Metabolismo de los glúcidos
Las células musculares se alimentan principalmente de glucosa de sus reservas glucogénicas y sobre todo de la que llega a través de la circulación sanguínea procedente del hígado. Durante el trabajo muscular, en presencia de una gran actividad glucogenolítica anaerobia, se producen grandes cantidades de lactato, que difunde a la sangre para ser llevado al hígado. Ello es debido a que las células musculares carecen de la enzima glucosa-6-fosfatasa, por lo que la glucosa fosforilada no puede salir a la circulación. El lactato en el hígado es convertido nuevamente en glucosa por gluconeogénesis, retornando a la circulación para ser llevada de vuelta al músculo. Representa la integración entre la glucólisis y gluconeogénesis de diferentes tejidos del cuerpo. Descrito en 1929 por Salcedo, Gerti y Carl Cori (ganadores del premio Nobel de Medicina y Fisiología, 1947).- ........................................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=b7c52966c4eba63859747809c7e4d364cdfeb2f4&writer=rdf2latex&return_to=Ciclo+de+Cori
■ CICLO DE CORI
▪ Ideas clave
– El ciclo de CORI se produce entre las células del músculo esquelético y las del hígado.
– Ocurre cuando tenemos bajos niveles de oxígeno durante el ejercicio.
– Las moléculas que se van a intercambiar entre el hígado y el músculo son el lactato (o ácido láctico) y la glucosa.
– El objetivo del ciclo de Cori es mantener la producción de ATP mediante glucólisis en el músculo esquelético en condiciones de hipoxia.
▪ Cuándo comienza el ciclo de Cori
En una situación de ejercicio y contracción muscular continuada, un músculo no entrenado enseguida gasta su propio glucógeno. El oxigeno comienza a ser insuficiente y el organismo demanda ATP, ya que necesita esa energía para seguir funcionando.
Como consecuencia de dicha falta de oxígeno, no se puede producir la respiración aeróbica normal procedente del ciclo de krebs y la fosforilación oxidativa, por lo que el organismo requerirá de la respiración anaeróbica mediante la fermentación láctica para abastecer al músculo de esas necesidades energéticas inmediatas.
▪ Desarrollo del ciclo de Cori
A lo largo del ciclo, el glucógeno muscular es desglosado en glucosa y ésta es transformada a piruvato mediante la glucólisis. Este piruvato se transformará en lactato (o ácido láctico) por la vía del metabolismo anaeróbico gracias a la enzima lactato deshidrogenasa. El ácido láctico es transportado hasta el hígado por vía sanguínea y allí es reconvertido a piruvato, y, después, a glucosa a través de la vía anaplerótica.
La glucosa resintetizada vuelve al músculo donde se usa según la demanda para generar ATP para la contracción muscular, o también puede ser almacenada en forma de glucógeno en el hígado.
Este reciclaje del ácido láctico es la base del Ciclo de Cori.
El ciclo de Cori opera más eficientemente cuando la actividad muscular ha acabado. Esto ocurre ya que un paro de dicha actividad permite que se reponga el déficit de oxígeno y que comience a funcionar una vez más el ciclo de Krebs, la cadena de electrones y la fosforilación oxidativa.
Durante el período de recuperación después de una actividad física, se ha demostrado que el Ciclo de Cori también es una manera en la que las reservas de glucógeno se pueden redistribuir. Así se producirá un repartimiento homogéneo que restablecerá las reservas de glucógeno por todos los músculos corporales.
▪ El papel del lactato en el ciclo de Cori
El lactato se produce constantemente durante el metabolismo y sobre todo durante el ejercicio, pero no aumenta su concentración hasta que el índice de producción no supera el índice de eliminación. La concentración de lactato en sangre usualmente es de 1 o 2 mmol/l en reposo, pero puede aumentar hasta 20 mmol/l durante un esfuerzo intenso.
Cuando esta demanda de energía en tejidos (principalmente musculares) sobrepasa la disponibilidad de oxígeno en sangre, la enzima piruvato deshidrogenasa no alcanza a convertir el piruvato o a acetilCoA suficientemente rápido por la falta de oxígeno y el piruvato comienza acumularse. Esto generalmente inhibiría la glucólis y reduciría la producción de ATP, pero mediante la fermentación láctica el organismo consigue reducir el piruvato a lactato.
La fermentación láctica produce lactato en las células musculares y ese metabolito es altamente tóxico por lo que debe ser eliminado. Pero hay que tener en cuenta el organismo siempre trata de reciclarlo todo, por lo que no se degrada sin más, sino que este lactato se transferirá, vía sanguínea, al hígado, donde se convertirá en glucosa mediante la gluconeogenesis.
Después de un esfuerzo vigoroso por lo general el organismo necesita unos 30 minutos para que todo el lactato producido se convierta en glucógeno y la velocidad de consumo de oxígeno vuelva a su nivel basal. Éste es el fenómeno conocido como deuda de oxígeno.
Esta “deuda” puede producir acidosis láctica en los músculos y disminuir la eficiencia del sistema de buffer en la sangre, conduciendo al fatigamiento físico.
■ ¿POR QUÉ SE PRODUCE EL CICLO DE CORI?
Para calcular el balance energético de ciclo de Cori, debemos conjugar el ATP producido en la fermentación láctica con el ATP gastado en la gluconeogenesis.
Con estas dos reacciones al final obtenemos un gasto neto de 4 ATPs.
– Glucosa + 2ADP –> 2 Lactato + 2H+ + 2ATP + 2H20 (músculo)
– 2 Lactato + 6 ATP + 4 H20 –> Glucosa + 6ADP (hígado)
CONSUMO NETO DE ATP: 4 ATP
Es decir, al organismo le supone energía que se produzca el ciclo de Cori. Además, este proceso puede parecer complicado para proporcionar al final sólo algunos gramos de glucosa libre.
