Regulación de la glucemia

Normas fisiológicas y dinámica

En el organismo humano, la concentración de glucosa en sangre arterial fuera de las ingestas de alimentos se mantiene estable y es de 3,3–5,5 mmol/l (o 80–100 mg/dl). Este es el denominado nivel basal.

Cuando una persona consume alimentos ricos en carbohidratos, se desarrolla un estado fisiológico: hiperglucemia alimentaria. La concentración de azúcar comienza a aumentar, alcanzando su valor máximo aproximadamente entre 30 y 60 minutos. En el pico de este período postprandial, los valores pueden alcanzar hasta 7–8 mmol/l (120–140 mg/dl). Un organismo sano requiere alrededor de dos horas para nivelar por completo este pico y devolver los indicadores a la norma basal inicial.

Todo el ciclo se puede dividir en varias fases clave:

• Período absortivo (período de digestión): tiempo de absorción activa de nutrientes.
• Período postabsortivo: momento en el que los nutrientes del intestino ya no se absorben y el organismo pasa a utilizar las reservas internas.
• Período de ayuno: se produce ante la ausencia prolongada de alimentos.

Bioquímica del período absortivo

Inmediatamente después de una comida rica en carbohidratos, el panorama circulatorio cambia drásticamente. En la vena porta hepática, hacia donde drena la sangre del intestino, la concentración de glucosa aumenta de forma colosal, hasta 10–20 mmol/l (180–360 mg/dl). En respuesta a esto, el páncreas libera insulina, y se suprime la secreción de glucagón. Por consiguiente, el índice insulina-glucagón aumenta drásticamente.

Procesos en el hígado El hígado recibe el primer impacto de carbohidratos. La insulina desencadena las siguientes reacciones aquí:

1. Se acelera la reacción de la glucoquinasa, que capta la glucosa libre.
2. Se activan las enzimas fosfoproteín fosfatasas, que escinden los grupos fosfato de proteínas clave.
3. Como resultado de la desfosforilación, la glucógeno sintasa pasa a un estado activo, y la glucógeno fosforilasa, a inactivo (se inhibe).

Resultado para el hígado: la glucosa-6-fosfato formada se dirige masivamente a las vías de la glucólisis (para la obtención de energía) y de la glucogenogénesis (para su almacenamiento en forma de glucógeno).

Procesos en los músculos y el tejido adiposo Estos tejidos son dependientes de insulina. Los niveles elevados de insulina envían una señal a proteínas transportadoras especiales, las GLUT-4. Estas se trasladan desde el citosol intracelular directamente a la membrana plasmática. Esto abre las «puertas» a la glucosa: abandona rápidamente el torrente sanguíneo y entra en las células. En el tejido muscular, al igual que en el hígado, la insulina estimula adicionalmente la síntesis de glucógeno. Gracias a la absorción activa de azúcar por estos tres tejidos (hígado, músculos y tejido adiposo), la concentración de glucosa en sangre se normaliza en aproximadamente 2 horas.

Regulación en el período postabsortivo y durante el ayuno

Cuando los alimentos se han digerido y asimilado, el nivel de glucosa comienza a disminuir gradualmente. Junto con él, el índice insulina-glucagón también desciende; ahora entra en escena el glucagón.

La tarea principal de este período es prevenir la hipoglucemia. Para mantener la normoglucemia, el organismo utiliza dos mecanismos principales:

1. Glucogenólisis: la degradación de las reservas de glucógeno en el hígado.
2. Gluconeogénesis: la síntesis de nueva glucosa a partir de componentes que no son carbohidratos (aminoácidos, lactato, glicerol).

Dinámica temporal de las fuentes de azúcar:

• Si no ha consumido alimentos durante aproximadamente 12 horas, el principal proveedor de energía sigue siendo el glucógeno hepático. El glucagón activa la enzima glucógeno fosforilasa, lo que lleva a la movilización de las reservas de carbohidratos.
• Si el ayuno se prolonga durante 24 horas (un día), las reservas de glucógeno en el hígado se agotan por completo. A partir de este momento, el único mecanismo que salva al organismo de una caída en el nivel de azúcar en sangre es la gluconeogénesis.

En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema

Preguntas de clases y exámenes

Qué más repasar sobre el tema

• Mecanismo de acción del índice insulina-glucagón
• Estructura e isoformas de los transportadores de la familia GLUT
• Cascada de fosforilación y desfosforilación de enzimas
• Reacciones detalladas de la gluconeogénesis
• Diferencias en el metabolismo del glucógeno entre el hígado y los músculos

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