PERFILES METABOLICOS CEREBRO Y MUSCULO

Las pautas metabólicas de cerebro, músculo son muy diferentes debido a sus funciones fisiologicas distintas

EL CEREBRO

La glucosa es practicamente el único combustible utilizado por el cerebro humano, excepto durante el ayuno prolongado. El cerebro carece de almacenamientode combustible y, por consiguiente, requiere un suministro continuo de glucosa, que entra con facilidad en todo momento. El cerebro consume unos 120 g de glucosa al día (equivale a unas 420 kcal). En estadode reposo el cerebro utiliza el 60% de la glucosa total consumida por el organismo entero. Las medidas de resonancia magnética nuclear han demostrado que la concentración de glucosa en el cerebro es aproximadamente 1 mM cuando el nivel en plasma es de 4.7 mM (84.7 mg/dl), un valor normal (fig. ). Cuando el nivel de glucosa se aproxima a la Km de la hexoquinasa (~ 50µM), la glicolisis se hace más lenta. Este peligroso momento se da cuando el nivel de glucosa en sangre disminuye hasta 2.2 mM (39.6 mg/dl).

Durante el ayuno prolongado, los cuerpos cetónicos (acetoacetato y 3-hidroxibutirato), sintetizados en el hígado, reemplazan en parte a la glucosa como combustibles cerebrales. El acetoacetato se activa mediante la transferencia de CoA procedente de succinil-CoA y así se convierte en acetoacetil-CoA, que entra en el ciclo del ácido cítrico (fig. ). Los ácidos grasos no sirven como combustibles cerebral porque están unidos a la albúmina en el plasma, y en consecuencia , no pueden atravesar la barrera hematoencefálica. En el fondo, los cuerpos cetónicos son equivalentes a ácidos grasos transportables.
Músculo
Los principales combustibles del músculo son: glucosa, ácidos grasos y cuerpos cetónicos. El músculo difiere del cerebro en que posee un gran almacenamiento de glucógeno (1200 kcal). De hecho las ¾ partes del glucógeno corporal están almacenadas en el músculo (tabla ). Este glucógeno se convierte fácilmente en glucosa-6-fosfato para su utilización por las células musculares. El músculo, como el cerebro carece de glucosa-6-fosfatasa, y de este modo no puede liberar glucosa. Más bién, el músculo retiene la glucosa, el mejor combustible para su proceso de actividad.
En el músculo esquelético en contracción activa, la velocidad de la glicolisis excede, con mucho, a la del ciclo del ácido cítrico. La mayor parte del piruvato formado en estas condiciones se reduce a lactato, que fluye hacia el hígado, donde se convierte en glucosa (fig. ). Estos intercambios, conocidos como ciclo de Cori, trasladan parte de la carga metabólica del músculo al hígado. Además en el músculo activo, se forma gran cantidad de alanina por transaminación de piruvato (piruvato + glutamato  alanina +  -cetoglutarato). En el hígado, la alanina, como el lactato, puede reconvertirse en glucosa.

La conducta metabólica del músculo en reposo es completamente distinta. En el músculo en reposo, el combustible principal son los ácidos grasos. Los cuerpos cetónicos sirven también de combustible para el músculo cardiaco. De hecho, el músculo del corazón consume con preferencia acetato en vez de glucosa.

Tejido adiposo

Los triacilgliceroles almacenados en el tejido adiposo constituyen un enorme depósito de combustible metabólico. En un hombrede 70 kg el contenido energético ed de 135,000 kcal. El tejido adiposo está especializado en la esterificación de los ácidos grasos y en su liberación de los TAG. En el hombre, el hígado es el principal centro de síntesis de ácidos grasos, mientras que el principal trabajo biosintético del tejido adiposo consiste en activar estos ácidos grasos y transferir los acetil-CoA resultantes al glicerol. El glicerol-3-fosfato, un intermediario clave en esta biosíntesis, procede de la reducción de la dihidroxiacetona fosfato, formada a partir de glucosa en la vía glucolítica. Las células adiposas son incapaces de fosforilar el glicerol endógeno, poeque carecen de quinasa. Así pues, las células adiposas necesitan glucosa para sintetizar triacilgliceroles.

Las lipasas hidrolizan los TAG a ácidos grasos y glicerol. La liberación del primer ácido graso de un TAG, la etapa limitante de velocidad catalizada por una lipasa sensible a hormonas, que se fosforila reversiblemente (enzima activada por adrenalina, noradrenalina, glucagón, etc. e inhibida por la insulina). El AMP cíclico actúa como mensajero celular. Los TAG de las células adiposas están continuamente hidrolizándose y resintetizándose. El glicerol liberado en la hidrólisis fluye hacia el hígado. La mayoría de los ácidos grasos formados en la hidrólisis, si el glicerol-3-fosfato abunda, se reesterifican. Por el contrario, si el glicerol-3-fosfato escasea por falta de glucosa, los ácidos grasos se liberan al plasma. De este modo, el nivel de glucosa en las células adiposas es el principal factor determinante de la liberación de ácidos grasos a la sangre..