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El secreto del glucógeno: ¿por qué este polisacárido multiramificado es la reserva energética de nuestro organismo?
El glucógeno es un polisacárido multiramificado compuesto de glucosa que desempeña un papel como reserva energética en animales, hongos y bacterias. Es la principal forma de almacenamiento de glucosa en el cuerpo. Como una de las tres reservas de energía comúnmente utilizadas, el glucógeno se utiliza principalmente para el suministro de energía a corto plazo, mientras que el fosfato de creatina se utiliza para energía rápida a corto plazo y los triglicéridos en el tejido adiposo se utilizan para reservas a largo plazo. En circunstancias normales, las proteínas no suelen utilizarse como fuente principal de energía y sólo se utilizan en épocas de hambruna o de crisis fisiológica.
En el cuerpo humano, el glucógeno se produce y almacena principalmente en el hígado y en las células del músculo esquelético.
En el hígado, el glucógeno puede representar entre el 5 y el 6 % del peso fresco del órgano. El hígado de un adulto que pesa aproximadamente 1,5 kg puede almacenar entre 100 y 120 gramos de glucógeno. En el músculo esquelético, la concentración de glucógeno es menor y representa aproximadamente el 1-2% de la masa muscular. Un adulto que pesa 70 kg puede almacenar aproximadamente 400 g de glucógeno en el músculo esquelético. El glucógeno también se almacena en pequeñas cantidades en muchos otros tejidos y células, incluidos los riñones, los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las células gliales del cerebro. Durante el embarazo, el útero también almacena glucógeno para nutrir al embrión.
La cantidad de glucógeno almacenado depende principalmente de la fibra oxidativa tipo 1, el entrenamiento físico, la tasa metabólica basal y los hábitos alimentarios. Se logran diferentes niveles de glucógeno muscular en reposo cambiando la cantidad de gránulos de glucógeno, en lugar del tamaño de los gránulos existentes. Cabe señalar que en la sangre humana siempre hay presentes alrededor de 4 gramos de glucosa; en estado de ayuno, los niveles de azúcar en sangre se mantienen estables utilizando las reservas de glucógeno en el hígado, porque el glucógeno en el músculo esquelético es utilizado principalmente por este músculo. , pero no interviene en la regulación de los niveles de azúcar en sangre.
El glucógeno en los músculos sirve como reserva energética propia del músculo, mientras que el glucógeno en el hígado es utilizado por todo el cuerpo, especialmente por el sistema nervioso central.
De hecho, el cerebro humano consume alrededor del 60% de su azúcar en sangre en estado de ayuno. El glucógeno es similar al almidón en las plantas y es un polímero de glucosa utilizado para almacenar energía. Aunque su estructura es similar a la amilopectina, un componente del almidón, las ramificaciones del glucógeno son más abundantes y más compactas. Este método de almacenamiento eficiente permite que el glucógeno se libere rápidamente para satisfacer necesidades energéticas repentinas.
Estructura y función del glucógeno
El glucógeno es un polímero de cadena lineal y estructura ramificada compleja, compuesto habitualmente por cadenas de 8-12 unidades de glucosa, cuyo número varía entre 2.000 y 60.000 por molécula de glucógeno. Las moléculas de azúcar están unidas por enlaces glucosídicos α(1→4), y las partes ramificadas están unidas por enlaces glucosídicos α(1→6). En resumen, la estructura del glucógeno es como la bola de un árbol de glucosa, con la proteína glucógeno en el núcleo.
En el hígado, cuando los niveles de azúcar en sangre aumentan, la insulina promueve que las células hepáticas absorban la glucosa y la conviertan en glucógeno; por el contrario, cuando los niveles de azúcar en sangre disminuyen, el glucagón promueve la degradación del glucógeno para liberar glucosa.
La función principal del glucógeno en el hígado es regular los niveles de azúcar en la sangre. Después de una comida, el nivel de azúcar en la sangre aumenta y aumenta la secreción de insulina, lo que promueve la síntesis y el almacenamiento de glucógeno. Sin embargo, una vez que el nivel de azúcar en sangre comienza a bajar, la secreción de insulina disminuye, la síntesis de glucógeno se detiene y la enzima glucógeno fosforilasa convierte el glucógeno nuevamente en glucosa para satisfacer las necesidades energéticas del cuerpo. En los músculos, el glucógeno se utiliza como fuente de energía rápida, especialmente durante el ejercicio de alta intensidad.
Relevancia clínica e impacto del ejercicio
La enfermedad más común con metabolismo anormal del glucógeno es la diabetes. En esta condición, el almacenamiento de glucógeno del hígado aumenta o disminuye de manera anormal debido a la insulina anormal. Durante los deportes de resistencia prolongados, como maratones, esquí de fondo o ciclismo, los atletas a menudo experimentan un agotamiento de glucógeno, un fenómeno conocido como "chocar contra la pared" o "chocar". Para evitar este fenómeno, los deportistas pueden optar por seguir consumiendo carbohidratos de alto índice glucémico para reponer energía durante el ejercicio.
La investigación científica sugiere que consumir carbohidratos con cafeína puede ayudar a reponer las reservas de glucógeno más rápidamente después del ejercicio de alta intensidad, pero no se han determinado las dosis efectivas.
Además, en los últimos años también se han estudiado las nanopartículas de glucógeno como posibles sistemas de administración de fármacos, lo que demuestra la posible aplicación del glucógeno en el campo médico. Esta función versátil ha provocado un renovado interés en el valor del glucógeno, tanto como reserva de energía como indicador de salud. No podemos evitar preguntarnos: ¿qué nuevos descubrimientos y aplicaciones traerán las futuras investigaciones sobre el glucógeno?
