Metabolismo y funciones celulares: Ácidos biliares, macroelementos, carbohidratos y más

Ácidos Biliares

Los ácidos biliares son cuatro: dos se producen en el hígado y los otros dos en el intestino. Los dos ácidos biliares primarios, ácido quenodesoxicólico y ácido cólico, se forman como producto final del catabolismo del colesterol en el hígado. Antes de salir del hígado, se conjugan con aminoácidos, formando ácidos biliares conjugados. Debido a su propiedad ácida, estos se ionizan y forman sales biliares.

Su función principal, al entrar al duodeno a través de los hepatocitos, es emulsionar los lípidos. Esto permite la fragmentación de grandes gotas lipídicas en partes más pequeñas para ser degradadas por las enzimas lipasas. Estas enzimas convierten los lípidos en moléculas más simples que pueden ser absorbidas por las células de la mucosa intestinal.

Después de la emulsión, ciertas cantidades de ácidos cólico y quenodesoxicólico, y sus conjugados, son transformados por bacterias intestinales en ácido litocólico y ácido desoxicólico (ácidos biliares secundarios). Tanto los ácidos primarios como los secundarios son absorbidos por el intestino mediante transporte activo secundario de tipo simporte. Luego, ingresan a la sangre y, unidos a la albúmina, son transportados al hígado. Allí, son conjugados nuevamente con aminoácidos y liberados a la bilis, repitiendo este ciclo de 4 a 10 veces.

Macroelementos

Los macroelementos son siete y se caracterizan por estar en forma ionizada cuando están libres: sodio (Na), potasio (K), calcio (Ca), cloruro (Cl), magnesio (Mg), azufre en forma de sulfatos (SO4) y fósforo en forma de fosfatos (PO4).

Distribución: Na (exterior), K (interior), Ca (exterior), Cl (exterior), Mg (exterior), S (interior), P (interior).

Concentraciones: Na (extracelular 145mM, intracelular 12mM); K (extracelular 4mM, intracelular 140mM).

Esta distribución iónica genera un estado polarizado eléctrico, esencial para la hidratación celular. Su importancia radica en:

  1. Excitabilidad celular: Crucial para neuronas y células musculares, que reaccionan a estímulos.
  2. Despolarización y repolarización: Permite la respuesta celular a los estímulos.
  3. pH: Mantiene un pH de 7.4 (moderadamente básico).
  4. Producción energética: Un balance químico adecuado permite el funcionamiento mitocondrial y la producción de energía.
  5. Homeostasis: Mantiene el equilibrio celular.

Una alta concentración de sodio (Na) es peligrosa porque aumenta la presión osmótica, sobrehidratando la célula. Esto produce un bloqueo mitocondrial, alterando el metabolismo, ya que el Na es un inhibidor enzimático. Además, se puede perder la polaridad eléctrica, impidiendo la respuesta a estímulos.

Funciones de los Carbohidratos

  1. Plegamiento de proteínas: Permiten el correcto plegamiento de las proteínas. Las glucosiltransferasas, enzimas del retículo endoplasmático, corrigen errores de plegamiento añadiendo glucosa a las manosas del oligosacárido. Las chaperonas marcan las proteínas corregidas. Si el problema persiste, las proteínas son enviadas al citoplasma para su degradación por proteosomas.
  2. Antígenos de superficie: Desencadenan reacciones antígeno-anticuerpo. Glucolípidos y glucoproteínas en las membranas de los eritrocitos determinan los grupos sanguíneos ABO.
  3. Reconocimiento celular: Permiten la interacción entre células especializadas. Ejemplo: reconocimiento del óvulo por el espermatozoide gracias a los oligosacáridos.
  4. Microambiente extracelular: Protección contra agresiones mecánicas y químicas, permitiendo el intercambio de materiales y facilitando el desplazamiento de células como los leucocitos.
  5. Adhesión celular: Permite el reconocimiento y unión entre células vecinas, manteniendo la integridad de los tejidos.

Resistina y Obesidad

Normalmente, tras consumir carbohidratos, aumenta la glucosa en sangre. Las células beta del páncreas liberan insulina, facilitando la entrada de glucosa a las células. Al entrar la glucosa al adipocito, este produce y libera resistina, que sensibiliza a músculos e hígado a la insulina, facilitando la entrada de glucosa y disminuyendo la glucemia.

En la obesidad, hay una disminución de GLUT4 (proteína transportadora de glucosa), reduciendo la entrada de glucosa al adipocito y la producción de resistina. Esto genera resistencia a la insulina en músculos e hígado, dificultando la entrada de glucosa. El páncreas libera más insulina para compensar, pero sin éxito.

Beta-Oxidación

La beta-oxidación rompe la cadena de ácidos grasos en el enlace entre los carbonos beta y alfa, liberando acetil-CoA y equivalentes reductores (átomos de hidrógeno). El ácido graso resultante, más corto, se une a otra coenzima A, formando acil-CoA, que se transforma para liberar otro fragmento de acetil-CoA y un ácido graso aún más corto. El proceso se repite hasta degradar completamente el ácido graso.

La liberación de equivalentes reductores y acetil-CoA es crucial para la generación de energía en la cadena respiratoria y el ciclo de Krebs.

GLUT (Transportadores de Glucosa)

  • GLUT1: Eritrocitos, nefrona, astrocitos. Captación basal de glucosa y galactosa.
  • GLUT2: Hepatocitos. Ingreso de glucosa cuando la concentración sanguínea es elevada.
  • GLUT3: Hígado, cerebro, corazón. Captación basal de glucosa y galactosa.
  • GLUT4: Músculos y adipocitos. Entrada de glucosa estimulada por insulina.
  • GLUT5: Riñón. Transporte de fructosa (no tiene afinidad por la glucosa).
  • GLUT6: Leucocitos, cerebro, bazo. Entrada de glucosa estimulada por insulina.
  • GLUT7: No existe.
  • GLUT8: Hígado y riñón. Entrada de glucosa.
  • GLUT10: Hígado y páncreas. Entrada de glucosa.
  • GLUT11: Músculo esquelético, corazón. Entrada de glucosa.
  • GLUT12: Músculo esquelético, tejido adiposo. Entrada de glucosa.
  • GLUT13: Cerebro. Entrada de glucosa.

Vitamina D

Se forma a partir de dos esteroles: ergosterol (vegetal) y 7-deshidrocolesterol (animal).

El ergosterol, al ser irradiado por luz solar, se transforma en ergocalciferol (vitamina D2), una forma activa. El 7-deshidrocolesterol, presente en la piel, se convierte en colecalciferol (vitamina D3) por acción de la luz solar. Este se transporta al hígado, donde en el retículo endoplasmático de los hepatocitos se transforma en 25-hidroxicolecalciferol. Luego, en las mitocondrias de las células renales, se convierte en 1,25-dihidroxicolecalciferol, la forma activa de la vitamina D.

Este proceso se desencadena por la disminución de calcio y fósforo en la sangre.

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