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OBJETIVOS
Después de estudiar este capítulo, el lector debería:
Describir la vía de la glucólisis y su control, y explicar cómo esta vía suele funcionar en condiciones anaerobias.
Describir la reacción de la deshidrogenasa de piruvato y su regulación.
Explicar cómo la inhibición de la oxidación del piruvato conduce a la acidosis láctica.
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IMPORTANCIA BIOMÉDICA
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La mayoría de los tejidos tiene al menos algún requerimiento de glucosa. El cerebro depende de manera predominante de la glucosa para satisfacer sus necesidades energéticas, excepto en ayunos prolongados, en los que los cuerpos cetónicos llegan a satisfacer alrededor de 20% de sus necesidades energéticas. La glucólisis es la vía principal a través de la cual las células metabolizan la glucosa y otros carbohidratos. Tiene lugar en el citosol de las células y puede funcionar en un ambiente aerobio o anaerobio según la disponibilidad de oxígeno y la actividad de la cadena de transporte de electrones (y, por consiguiente, de la presencia de mitocondrias). Los eritrocitos, que carecen de mitocondrias, dependen en absoluto de la glucosa como combustible metabólico y la metabolizan mediante la glucólisis anaerobia.
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La capacidad de la glucólisis para proporcionar trifosfato de adenosina (ATP, adenosine triphosphate) en ausencia de oxígeno permite que el músculo esquelético se desempeñe a niveles muy altos de producción de trabajo cuando el suministro de oxígeno es insuficiente y permite que los tejidos sobrevivan a los episodios anóxicos. Sin embargo, el músculo cardiaco, que está adaptado para el rendimiento aerobio, tiene una actividad glucolítica relativamente baja y una supervivencia escasa en condiciones de isquemia. Las enfermedades en las que las enzimas de la glucólisis (p. ej., cinasa de piruvato) son deficientes se observan, sobre todo, como anemias hemolíticas o, si el defecto afecta al músculo esquelético (p. ej., fosfofructocinasa), como fatiga. En las células cancerosas de crecimiento rápido, la glucólisis avanza a un ritmo elevado, lo que forma grandes cantidades de piruvato, que se reduce a lactato y se libera. El lactato se utiliza para la gluconeogénesis en el hígado (véase La insulina y el glucagón desempeñan un papel central en la regulación de la glucosa en sangre, en el capítulo 19) y, combinado con el marcado aumento de la síntesis de proteínas hepáticas secundaria a la mayor liberación de aminoácidos del músculo catabólico, contribuye al hipermetabolismo, que se observa en la caquexia por cáncer. La acidosis láctica suele ser de dos tipos. El tipo A es el más común y se debe a hipoxia o perfusión tisular alterada (p. ej., sepsis e hipovolemia). El tipo B se debe a la capacidad alterada para metabolizar el lactato (p. ej., enfermedad hepática, deficiencia de tiamina). La deficiencia de tiamina (vitamina B1) afecta la actividad de la deshidrogenasa de piruvato.
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LA GLUCÓLISIS PUEDE FUNCIONAR EN CONDICIONES ANAEROBIAS
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Al principio de las investigaciones de ...