Introducción
Objetivo: Explicar por qué la glucosa es tan importante y por qué debe mantenerse en equilibrio en la sangre.
La glucosa es la principal fuente de energía para el cuerpo humano. Todas nuestras células la utilizan para funcionar correctamente, especialmente el cerebro y los músculos.
Sin embargo, su concentración en la sangre (llamada glucemia) debe mantenerse dentro de un rango adecuado. Si hay demasiada glucosa (hiperglucemia), puede causar enfermedades como la diabetes; si hay muy poca (hipoglucemia), el cuerpo no tiene suficiente energía.
Por eso, el organismo cuenta con un sistema muy preciso que combina rutas metabólicas y hormonas para mantener el equilibrio de la glucosa.
1. Metabolismo de la glucosa
a) Glucólisis
La glucólisis es el proceso mediante el cual la glucosa se degrada para obtener energía en forma de ATP, ocurre en el citoplasma de las células y tiene dos fases:
- Fase preparativa: se invierten 2 ATP para transformar la glucosa en gliceraldehído-3-fosfato.
- Fase de rendimiento energético: se obtienen 4 ATP y 2 moléculas de piruvato.
Por esto, la ganancia neta de la glucólisis son 2 moléculas de piruvato y 2 ATP.
El piruvato tiene dos destinos dependiendo de las condiciones de su ambiente:
- En condiciones aeróbicas, el piruvato entra en la mitocondria y continúa el ciclo de Krebs para producir más energía.
- En condiciones anaeróbicas, como durante ejercicio intenso, el piruvato se convierte en lactato, permitiendo generar energía rápidamente.
b) Gluconeogénesis
La gluconeogénesis es una vía anabólica (de síntesis) que produce glucosa a partir de compuestos no glucídicos, como el piruvato, el lactato, el glicerol y algunos aminoácidos.
Este proceso ocurre principalmente en el hígado y en menor medida en el riñón, especialmente durante el ayuno prolongado o el ejercicio intenso, cuando el cuerpo necesita mantener estables los niveles de glucosa en sangre.
La gluconeogénesis comienza con la conversión del piruvato en oxalacetato mediante la enzima piruvato carboxilasa, y luego en fosfoenolpiruvato a través de la PEP carboxiquinasa (PEPCK). Después, la ruta avanza en sentido inverso a la glucólisis, utilizando enzimas específicas para superar los pasos irreversibles, como la fructosa-1,6-bisfosfatasa y la glucosa-6-fosfatasa.
Este mecanismo es esencial para asegurar que órganos como el cerebro y los glóbulos rojos sigan recibiendo glucosa incluso cuando no hay aporte externo de alimentos.
2. Metabolismo del glucógeno
Además de transformar glucosa, el cuerpo también la almacena en forma de glucógeno, un polisacárido de reserva que se guarda principalmente en el hígado y los músculos.
a) Glucogenólisis
La glucogenólisis es la degradación del glucógeno para liberar glucosa cuando el cuerpo necesita energía. La enzima glucógeno fosforilasa rompe los enlaces del polisacárido y produce glucosa-1-fosfato. Luego, otras enzimas eliminan las ramificaciones del glucógeno hasta liberar glucosa libre. Estas unidades de glucosa tienen dos destinos al terminar la ruta, algunas se van para el músculo donde son oxidadas por medio de la glucólisis, y otras, se van para el hígado donde se permite su liberación en la sangre para aumentar la concentración de glucemia.
Este proceso ocurre principalmente durante el ayuno, el ejercicio intenso o en situaciones de estrés, cuando el cuerpo requiere energía rápida.
b) Glucogenogénesis
La glucogenogénesis es el proceso inverso: la síntesis de glucógeno para almacenar el exceso de glucosa después de comer. Comienza cuando la glucosa es fosforilada a glucosa-6-fosfato (por la enzima hexoquinasa o glucoquinasa). Luego se transforma en glucosa-1-fosfato y se activa como UDP-glucosa, que sirve como “bloque de construcción” para el glucógeno. Finalmente, la glucógeno sintasa une las unidades de glucosa, y la enzima ramificante introduce enlaces α(1→6), haciendo la molécula más compacta y soluble.
