Ciclo de randle
El ciclo de Randle , también conocido como ciclo de glucosa-ácidos grasos , es un proceso metabólico que involucra la competencia de glucosa y ácidos grasos por sustratos. [1] Se teoriza que desempeña un papel en la explicación de la diabetes tipo 2 y la resistencia a la insulina . [2] [3]
El ciclo de Randle es un mecanismo bioquímico que implica la competencia entre la glucosa y los ácidos grasos por su oxidación y absorción en el tejido muscular y adiposo . El ciclo controla la selección de combustible y adapta la oferta y la demanda de sustrato en los tejidos normales. Este ciclo agrega un ajuste fino mediado por nutrientes además del control hormonal más burdo sobre el metabolismo del combustible. Esta adaptación a la disponibilidad de nutrientes se aplica a la interacción entre el tejido adiposo y el músculo. Las hormonas que controlan la lipólisis del tejido adiposo afectan las concentraciones circulantes de ácidos grasos, que a su vez controlan la selección de combustible en el músculo. Los mecanismos involucrados en el ciclo de Randle incluyen el control alostérico, la fosforilación reversible y la expresión de enzimas clave. [5]El balance energético de las comidas compuestas por diferentes compuestos de macronutrientes es idéntico, pero los balances de glucosa y grasas que contribuyen al balance energético general cambian recíprocamente con la composición de las comidas. [6]
En ayunas, la activación de la lipólisis proporciona ácidos grasos como fuente de combustible preferida para la respiración. En el hígado, la β-oxidación de los ácidos grasos satisface las necesidades energéticas locales y puede conducir a la cetogénesis (creando cuerpos cetónicos a partir de ácidos grasos). Los cuerpos cetónicos se utilizan luego para satisfacer las demandas de tejidos distintos del hígado. La inhibición de la oxidación de la glucosa hace que los ácidos grasos y los cuerpos cetónicos contribuyan a un efecto ahorrador de glucosa , que es un mecanismo de supervivencia esencial para el cerebro durante los momentos de inanición. Esta inhibición de la oxidación de la glucosa a nivel de piruvato deshidrogenasa conserva el piruvato y el lactato., ambos precursores gluconeogénicos. [5]
El ciclo de los ácidos grasos de la glucosa también se observa en la alimentación después de una comida rica en grasas o durante el ejercicio. Aquí es cuando aumentan las concentraciones plasmáticas de ácidos grasos o cuerpos cetónicos. La glucosa que no se oxida se redirige luego al glucógeno . Este desvío al glucógeno explica la rápida resíntesis del glucógeno muscular después del ejercicio, así como el aumento del contenido de glucógeno en los músculos que se encuentran en la inanición o la diabetes. Este mecanismo repone los intermedios del ciclo del ácido cítrico . [5]
El deterioro del metabolismo de la glucosa por oxidación de ácidos grasos está mediado por la inhibición a corto plazo de varios procesos glucolíticos. El grado de inhibición aumenta a lo largo de la vía glucolítica, siendo más grave a nivel de piruvato deshidrogenasa y menos grave a nivel de captación de glucosa y 6-fosfofructo-1-quinasa ( PFK-1 ). [5] Esta secuencia ocurre debido al evento inicial, desencadenado por la oxidación de ácidos grasos, es un aumento en las proporciones mitocondriales de [acetil-CoA] / [CoA] y [NADH] / [NAD +]. Ambos sirven para inhibir la actividad piruvato deshidrogenasa. [7]Se ha propuesto que estos cambios conducen a una acumulación de citrato citosólico, que a su vez inhibe la PFK-1, seguida de un aumento de glucosa 6-fosfato, que finalmente inhibe la hexoquinasa. [5]
El estrés hemodinámico anula la inhibición del metabolismo de la glucosa por los ácidos grasos. Durante este tiempo hay una disminución en el suministro de sustrato y un aumento en la demanda de sustrato. Esto conduce a una activación de la proteína quinasa activada por AMP (AMPK) a medida que aumenta la concentración de AMP en los líquidos intracelulares y disminuye la concentración de ATP. La activación inducida por el estrés de AMPK proporciona una adaptación metabólica inmediata y protege al corazón del estrés isquémico. [5] [8] [9]
