RESERVAS ENERGETICAS DEL SER HUMANO

A pesar de su rol esencial en el metabolismo energético del cerebro y otros tejidos, la cantidad de glucosa circulante es limitada, para asegurar su continua provisión, el organismo almacena combustibles metabólicos para proveer glucosa o energía en caso de necesidad.

 

Dentro de los mecanismos homeostáticos que permiten regular la disponibilidad de moléculas combustibles, el control hormonal es uno de los más importantes, la insulina y el glucagon son las principales hormonas que regulan el almacenamiento y la utilización de combustibles, la insulina es una hormona anabólica que

promueve el almacenamiento de combustibles, mientras que el glucagon es la hormona que estimula la movilización de combustibles, otras hormonas como la adrenalina, son liberadas como respuesta del sistema nervioso central a la hipoglucemia, al ejercicio y a otros tipos de estrés fisiológico, junto con otras hormonas del estrés(glucocorticoides), la adrenalina aumenta la disponibilidad de combustibles.

Los principales mecanismos que modifican la velocidad de una vía metabólica a través de la regulación de la actividad de las enzimas clave de las mismas son:

 

Disponibilidad de sustrato:

La concentración de sustrato puede modificar significativamente la velocidad de una reacción enzimática, de esa forma, fluctuaciones en la concentración de los sustratos proveen un mecanismo automático de ajuste de la velocidad de una reacción enzimática a las circunstancias metabólicas particulares, un ejemplo de este tipo de regulación es el que ocurre cuando se ingiere una dieta rica en glúcidos con la actividad de la glucoquinasa hepática, los cambios en las velocidades de las reacciones enzimáticas que ocurren en virtud de cambios en la disponibilidad de sustrato son rápidos ya que la fluctuación en la concentración de

sustratos influye directamente en la actividad catalítica de las enzimas involucradas, sin que medie ningún otro mecanismo adicional.

 

Compartimentalización celular:

La velocidad del flujo de una vía metabólica también se regula por la accesibilidad de los sustratos al compartimiento celular en que se encuentran las enzimas de la vía, en este tipo de regulación es fundamental el mecanismo de transporte de los metabolitos a través de las membranas celulares y subcelulares, la beta-oxidación de ácidos grasos ocurre en las mitocondrias y por lo tanto los acidos grasos deben atravesar la membrana mitocondrial interna para ser oxidados, esta vía metabólica, por lo tanto, está fuertemente regulada por la velocidad de transporte de los AG a la mitocondria.

 

Modificación alostérica:

Se produce cuando se altera la capacidad catalítica de una enzima (generalmente con estructura cuaternaria) como consecuencia de un cambio en su conformación, inducido por un metabolito (modificador alostérico), es un mecanismo rápido de modificación de la actividad enzimática.

 

Modificación covalente:

Otro tipo de modificación de la actividad enzimática se produce cuando la enzima une covalentemente un grupo químico, lo que puede provocar una profunda alteración en su actividad catalítica, la situación puede revertirse, es decir, la enzima puede perder el grupo unido y retomar la actividad anterior, la regulación por modificación covalente da como resultado cambios rápidos de la actividad enzimática, debido fundamentalmente a que el agregado o eliminación del grupo es también catalizado por enzimas, este mecanismo de regulación enzimática ocurre en respuesta a una acción hormonal, por lo tanto responde a

una regulación metabólica integral del organismo, es decir, responde a la necesidad de coordinación de los estados metabólicos de los diferentes tejidos y a la disponibilidad general de metabolitos, reflejada en los niveles sanguíneos de los mismos.

Entre los grupos que pueden unirse covalentemente se encuentran a los grupos fosfato, adenilo, uridilo, metilo y ribosil adenil difosfato.

La fosforilación es el tipo más común de modificación covalente, un tercio de las todas las proteínas regulables en las células eucariotas son capaces de sufrir este tipo de regulación, algunas proteínas tienen sólo un sitio de fosforilación, mientras que otras proteínas poseen numerosos residuos que pueden ser fosforilados, este modo de modificación covalente es central en un gran número de pasos regulatorios del metabolismo intermedio.

 

Inducción o represión enzimática:

Este mecanismo provoca un cambio en la cantidad de enzima presente debido a una modificación en la expresión génica de la enzima como consecuencia de una cascada de señalización intracelular generada por un mensajero químico, es un mecanismo lento y se manifiesta en respuesta a diferentes estímulos (hormonas, cambios en el medio, etc.)