Metabolismo de los cuerpos cetónicos

En la vida, es útil tener un plan B por si el plan A no funciona.

En términos de energía, el plan A del cuerpo es generar energía a partir de los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas, básicamente en ese orden.

Pero si estos combustibles principales no están disponibles, el plan B es utilizar una fuente de combustible alternativa: los cuerpos cetónicos.

Los cuerpos cetónicos son un grupo de moléculas que contienen carbono y que son producidas por las mitocondrias del hígado utilizando una molécula de 2 carbonos llamada acetil-CoA.

El hígado produce cuerpos cetónicos en estados fisiológicos como el ayuno prolongado o el ejercicio, así como en patologías como la diabetes mellitus tipo 1 o el alcoholismo.

Los cuerpos cetónicos pueden liberarse en la circulación y ser captados por la mayoría de las células.

Dentro de las células, se reconvierten de nuevo en acetil-CoA, momento en el que pueden entrar en la mitocondria y producir ATP.

Los tres cuerpos cetónicos principales son el acetoacetato, el beta-hidroxibutirato y la acetona.

Por ejemplo, si alguien decide hacer un ayuno de 5 días.

Después de alrededor de 12 horas de ayuno, las concentraciones sanguíneas de glucosa empiezan a bajar.

En respuesta, el páncreas secreta glucagón y estimula la glucogenólisis hepática, es decir, el hígado comienza a descomponer el glucógeno en glucosa y a liberar esa glucosa en la sangre.

Después de unas 24 horas de ayuno, el hígado comienza a quedarse sin glucógeno, por lo que inicia el proceso de gluconeogénesis, que consiste en fabricar nuevas moléculas de glucosa a partir de sustratos como los aminoácidos.

Después de 1 a 3 días de ayuno, el cuerpo comienza a quedarse sin los sustratos necesarios para producir nueva glucosa.

Entonces, empieza a descomponer los ácidos grasos para obtener energía.

Los ácidos grasos se movilizan a partir de las reservas de grasa y se descomponen en acetil CoA a través de la beta oxidación en las mitocondrias de la mayoría de las células, excepto las del cerebro.

Los ácidos grasos no pueden cruzar la barrera hematoencefálica, por lo que las células cerebrales solo pueden utilizar la glucosa como energía, por lo que cuando no hay glucosa, utilizan los cuerpos cetónicos.

Esto también tiene sentido desde el punto de vista del hígado porque normalmente, el acetil-CoA se combina con el oxaloacetato en el ciclo del ácido cítrico para producir citrato.

Pero como el oxaloacetato también es un sustrato para la gluconeogénesis, sus concentraciones están bastante agotadas en este punto de la inanición.

Así que queda mucho acetil-CoA que no se ha combinado con oxaloacetato.

El oxaloacetato no es bueno.

Esto significa que el hígado está prácticamente desbordado de acetil-CoA y lo convierte en cuerpos cetónicos, que pueden ser utilizados por varias células del organismo, incluidas las del cerebro.

La síntesis de cuerpos cetónicos comienza con la unión de 2 moléculas de acetil-CoA por la enzima acetil-CoA aciltransferasa.

El resultado es una molécula de 4 carbonos llamada acetoacetil-CoA y una molécula de CoA libre.

A continuación, la enzima HMG-CoA sintasa combina la acetoacetil-CoA y la acetil-CoA para formar una molécula de 6 carbonos llamada 3-hidroxi-3-metilglutaril CoA, o HMG-CoA, es decir, 3 acetilos y una molécula de CoA libre.