El gliceraldehido-3-fosfato y la sedoheptulosa-7-fosfato
reaccionan entonces para formar fructosa-6-fosfato y
eritrosa-4-fosfato. Esta sntesis de un azcar de cuatro carbonos y
de un azcar de seis carbonos es catalizada por la
transaldolasa.
En la tercera reaccin, la transcetolasa cataliza la sntesis de
fructosa-6-fosfato y gliceraldehido-3-fosfato a partir de
eritrosa-4-fosfato y xilulosa-5-fosfato.
La suma global de estas reacciones es: 2 xilulosa-5-fosfato +
ribosa-5-fosfato = 2 fructosa-6-fosfato +
gliceraldehido-3-fosfato
Puesto que la xilulosa-5-fosfato puede formarse a partir de
ribosa-5-fosfato por la accin secuencial de la fosfopentosa
isomerasa y fosfopentosa epimerasa, la reaccin neta partiendo de la
ribosa-5-fosfato es: 3 ribosa-5-fosfato = 2 fructuosa-6-fosfato +
gliceraldehido-3-fosfato. As, el exceso de ribosa-5-fosfato formado
por la va de las pentosas fosfato puede convertirse completamente
en intermediarios glicolticos.
LA ACTIVIDAD DE LA VA DE LAS PENTOSAS FOSFATO EST CONTROLADA POR
EL NIVEL DE NADP+
La primera reaccin de la rama oxidativa de la va de las pentosas
fosfato, la deshidrogenacion de la glucosa-6-fosfato, es
esencialmente irreversible. De hecho, limita la velocidad en
condiciones fisiolgicas y sirve como punto de control. El factor
regulador ms importante es el nivel de NADP+, el aceptor de
electrones en la oxidacin de la glucosa-6-fosfato a
6-fosfoglucono-lactona. Adems, el NADPH compite con el NADP+ en
enlazarse a la enzima. En general la va de las pentosas fosfatos se
divide en dos partes:
La Fase Oxidativa Genera NADPH.- La deshidrogenacin de la
glucosa 6-fosfato a 6-fosfogluconato se lleva a cabo a travs de la
formacin de la 6-fosfogluconolactona mediante una reaccin
catalizada por la glucosa 6-fosfato deshidrogenasa, una enzima
dependiente de NADP. La hidrlisis de la 6-fosfogluconolactona tiene
lugar debido a la accin de la enzima glunolactona hidrolasa. Un
segundo paso oxidativo est catalizado por la 6-fosfogluconato
deshidrogenasa, la cual tambin requiere de NADP+ como aceptor de
hidrgeno, enseguida ocurre la descarboxilacin con la formacin de
una cetopentosa la ribulosa 5-fosfato. Posiblemente esta reaccin se
lleva a cabo en dos etapas con el 3-ceto 6-fosfogluconato como
intermediario. La va completa ocurre solo en los tejidos con
necesidad del NADPH destinado a la sntesis reductiva, ejemplo: la
lipognesis.
Fase No Oxidativa Genera Precursores de Ribosa.- La ribulosa
5-fosfato sirve como sustrato para dos enzimas diferentes. La
ribulosa 5-fosfato 3-epimerasa modifica la configuracin en la
cercana del carbono 3 para formar el epmero xilulosa 5-fosfato,
otra cetopentosa. La ribosa 5-fosfato cetoisomerasa convierte a la
ribulosa 5-fosfato en la aldopentosa correspondiente, la ribosa
5-fosfato, que es el precursor de los residuos de ribosa requeridos
para la sntesis de nucletidos y cidos nucleicos. La transcetolasa
transfiere la unidad de 2 carbonos, compuesta por los carbonos 1 y
2 de una cetosa, al carbono aldehdico de una aldosa. Por lo tanto
convierte una cetosa en una aldosa con dos carbonos menos y de
manera simultnea convierte a una aldosa en una cetosa con dos
carbonos ms. La reaccin requiere como coenzima a la tiamina en
forma de difosfato de tiamina, adems iones Mg2+. Es probable que el
fragmento de dos carbonos transferidos corresponda al glucoaldehdo
enlazado al difosfato de tiamina. Por tanto, la transcetolasa
cataliza la transferencia de la unidad de dos carbonos, la
dihidroxiacetona de la cetosa sedoheptulosa 7-fosfato a la aldosa
gliceraldehdo 3-fosfato para formar la cetosa fructuosa 6-fosfato y
una aldosa de 4 carbonos la eritrosa 4-fosfato; posteriormente
tiene lugar una reaccin que involucra otra vez a la transcetolasa,
en la cual la xilulosa 5-fosfato sirve como donador de
glucolaldehdo. En este caso la eritrosa 4-fosfato acta como aceptor
y los productos de la reaccin corresponden a la fructosa 6-fosfato
y al gliceraldehdo 3-fosfato; esta va se presenta en todas las
clulas que necesitan ribosa.
Regulacin de la Va de las Pentosas Fosfato
Esta va es importante en los eritrocitos, hgado, tejido adiposo
y rin y muy poca importancia en el msculo. El flujo de la va de las
pentosas fosfato y por tanto la velocidad de produccin de NADPH se
halla controlada por la velocidad de reaccin de la
glucosa-6-fosfato deshidrogenasa.