3. Regulación hormonal
La regulación hormonal es clave para mantener los niveles de glucosa estables. Las tres hormonas principales son:
Insulina
Producida por las células beta del páncreas. Se libera cuando hay mucha glucosa en sangre. Favorece la entrada de glucosa a las células, estimula la glucogenogénesis y la glucólisis, e inhibe la gluconeogénesis y la glucogenólisis. En resumen, ayuda a disminuir el nivel de glucosa en sangre.
Glucagón
Producido por las células alfa del páncreas. Se libera cuando hay poca glucosa. Estimula la gluconeogénesis y la glucogenólisis, promoviendo que el hígado libere glucosa al torrente sanguíneo. Por otro lado, inhibe la glucólisis y la glucogenogénesis. Su función es aumentar la glucemia.
Adrenalina
Secretada en situaciones de estrés o ejercicio. Activa la glucogenólisis en el músculo y el hígado para disponer de energía rápidamente.
4. Moléculas relacionadas
Se muestran a continuación las moléculas relacionadas con el metabolismo de la glucosa junto con su estructura, polaridad y solubilidad.
Glucosa (C₆H₁₂O₆)
- Grupos funcionales: Es un polihidroxialdehído compuesto por una cadena de 6 carbonos, 5 grupos hidroxilos (alcohol).
- Polaridad: La glucosa es polar debido a la gran cantidad de oxígenos electronegativos.
- Solubilidad en agua: Sí es soluble. En nuestro cuerpo, la glucosa está disuelta en el plasma de la sangre, favoreciendo su rápido transporte.
Piruvato
- Grupos funcionales: El piruvato es la forma desprotonada del ácido pirúvico. Consta de 3 carbonos, un ácido carboxílico desprotonado, una cetona y un grupo metilo.
- Polaridad: El piruvato es polar ya que tiene un anión y dos grupos carbonilos.
- Solubilidad en agua: Sí es soluble. Por eso el piruvato puede circular disuelto en el citosol.
Lactato
- Grupos funcionales: El lactato es la forma desprotonada del ácido láctico. Está constituido por 3 carbonos, un ácido carboxílico desprotonado, un grupo hidroxilo (alcohol) y un grupo metilo.
- Polaridad: El lactato es polar ya que tiene un ión negativo, un grupo hidroxilo y un grupo carbonilo.
- Solubilidad en agua: Sí es soluble ya que ambos son polares. Se disuelve fácilmente en el citosol y después en el plasma sanguíneo.
5. Referencias
- Biga, L. M., et al. (2025). Anatomy & Physiology second edition 2e. Ver fuente
- Espinosa, I., et al. (2012). Metabolismo celular de la glucosa y la amoniogénesis en el riñón. Ver fuente
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- Mendoza, A. (2008). EL ORIGEN DE LA ACIDEZ EN LA GLUCÓLISIS ANAEROBIA. Ver fuente
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- Patino, S. C., & Orrick, J. A. (2022). Biochemistry, Glycogenesis. Ver fuente
- Pérez, M., et al. (2012). GLUCONEOGÉNESIS: UNA VISIÓN CONTEMPORÁNEA. Ver fuente
- Rigalli, A. (2016). Enzimas de glucólisis y gluconeogénesis. Ver fuente
- Roy, D. (2025). Fate of pyruvate. Chemistry LibreTexts. Ver fuente
- Somjen, D. (2023). Glucose regulation. Ver fuente
Conclusión
El cuerpo humano mantiene el equilibrio de la glucosa mediante una compleja interacción entre rutas metabólicas y señales hormonales.
Gracias a estos mecanismos, las células reciben energía de forma constante, incluso cuando cambiamos de actividad o dejamos de comer.
Este control preciso es esencial para conservar la homeostasis y prevenir enfermedades como la diabetes.
