Metabolismo del Glucógeno
Glucogenólisis (Degradación del Glucógeno)
El proceso de degradación se inicia con la actividad de la glucógeno-fosforilasa, que cataliza la rotura del enlace glucosídico α(1-4) del extremo no reductor (OH del carbono 4) de la molécula de glucógeno. Esto separa una molécula de glucosa-1-fosfato y acorta la cadena de glucógeno. La enzima utiliza la energía de la rotura del enlace glucosídico para fosforilar la molécula de glucosa liberada. Este proceso es ventajoso energéticamente, ya que utiliza fosfato inorgánico del citoplasma y el producto (glucosa-1-fosfato) ya está activado para entrar en la vía glucolítica.
La enzima detiene su actividad cerca de las ramificaciones, cuando quedan cuatro restos de glucosa. La enzima desramificante elimina los puntos de ramificación mediante dos actividades:
- Actividad glucosil-transferasa: Rompe el enlace α(1-4) de tres restos de glucosa de la ramificación y los transfiere a la cadena lineal, dejando un solo resto de glucosa unido por enlace α(1-6).
- Actividad amilo-α(1-6)-glucosidasa: Hidroliza el enlace α(1-6) del último resto de la rama.
La fosfoglucomutasa convierte la glucosa-1-fosfato en glucosa-6-fosfato, que puede entrar en la vía glucolítica. En las células hepáticas, la glucosa-6-fosfatasa (localizada en el retículo endoplásmico liso) hidroliza el grupo fosfato, liberando glucosa a la sangre. Este proceso es crucial para mantener la glucemia entre comidas y durante la actividad muscular.
Glucogénesis (Síntesis de Glucógeno)
El exceso de glucosa se almacena como glucógeno en hígado y músculo. El hígado actúa como almacén general, mientras que el músculo usa el glucógeno para la contracción.
La glucogénesis difiere de la glucogenólisis. Requiere UTP (uridin-trifosfato) para activar la glucosa.
El proceso de síntesis es el siguiente:
- La fosfoglucomutasa convierte la glucosa-6-fosfato en glucosa-1-fosfato.
- La UDP-glucosa-fosforilasa cataliza la unión de glucosa-1-fosfato y UTP, formando UDP-glucosa.
- La glucógeno-sintasa forma enlaces α(1-4) para añadir glucosa a la cadena en crecimiento, liberando UDP.
- La glucogenina inicia la síntesis de novo, uniendo ocho unidades de glucosa. La glucógeno-sintasa, unida a la glucogenina, continúa la elongación.
- La enzima ramificante crea enlaces α(1-6), formando ramificaciones. Esto aumenta la solubilidad del glucógeno y la velocidad de síntesis y degradación.
La enzima ramificante requiere una cadena lineal de al menos 11 residuos para formar una ramificación (transfiere 7 residuos a una rama con enlace α(1-6)).
El coste energético de la glucogénesis es bajo (un enlace de alta energía por glucosa) comparado con la energía obtenida de la oxidación completa de la glucosa (30-32 ATP).