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El glucagón es una hormona polipeptídica secretada por las células alfa de los islotes de Langerhans pancreáticos. La célula alfa es capaz de responder a diversos estímulos que indiquen una disminución en la concentración de sustratos disponibles circulantes, como es el caso de una baja concentración plasmática de glucosa, aminoácidos y triacilglicéridos. El período de privación de alimentos es un período catabólico donde se degradan las formas de almacenamiento de energía. Una vez que el glucagón interactúa con su receptor se estimula la formación de AMPc, la cual activa alostéricamente a la PKA; encargada de fosforilar a otras enzimas, promoviendo la activación de unas e inhibiendo a otras.


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Durante el ayuno las acciones del hígado van a estar orientadas a la síntesis y distribución de moléculas energéticas para que las usen otros órganos.
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La primera acción del hígado en respuesta a la disminución de los niveles de glicemia en sangre, es la degradación del glucógeno y esto es gracias a la fosforilación que lleva a cabo PKA quien fosforila a la glucógeno sintetasa inhibiéndola, y a la glucógeno fosforilasa activándola; por esta razón se promueve la degradación de glucógeno (Glucogenólisis) y se inhibe la formación del mismo (Glucogenogénesis). Cuando se fosforila a la enzima dual conocida como fosfofructoquinasa II, se promueve su actividad fosfatasa, lo que aumenta la degradación de la fructosa 2,6 -difosfato en fructosa 6-fosfato, provocando la disminución de la actividad de la fosfofructoquinasa I (PFK I) disminuyendo la velocidad de la glicólisis. Por otra parte también promueve la actividad de la fructosa 1,6 difosfatasa favoreciendo la neoglucogénesis y de esta manera la formación de glucosa.

La PKA fosforila a la acetil-CoA Carboxilasa (enzima que participa en la lipogénesis) inhibiéndola, lo que provoca que no se sintetice malonil-CoA, recordando que altas concentraciones de este sustrato inhibían a la enzima acil-carnitina-transferasa I (enzima que participa en la β- oxidación), una vez que disminuye la síntesis de manolil-CoA, esta enzima se va a encontrar en su forma activa, permitiendo la entrada de ácidos grasos a la mitocondria para promover su oxidación.
En el tejido hepático es donde se produce únicamente cuerpos cetónicos. Su síntesis ocurre en respuesta a bajos niveles de glucosa en sangre y cuando no se dispone de reservas celulares de glucógeno. Cuando los ácidos grasos se descomponen durante la β-oxidación para formar acetil-CoA y la cantidad de este compuesto es superior a la capacidad de procesamiento del ciclo de Krebs, el acetil CoA se usa para la biosíntesis de cuerpos cetónicos que presentan gran importancia ya que pueden ser utilizados como combustible energético en la mayoría de los tejidos, inclusive en el cerebral. Su uso disminuye la necesidad de gluconeogénesis a partir de aminoácidos y esqueletos de carbono, retardando la velocidad de la pérdida de proteínas esenciales a partir de la proteólisis muscular. Ante altas concentraciones de acil-CoA se estimula la B- Oxidacion, obteniendo como productos acetil-CoA que estimula alostéricamente a la piruvato carboxilasa e inhibe a la piruvato deshidrogenasa. Otro producto es el NADH que permite que se lleve a cabo un proceso fundamental en la neoglucogénesis, como es la formación del fosfoenol piruvato. El NADH permite que el oxalacetato pase a malato, quien desde la matriz mitocondrial se trasloca al citosol, donde gracias a la malato deshidrogenasa citosólica es reoxidado a oxalacetato y posteriormente, este oxalacetato, sirve como sustrato para la fosfoenol piruvato carboxiquinasa formándose fosfoenolpiruvato. Por potra parte, la proteólisis muscular, aumenta las concentraciones de aminoácidos circulantes los cuales ingresan al hígado. Uno de esos aminoácidos podría ser la alanina que, por efecto de una transaminación, se convierte en piruvato favoreciendo, igualmente, a la neoglucogénesis.


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En el tejido adiposo ocurre la degradación de triacilglicéridos producto de la activación de la lipasa sensible a hormona activada por la fosforilación por PKA. Los ácidos grasos obtenidos son transportados a diversos tejidos gracias a la albúmina y una vez en ellos son usados como combustible. Los niveles crecientes de ácidos grasos que están disponibles en respuesta al glucagón o a la epinefrina son oxidados totalmente, porque la PKA también fosforila a la Acetil-CoA Carboxilasa, de tal modo que se inhibe la síntesis de ácidos grasos. Como producto de este metabolismo se obtiene glicerol que en el hígado puede convertirse en glucosa.


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54fdh.gifEn el tejido muscular, durante el ayuno, el transporte de glucosa al interior de las células a través de transportadores específicos, se va a ver desfavorecido por la disminución de los niveles de insulina en la sangre. Por lo tanto, el músculo emplea los ácidos grasos del tejido adiposo y los cuerpos cetónicos del hígado como combustibles. Durante los primeros días de ayuno se da una degradación rápida de proteínas musculares, incrementando el aporte de aminoácidos que pueden ser empelados por el hígado como sustrato para la neoglucogénesis.
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