El hígado es un productor de glucosa, su función principal en el metabolismo energético durante el ayuno es el mantenimiento de la glucemia mediante la síntesis y distribución de las moléculas para su uso por parte de otros órganos.

Se encarga de la degradación de glucógeno (glucogenólisis), de la síntesis y liberación de glucosa (gluconeogénesis), del aumento de la oxidación de los ácidos grasos procedentes del tejido adiposo (lipolisis y β oxidación) y de la síntesis de los cuerpos cetónicos.

La presencia de la enzima glucosa 6-fosfatasa en el hígado permite que la glucosa se libere tanto a partir de la glucogenólisis como de la gluconeogénesis.

Activación de glucógeno fosforilasa

La gluconeogénesis es el proceso de síntesis de glucosa a partir de precursores que no son carbohidratos. Los principales sustratos usados son el lactato y el glicerol. El hígado y los riñones son los principales tejidos gluconeogénicos. Durante los periodos de ayuno un aporte de glucosa es necesario, en especial para el sistema nervioso y los eritrocitos. Después de un ayuno durante toda la noche, la glucogenólisis y la gluconeogénesis hacen contribuciones casi iguales a la glucosa en sangre; a medida que las reservas de glucógeno se agotan, la gluconeogénesis se hace progresivamente más importante.

Una falla en la gluconeogénesis puede resultar mortal. La hipoglucemia puede conducir al coma y a la muerte. Por el contrario un exceso en la gluconeogénesis puede aumentar las concentraciones de glucosa circulantes produciendo hiperglucemia, esto se presenta en los pacientes con Diabetes tipo 2 por ejemplo.

Glucagón, los glucocorticoides, la epinefrina y la hormona de crecimiento.

La lipasa sensible a hormona es la enzima encargada de hidrolizar los triacilglicéridos en el momento en el cual la célula necesita energía. Varias hormonas pueden estimular de manera importante la lipólisis, la epinefrina, la cual es secretada en la corteza suprarrenal cuando los niveles circulantes de glucosa disminuyen o bien en condiciones de estrés, la hormona de crecimiento (GH), el glucagón y las hormonas tiroideas cuando se encuentran en exceso. La señalización de estas hormonas permitirá la formación de AMPc permitiendo la activación de la lipasa sensible a hormona produciendo finalmente ácidos grasos libres y glicerol.

Control de la lipólisis del tejido adiposo

Durante este proceso el ácido graso libre producido en la lipólisis es activado por la enzima acil coA sintasa a una forma activa conocida como acil CoA, un proceso que requiere ATP. Sin embargo, los ácidos grasos de cadena larga no pueden entrar al interior de la mitocondria en donde se encuentra la maquinaria enzimática que realiza la beta-oxidación. Carnitin palmitoil transferasa 1 convierte el ácido graso de cadena larga-acil CoA a acil-carnitina favoreciendo su paso hacia la membrana mitocondrial interna. La acil-carnitin translocasa actúa como un transportador en la membrana mitocondrial interna. La acil-carnitina reacciona con la CoA formando nuevamente acil CoA gracias a la participación de la Carnitin palmitoil transferasa 2.

Por cada ronda de beta oxidación la ruptura del ácido graso permitirá obtener 2 moléculas de acetil-coA.

(s. a.) (s. f.). Beta oxidación [imagen].Tomada de Murray R. (2013). Bioquímica de Harper. 29a ed. México: McGraw-Hill Lange

Durante el ayuno el hígado recibe grandes cantidades de ácidos grasos del tejido adiposo. Los niveles elevados de acetil-CoA hepática producidos por la degradación de ácidos grasos, inhiben la piruvato deshidrogenasa y activan la piruvato carboxilasa. El oxalacetato producido se usa para la gluconeogénesis en lugar de para el ciclo de los ácido tricarboxilo, de manera que la acetil CoA se utiliza para la síntesis de cuerpos cetónicos.

Cetogenesis