Según esta conclusión, podría parecerle desfavorable al organismo esta ruta metabólica, pero es fundamental que exista para que el músculo pueda seguir funcionando en situaciones de ausencia de oxígeno sin afectar al resto de órganos que precisan glucosa para su funcionamiento, principalmente el cerebro. La alteración de estos valores normales de la concentración plasmática de la glucosa se asocia a la hipoglucemia, que puede motivar la pérdida de la conciencia y, en situaciones críticas, la muerte.
El ciclo de cori por tanto es un mecanismo de “emergencia”, y que no puede mantenerse indefinidamente.
Debemos tener en cuenta, además, que las fibras musculares son muy avaras de su glucógeno y que la glucosa que se libera no puede ser directamente vertida la sangre. La obtención de glucosa es primordial para el buen funcionamiento del organismo, puesto que el cerebro depende de ésta como combustible primario y es la fuente de energía de los eritrocitos. De esta forma, el ciclo de cori es una manera de “robar” glucógeno a los músculos, en beneficio de la glucosa libre, cuando las reservas de glucógeno del hígado disminuyen. Así, las reservas de glucógeno muscular pueden participar indirectamente en el mantenimiento de la glucemia.
Por lo tanto, el Ciclo de Cori tiene gran importancia fisiológica, ya que juega un papel importante en la homeostasis de la glucosa, tiene implicaciones vitales en el equilibrio ácido-base y representa una manera de redistribución de glucógeno muscular.
■ PATOLOGIAS RELACIONADAS
El ciclo debe tener una ejecución perfecta. Su alto o bajo rendimiento provocan diferentes irregularidades en las vías metabólicas que desembocan en patologías, algunas de ellas muy graves.
► Acidosis metabólica
Un mal funcionamiento del Ciclo de Cori que lo ralentice podría suponer una acumulación excesiva de ácido láctico, y ante la presencia de iones hidruro libres el pH del organismo disminuiría, produciendo una acidosis metabólica y con ello un incremento de la acidez del plasma sanguíneo.
► Deficiencia energética:
Por el contrario, un aumento de la productividad del ciclo supondría un elevado gasto energético y, por lo tanto, se podría padecer una deficiencia energética.
► Acidosis láctica
Es un tipo de acidosis metabólica y se produce cuando el ácido láctico se acumula en el torrente sanguíneo más rápido de lo que puede ser eliminado.
La causa mas común de la acidosis láctica es el ejercicio intenso. Sin embargo, también puede ser causada por ciertas enfermedades como el SIDA, cáncer, insuficiencia renal o respiratoria y sepsis. Sus síntomas más destacados son las nauseas y la debilidad.
► Cáncer caquexia
Las células tumorales requieren de una cantidad mayor de glucosa como fuente de energía, ya sea consecuencia de una actividad enzimática alterada o debido a una hipoxia relativa inducida por la vascularización escasa del tumor.
El cáncer caquexia es un síndrome basado en una pérdida progresiva de tejido adiposo y masa muscular, presencia de astenia, anemia y una persistente erosión de las células del organismo como respuesta a un crecimiento anormal. Los pacientes padecen una resistencia a la insulina, lo que conlleva un aumento de la actividad del Ciclo de Cori.
La principal causa de la pérdida de peso es la gluconeogénesis hepática masiva a causa de la producción de ácido láctico, puesto que se incita una degradación anaeróbica del tumor y a una mayor generación de glucosa a partir de esta vía metabólica.
► Diabetes
La diabetes es una de las enfermedades metabólicas más importantes. Afecta los procesos bioquímicos de carbohidratos, lípidos y proteínas de todas las células del cuerpo.
La característica más importante de la diabetes mellitus es la falta de insulina. La insulina, interactúa en la membrana celular para conseguir la entrada de glucosa al interior de la célula.
En el momento en que falta insulina, tienen lugar los procesos opuestos. Así, cuando el organismo mantiene una falta de insulina constante, la cantidad de glucosa que debe sintetizar el Ciclo de Cori es mayor (la tasa de la glucólisis aumenta) y, en cambio, la cantidad de ácido láctico transformado otra vez en glucosa es notablemente menor (la tasa de la gluconeogénesis disminuye). El Ciclo de Cori no se realiza con normalidad dada la acumulación de lactato en el hígado.
► Enfermedad de Cori – Forbes
La enfermedad de Cori-Forbes es una patología que aparece como resultado de la acumulación de glucógeno en los tejidos. La consecuencia inmediata de ello es una disminución en la concentración de la glucosa sanguínea, que se verá compensada con la utilización de las proteínas musculares y del tejido adiposo a través de la gluconeogénesis.
Dentro de las complicaciones a largo plazo, se ha constatado recientemente que los pacientes adultos pueden sufrir una significativa pérdida de densidad de masa ósea, si se compara con las personas sanas, que provocaría un mayor riesgo de potenciales fracturas en cualquier parte del cuerpo y, de manera particular, en la zona lumbar de la columna vertebral.
► Enfermedades de almacenamiento del glucógeno
Las enfermedades de almacenamiento de glucógeno (EAG) son un grupo de trastornos genéticos hereditarios. La base de este conjunto de patologías se basa en que el glucógeno se forma o se libera del cuerpo de forma incorrecta. Como consecuencia, las cantidades anormales de glucógeno aumentan y, por lo tanto, estos trastornos afectan al funcionamiento del hígado o del tejido muscular.
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