membrana celular. Esta enzima se activa mediante hormonas tales como la
adrenalina y la noroadrenalina, que actúa a través de los receptores β-adrenérgicos en la
membrana y en el hígado, mediante el glucagon, el cual actúa a través del receptor del glucagon
independiente .El AMPc se destruye por fosfodiesterasa. La insulina incrementa actividad de la
enzima en el hígado con lo que disminuye la concentración del AMPc.
 Aspectos clínicos:
El término genérico de enfermedades por almacenamiento de glucógeno intenta describir un
grupo de trastornos hereditarios caracterizados por el depósito de los tejidos de un tipo o
cantidades anormales de glucógeno. También se conocen insuficiencias de la adenililcinasa y de
la proteincinasa dependiente del AMPc. Algunos trastornos se han beneficiado del trasplante de
hígado.
Tipo
0
Ia
Ib
II
IIIa
NOMBRE
-
Deficiencia de enzima
Glucógeno sintasa
Datos clínicos
Hipoglucemia; hipercetonemia;
muerte temprana
Von Gierke
Glucosa 6-fosfatasa
Acumulación de glicógeno en
hígado y en células de túbulos
renales; hipoglucemia; academia
láctica; cetosis; hiperlipidemia.
Transportador de
Igual que el tipo Ia; neutropenia y
glucosa 6-fosfato en el funciones de neutrófilos alteradas,
ret6iculo endoplasmico
que llevan a infecciones
recurrentes
Pompe
α1→4 y α1→6
Acumulación de glucógeno en
glucosidasa (maltosa
lisosomas; variante del inicio
acida) ribosómica
juvenil, hipotonía muscular,
muerte por insuficiencia cardiaca
los dos años de edad, variante de
inicio en el adulto, distrofia
muscular.
Dextrinosis limite,
Enzima desramificadora
Hipoglucemia en ayuno,
enfermedad de Forbe
en hígado y musculo
hepatomegalia durante la
o de Cori
lactancia, acumulación de
polisacáridos ramificados
característico, debilidad muscular.
IIIb
Dextrosis limite
IV
Amilopectinosis,
enfermedad de
Anderson
Deficiencia de
mielofosforilasa,
síndrome de McArdle
V
Enzima desramificadora
en hígado
Enzima ramificadora
Fosforilasa muscular
VI
Enfermedad de Hers
Fosforilasa hepática
VII
Enfermedad de Tarui
Fosfofructocinasa 1
muscular y de eritrocito
VIII
-
Fosforilasa cinasa
hepática
IX
-
Fosforilasa cinasa
hepática y muscular
X
-
Proteína cinasa A
dependiente de cAMP
Igual que el tipo IIIa, pero sin
debilidad muscular
Hepatomegalia; acumulación de
glucógeno hígado, hipoglucemia,
pronostico en general bueno
Poca tolerancia al ejercicio,
glucógeno muscular
anormalmente alto, lactato en
sangre muy bajo después de
ejercicio.
Hepatomegalia, acumulación de
glucógeno en hígado,
hipoglucemia leve, pronostico
general bueno
Poca tolerancia al ejercicio,
glucógeno muscular alto, lactato
en sangre bajo después de hacer
ejercicio, anemia hemolítica.
Hepatomegalia, acumulación de
glucógeno en hígado,
hipoglucemia leve, por lo general
buen pronostico
Hepatomegalia, acumulación de
glucógeno en hígado,
hipoglucemia leve, por lo general
buen pronostico
Hepatomegalia, acumulación de
glucógeno en hígado