REGULACION HORMONAL DEL METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS
Existen hormonas que actan sobre el metabolismo de los
carbohidratos. Son numerosas las glndulas endocrinas que afectan el
funcionamiento de las vas metablicas de estos compuestos, y en
algunos casos, la influencia que tiene es decisiva. Este hecho
aunado a la frecuencia con que se presentan algunas alteraciones en
la produccin hormonal en los individuos, sobre todo los humanos,
hace imprescindible la revisin del papel regulador de las hormonas
sobre el metabolismo de los carbohidratos.
INSULINA
Quizs el compuesto que mayor influencia tenga sobre el
metabolismo de los carbohidratos sea la insulina. Al mismo tiempo,
probablemente es esta hormona la que ejerce su efecto de una manera
ms sencilla, pues todo parece indicar que principalmente permite de
alguna manera la entrada de la glucosa a las clulas; sobre todo a
algunas de ellas (las clulas musculares y las adiposas son las ms
afectadas por la hormona). Esto tiene gran importancia, dado que la
glucosa para ser utilizada primero debe penetrar en la clula, y la
ausencia y deficiencia de la hormona se traduce en un defecto en la
utilizacin de la glucosa, sobre todo por parte de las clulas
musculares y el tejido adiposo. La deficiencia relativa de la
hormona produce entonces una serie de alteraciones metablicas
(diabetes mellitus), que representan el esfuerzo del organismo por
suplir a los carbohidratos que no se pueden utilizar. La falta de
insulina da como resultado la acumulacin de glucosa en la sangre
(hiperglucemia) y aun su eliminacin por el rin (glucosuria), un
aumento exagerado de la utilizacin de las grasas que puede llevar a
la cetosis, un aumento de la gluconeogenesis, etc.
EPINEFRINA Y GLUCAGON
Ambas hormonas son capaces de estimular indirectamente a la
fosforilasa, provocando la glucogenlisis, que da lugar a la
hiperglucemia. Esta puede llegar a ser de tal magnitud, que incluso
produzca glucosuria. El glucagn solo acta en el hgado; la
epinefrina en el hgado y en el msculo.
GLUCOCORTICOIDES
Son hormonas que aceleran la conversin de las protenas en
carbohidratos (gluconeognesis). Dado que la diferencia entre las
molculas de azcares y las de protenas, desde el punto de vista de
su composicin es en parte el contenido de nitrgeno (en forma del
grupo amnico de los aminocidos), la conversin de los aminocidos en
azucares implica la eliminacin de esta porcin de sus molculas, lo
cual se hace principalmente en forma de urea o tambin de amonio. La
presencia de cantidades excesivas de glucocorticoides produce un
aumento en la eliminacin de los productos del catabolismo
nitrogenado, y su disminucin tambin esta relacionada con stos. El
efecto es importante dado el frecuente empleo que se hace
mdicamente de este tipo de compuestos. En muchas ocasiones, el
grado de aumento de la gluconeognesis es tal, que por esta razn
tambin se llega a producir hiperglucemia. Puede suceder, a veces,
una hiperproduccin de hormonas corticoides que se confunda con una
diabetes, por deficiencia de insulina.
SOMATOTROPINA
Esta hormona tiene un efecto contrario al de la insulina, pues
impide la entrada de la glucosa a las clulas, y por esta razn se
comporta como un verdadero antagonista de la insulina. De hecho,
existen situaciones patolgicas en las que se produce un aumento de
la produccin de esta hormona, y en ellas, adems de los problemas
derivados de los efectos propios de la hormona, se presenta
hiperglucemia; todos los casos de acromegalia se acompaan en mayor
o en menor grado de hiperglucemia.
TIROXINA
La hormona tiroides tiene efectos un tanto particulares; la
insulina, que est diseada para cambiar la permeabilidad de muchas
clulas a la glucosa, no tiene efecto alguno sobre la absorcin
intestinal del azcar. La tiroxina produce un aceleracin de este
proceso, lo que da como resultado que el aumento de la glucemia que
ocurre durante la absorcin intestinal de la glucosa, sea de mayor
magnitud por una parte, pero de menor duracin por la otra, la
tiroxina cuando existe en exceso, da lugar a que los niveles de la
glucosa sangunea en ayunas sean ms bajos que los normales.
Como puede apreciarse, casi todas las hormonas que tienen efecto
sobre el metabolismo de los carbohidratos producen un efecto
hiperglucemiante; la nica hormona hipoglucemiante que existe es la
insulina. Esto no quiere decir que todas esas hormonas sean
antagonistas de la insulina, por el hecho de tener efectos
contrarios sobre los niveles de la glucosa sangunea. Excepto el
caso de la somatotropina que, segn los datos existentes hasta la
fecha, si es un antagonista de la insulina, la realidad es que las
otras hormonas no se pueden considerar como antagonistas, sino como
sinergistas de la insulina. De hecho, las hormonas funcionan en
concierto. Por ejemplo, durante una descarga de adrenalina la
aceleracin que esta hormona provoca de la degradacin del glucgeno,
origina una hiperglucemia. El aumento de los niveles de glucosa
sangunea da como resultado la estimulacin de la liberacin de
insulina, por las clulas beta de los islotes de Langerhans del
pncreas. Esta favorece la penetracin de esa cantidad adicional de
glucosa en las clulas para las que finalmente est destinada, que
casi siempre son las musculares. Algo semejante podra decirse de
los glucocorticoides; estas hormonas producen glucosa por la
conversin de las protenas en ella; la insulina completa el trabajo,
permitiendo que el azcar entre a las clulas en las que se debe
utilizar. En estas condiciones, no se puede hablar de antagonismo
entre estas hormonas.
Mag. Q.F. Margarita L. Geng Olaechea