Glucógeno (almidón animal): definición, función y reserva de glucosa

Glucógeno (almidón animal): qué es, función y reserva de glucosa en hígado y músculo. Aprende su estructura, rol energético y cómo se moviliza rápidamente.

El glucógeno (comúnmente conocido como almidón animal, aunque este nombre es inexacto) es un polisacárido que constituye la principal forma de almacenamiento de glucosa en las células animales.

El glucógeno se encuentra en forma de gránulos en el citosol en muchos tipos de células, y desempeña un papel importante en el ciclo de la glucosa. El glucógeno constituye una reserva energética que puede movilizarse rápidamente para satisfacer una necesidad repentina de glucosa, pero que es menos compacta que las reservas energéticas de los triglicéridos. Sólo el glucógeno almacenado en el hígado puede hacerse accesible a otros órganos.

Estructura

El glucógeno es un polímero de glucosa formado por enlaces α(1→4) en cadenas lineales con ramificaciones unidas por enlaces α(1→6) aproximadamente cada 8–12 residuos. Estas frecuentes ramificaciones confieren al glucógeno una estructura muy compacta y muchos extremos libres, lo que permite una síntesis y degradación rápidas. La síntesis comienza con una proteína iniciadora llamada glucógenoina.

Localización y cantidades

Las mayores reservas se encuentran en:

• Hígado: almacena glucógeno para mantener la glucosa sanguínea entre comidas (reserva aproximada en adulto: 80–120 g, variable según tamaño corporal y situación nutricional).
• Músculo esquelético: almacena glucógeno para el uso local durante la contracción muscular (reservas totales variables, típicamente 300–500 g en una persona entrenada o de masa muscular grande).

Otras células (como células del corazón, riñón y glía) también contienen glucógeno en menor cantidad.

Función

• Reserva energética de rápida movilización: al disponer de múltiples extremos, el glucógeno se degrada con rapidez cuando se necesita glucosa.
• Mantenimiento de la glucemia: el hígado convierte glucógeno en glucosa libre (vía glucosa-6-fosfatasa) para mantener los niveles sanguíneos durante el ayuno.
• Suministro local en el músculo: el glucógeno muscular proporciona glucosa-6-fosfato para la glucólisis durante el ejercicio; el músculo carece de glucosa-6-fosfatasa, por lo que su glucosa no puede liberarse al torrente sanguíneo para otros tejidos.

Metabolismo y regulación

Los procesos principales son:

• Síntesis (glucogénesis): la glucosa se activa a UDP-glucosa y se une a la cadena por la glucógeno sintasa; la enzima ramificante introduce los enlaces α(1→6).
• Degradación (glucogenólisis): la glucógeno fosforilasa libera glucosa en forma de glucosa-1-fosfato desde los extremos no reductores; la enzima desramificante elimina ramas para permitir la acción continua de la fosforilasa. La glucosa-1-fosfato se convierte en glucosa-6-fosfato (por fosfoglucomutasa).
• Destino de la glucosa-6-fosfato: en hígado (y riñón) la glucosa-6-fosfatasa genera glucosa libre que sale a la sangre; en músculo se usa para producir energía (glucólisis).

La regulación hormonal es clave: insulina favorece la síntesis de glucógeno (estimula la desfosforilación y activación de la glucógeno sintasa), mientras que glucagón y adrenalina activan la degradación mediante la vía cAMP → PKA → fosforilasa quinasa → activación de la glucógeno fosforilasa y la inhibición de la síntesis. También existen regulaciones alostéricas: por ejemplo, el AMP activa la fosforilasa en músculo y la glucosa-6-fosfato activa la glucógeno sintasa.

Diferencias con el almidón vegetal

Aunque a veces se denomina "almidón animal", el glucógeno difiere del almidón vegetal (compuesto por amilosa y amilopectina) en que tiene ramificaciones mucho más frecuentes, lo que lo hace más ramificado y más soluble, y facilita una movilización más rápida de la glucosa.

Importancia clínica y fisiológica

• Enfermedades del almacenamiento de glucógeno: existen varias, como la enfermedad de von Gierke (deficiencia de glucosa-6-fosfatasa) que causa hipoglucemia severa y hepatomegalia, o la enfermedad de McArdle (deficiencia de glucógeno fosforilasa muscular) que provoca intolerancia al ejercicio y calambres.
• Ejercicio y nutrición: el glucógeno muscular se agota durante esfuerzo intenso; la reposición (carbohidratos y tiempo de recuperación) es importante para el rendimiento deportivo.
• Diabetes y metabolismo: la alteración en la síntesis o degradación del glucógeno puede contribuir a desequilibrios en el control de la glucemia en la diabetes.

Detección y observación

Histológicamente, el glucógeno puede visualizarse con tinciones como PAS (ácido periódico de Schiff). En biología molecular y bioquímica se estudia mediante ensayos enzimáticos y técnicas como la espectrometría de masas o la resonancia magnética para cuantificar reservas en tejido.

En resumen, el glucógeno es la forma rápida y dinámica de almacenamiento de glucosa en animales: altamente ramificado, localizado principalmente en hígado y músculo, regulado finamente por hormonas y necesidades energéticas, y de gran relevancia clínica y deportiva.

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es el glucógeno?

P: ¿Dónde se encuentra el glucógeno?

P: ¿Qué papel desempeña el glucógeno en el ciclo de la glucosa?

P: ¿En qué se diferencia la compacidad del glucógeno de las reservas energéticas de los triglicéridos?

P: ¿Todo el glucógeno almacenado en el cuerpo puede hacerse accesible a otros órganos?

P: ¿Cuál es la función del glucógeno almacenado en el hígado?

P: ¿Por qué es importante el glucógeno para las células animales?

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