BioquimicaYBiologiaMolecularParaCienciasDeLaSalud-322

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17.1 INTRODUCCIÓN
En capítulos precedentes hemos descrito las vías catabólicas
de obtención de energía por medio de la oxidación de los azú-
cares, los ácidos grasos, o del esqueleto carbonado de los ami-
noácidos. Parte de esta energía se utiliza para impulsar vías
biosintéticas y el flujo a través de las vías anabólicas y cata-
bólicas se regula esencialmente por la carga energética celular.
Además, se han estudiado los principales puntos de regulación
de las vías catabólicas, consideradas individualmente. Pero
para que el funcionamiento de la célula o el organismo sea
óptimo, estas vías deben regularse conjuntamente. En organis-
mos superiores, los distintos órganos cumplen funciones espe-
cíficas y poseen capacidades metabólicas diferentes. En con-
secuencia, en todo momento se encuentran en estado
funcional, simultáneamente, muchas rutas metabólicas distin-
tas. El flujo a través de estas vías se adapta a la disponibilidad
de nutrientes para cubrir las necesidades de los órganos, alte-
rando lo menos posible la composición química del medio
interno. Esta integración metabólica, considerada como la
interrelación de los procesos metabólicos, consigue que el
aprovechamiento de los nutrientes o las reservas del organismo
sea equilibrado, aún en condiciones de estrés, como el ayuno.
En este capítulo, se expondrán los mecanismos generales
de la regulación del flujo e integración de las vías metabóli-
cas, así como las principales diferencias en el perfil metabó-
lico de los órganos. Además, describiremos los mecanismos
de integración del metabolismo de los hidratos de carbono y
los lípidos, y la adaptación a algunas situaciones extremas
como el ayuno prolongado, y la diabetes mellitus dependien-
te de insulina. La integración durante el ejercicio se aborda-
rá en el Capítulo 32.
17.2 MECANISMOS GENERALES DE
REGULACIÓN E INTEGRACIÓN
METABÓLICA
17.2.1 Control del flujo a través de las vías metabólicas.
Etapas limitantes del flujo
El flujo de las vías metabólicas transcurre a una velocidad
determinada por la de la reacción más lenta de la vía. Esta
REGULACIÓN E INTEGRACIÓN 
METABÓLICA 17
reacción se denomina etapa limitante del flujo y la enzima
que la cataliza suele estar fuertemente regulada, ya que su
actividad determina el flujo de materia a través de la vía. Las
etapas limitantes suelen coincidir con reacciones irreversi-
bles situadas al principio de la vía. Así, si la velocidad de la
etapa limitante disminuye, se reduce también el consumo del
sustrato inicial, que queda libre para otros procesos, y se
limita la acumulación de intermediarios no utilizados.
La velocidad de la etapa limitante del flujo puede alte-
rarse por cambios en la concentración del sustrato, o por una
modificación de la actividad específica de la enzima o de su
cantidad. Los cambios en la cantidad o en la capacidad cata-
lítica de las enzimas limitantes del flujo están frecuentemen-
te sometidos a una regulación hormonal, lo que proporciona
mecanismos de integración complejos y versátiles.
17.2.2 Modificación de la actividad específica de 
las enzimas reguladoras del flujo. Aplicación a 
la regulación del metabolismo de los hidratos de
carbono
Los mecanismos más frecuentes de control de la actividad
específica de las enzimas reguladoras del flujo son, sin duda,
las interacciones alostéricas y la modificación covalente por
fosforilación-desfosforilación (véase el Cap. 9). Los activa-
dores o inhibidores alostéricos actúan como señales quími-
cas que transmiten información sobre el estado metabólico
de la célula o del conjunto del organismo. Un ejemplo típico
es la regulación de la fosfofructoquinasa (PFK) por ATP,
citrato y fructosa-2,6-bisfosfato, que determina el flujo a tra-
vés de la vía glicolítica (véase el Cap. 14). La PFK se inhibe
fuertemente por ATP, que desplaza su curva de saturación
por fructosa-6-fosfato hacia la derecha, y se activa intensa-
mente por fructosa-2,6-bisfosfato, que desplaza la curva
hacia la izquierda (Fig. 17-1) y es capaz de revertir la inhibi-
ción por ATP. En muchos tejidos, entre ellos el músculo, la
glicólisis se bloquea por la inhibición de PFK, mediada por
ATP. Así, el consumo de glucosa se ajusta a las necesidades
energéticas de la fibra muscular, tendiendo a un mínimo
cuando la carga energética celular es alta. En este caso, la vía
responde a una información procedente de la propia célula.
17 Capitulo 17 8/4/05 11:15 Página 303
	BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...)
	CONTENIDO
	PARTE I: ESTRUCTURA Y METABOLISMO
	SECCIÓN III METABOLISMO ENERGÉTICO
	17 METABÓLICA
	17.1 INTRODUCCIÓN
	17.2 MECANISMOS GENERALES DE (...)
	17.2.1 Control del flujo a través de las vías metabólicas (...)
	17.2.2 Modificación de la actividad específica de (...)