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OBJETIVOS
Después de estudiar este capítulo, usted debe ser capaz de:
Describir la vía de la glucólisis y su control, y explicar cómo la glucólisis puede operar en condiciones anaeróbicas.
Describir la reacción de la piruvato deshidrogenasa y su regulación.
Explicar cómo la inhibición del metabolismo de piruvato lleva a acidosis láctica.
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Casi todos los tejidos tienen al menos cierto requerimiento de glucosa. En el cerebro, el requerimiento es considerable, e incluso en ayuno prolongado el cerebro no puede satisfacer más de alrededor de 20% de sus necesidades de energía a partir de cuerpos cetónicos. La glucólisis, la principal vía para el metabolismo de la glucosa, ocurre en el citosol de todas las células. Es singular, por cuanto puede funcionar de manera aerobia o anaerobia, según la disponibilidad de oxígeno y la cadena de transporte de electrones. Los eritrocitos, que carecen de mitocondrias, dependen por completo de la glucosa como su combustible metabólico y la metabolizan mediante glucólisis anaeróbica. Sin embargo, oxidar glucosa más allá del piruvato (el producto terminal de la glucólisis) requiere tanto oxígeno como sistemas de enzimas mitocondriales: el complejo de piruvato deshidrogenasa, el ciclo del ácido cítrico (capítulo 16) y la cadena respiratoria (capítulo 13).
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La glucólisis es la principal ruta para el metabolismo de los carbohidratos. La capacidad de la glucólisis para proporcionar ATP en ausencia de oxígeno tiene especial importancia, porque esto permite al músculo estriado tener un desempeño a cifras muy altas de gasto de trabajo cuando el aporte de oxígeno es insuficiente, y permite a los tejidos sobrevivir a episodios de anoxia. Sin embargo, el músculo cardiaco, que está adaptado para el desempeño aerobio, tiene actividad glucolítica relativamente baja, y poca supervivencia en condiciones de isquemia. Las enfermedades en las cuales hay deficiencia de las enzimas de la glucólisis (p. ej., piruvato cinasa) se observan sobre todo como anemias hemolíticas o, si el defecto afecta el músculo estriado (p. ej., fosfofructocinasa), como fatiga. En las células cancerosas en crecimiento rápido, la glucólisis procede a un índice alto, formando grandes cantidades de piruvato, el cual es reducido hacia lactato y exportado. Esto produce un ambiente local hasta cierto punto ácido en el tumor, mismo que puede tener inferencias para la terapia del cáncer. El lactato se usa para gluconeogénesis en el hígado (capítulo 19), proceso costoso en cuanto a energía, del cual depende gran parte del hipermetabolismo que se observa en la caquexia por cáncer. La acidosis láctica se produce por varias causas, entre ellas actividad alterada de la piruvato deshidrogenasa, especialmente en la deficiencia de tiamina (vitamina B1).
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LA GLUCÓLISIS PUEDE FUNCIONAR EN CONDICIONES ANAEROBIAS
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En las primeras investigaciones de la glucólisis quedó de manifiesto que la fermentación en levaduras era similar a la desintegración de glucógeno en el músculo. Fue evidente que cuando ...