CICLO DE GLUCOSA-ALANINA El amoniaco que excretamos en forma de urea, viene de tres vías: 1.- Cuando comemos, y la inges
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CICLO DE GLUCOSA-ALANINA El amoniaco que excretamos en forma de urea, viene de tres vías: 1.- Cuando comemos, y la ingesta de aminoácidos supera a la requerida para síntesis de proteínas, los aminoácidos libres que viajan en torrente sanguíneo, se dirigen al hígado, donde se degrada el esqueleto hidrocarbonado y por acción de las transaminasas citoplasmáticas se recoge el grupo amino en forma de glutamato, que entra a la mitocondria y tras varias reacciones, se genera urea. 2.- El recambio de proteínas es un proceso natural y necesario, que sucede en todos nuestros tejidos. Supongamos el cerebro, la degradación de una enzima “vieja” en digamos, lisosomas, hidroliza la proteína hasta los aminoácidos que quedan libres en el citoplasma de las células neuronales, es ahí donde por acción de las transaminasas el grupo amino de los aminoácidos se recoge en forma de glutamato (un grupo amino) que pasa a glutamina (dos aminos). Es la glutamina quien sale de la célula y viaja por torrente sanguíneo al hígado en donde entra a la mitocondria y se degrada en amoniaco y glutamato. 3.- Durante la inanición, ejercicio vigoroso o enfermedades como la diabetes mellitus, en las que no hay glúcidos disponibles o éstos no son utilizados adecuadamente, se recurre a las proteínas celulares como combustible. Esto responde por qué la gente que sufre de hambruna no sólo tiene poca grasa corporal, si no también bajo tejido muscular. Adentrémonos en el proceso de degradación de proteínas como combustible en un estado de ejercicio vigoroso o en inanición. /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// El músculo puede oxidar ácidos grasos, degradar glucosa o degradar aminoácidos para obtener energía.
La utilización de ácidos grasos y cuerpos cetónicos como fuente de energía, produce finalmente acetil-CoA que puede entrar al ciclo de Krebs. La glucosa necesaria para la obtención de ATP, es obtenida del glucógeno, que se degrada a glucosa libre y entra desde torrente sanguíneo a la célula muscular.
En un estado inicial de ejercicio, la glucolisis se da por la vía aneróbica y genera piruvato, al hacerse más intensa y prolongada la actividad, el proceso se vuelve anaeróbico y el piruvato se lleva a lactato. El lactato producido durante la glucólisis ingresa al torrente sanguíneo y entra al hígado, donde es convertido en glucosa que puede ser volcada a la sangre, a este proceso se le denomina ciclo de Cori. El ciclo de Cori permite que el exceso de lactato muscular (producido por glucólisis anaeróbica) se convierta en glucosa en el hígado y pueda volver al músculo para mantener la actividad que se esté realizando. Ante determinados requerimentos fisiológicos, las proteínas musculares son hidrolizadas para liberar aminoácidos. Éstos a su vez son capaces de satisfacer necesidades energéticos. Dado que la célula muscular no puede degradar el amoniaco liberado del catabolismo de los aminoácidos, se produce alanina y glutamina con el fin de transportar el nitrógeno al hígado en forma no tóxica.
En el músculo y otros tejidos que degradan aminoácidos como combustible, los grupos amino se recogen en forma de glutamato por transaminación, el glutamato se convierte en glutamina para su transporte al hígado o puede transferir su grupo alfa-amino al piruvato, producto de glucólisis muscular, por acción de la alanina aminotransferasa. La alanina así formada pasa a la sangre y es transportada al hígado.
El glutamato puede formar glutamina y así transportar el grupo amino al hígado, o puede transaminarse con el piruvato para dar alanina. El piruvato también podría formar lactato.
En el citosol de los hepatocitos la alanina aminotransferasa transfiere el grupo amino de la alanina al alfa-cetoglutarato, formando piruvato y glutamato, este último entra a mitocondria y por acción de la glutamato deshidrogenasa genera amonio o puede experimentar transaminación con oxaloacetato formando aspartato que es otro dador de nitrógeno en la síntesis de urea.
Los músculos esqueleticos sometidos a contracción vigorosa operan de forma anaeróbica, produciendo piruvato y lactato a partir de la glucólisis además de amoniáco a partir de la degradación de proteínas. El piruvato y lactato van al hígado donde se incorporan a la glucosa, que es devuelta al músculo y el amoniaco se convierte en urea para su excreción. El ciclo de la glucosaalanina, junto con el ciclo de Cori consiguen esta transacción. La carga energética de la gluconeogénesis se impone al hígado y permite abastecer de glucosa al músculo para producir ATP y consecuentemente la contracción muscular. Tanto ciclo de alanina-glucosa como ciclo de Cori llevan moléculas producto de degradación hacia el hígado para que se sintetice glucosa y ésta se utilice en, para este caso, el músculo como fuente de energía, ¿por qué?: en el músculo, los intermediarios o precursores de intermediarios del ciclo de Krebs no se puede usar para sintetizar glucosa ya que en el músculo no hay la enzima glucosa 6-fosfatasa, por lo que éste tejido no tiene una función gluconeogénica. ¿Cúal sería la diferencia entre ciclo de glucosaalanina y ciclo de Cori? El de glucosa-alanina implica degradación de proteínas que genera aminoácidos, los cuales se transaminan para dar glutamato. El glutamato normalmente daría glutamina que se exporta al hígado, pero en el caso de ejercicio vigoroso en que la glucólisi genera piruvato, se transamina con piruvato para dar alanina y α-cetoglutarato. El ciclo de Cori viene de la degradación de glucosa hasta lactato que sale del músculo hacia el hígado. Esto habla de que el ciclo glucosa-alanina necesita la conexión e dos rutas catabólicas: degradación de glucosa y de aminoácidos mientras que Cori solo viene del primero. ¿Cúal es la importancia del ciclo glucosaalanina? Este ciclo (además del de Cori) permite que el músculo se mantenga abastecido de energía para poder mantener su actividad en caso de ejercicio vigoroso, y permite obtener glucosa a partir de la degradación de proteínas musculares (siempre y cuando exista concentración alta de piruvato para el caso de este ciclo) para suministrarla a tejidos que usen estrictamente glucosa como fuente de energía (estado de inanición).