1Hidratos de carbono dietarios: digeribles y no digeribles
Los hidratos de carbono de la dieta se dividen en dos grupos según si el organismo humano posee las enzimas necesarias para hidrolizarlos:
- No digeribles (fibra alimentaria): el organismo carece de las enzimas capaces de romper sus enlaces glucosídicos (típicamente enlaces β, ver capítulo I.2) — no aportan energía directamente, pero cumplen funciones relevantes: estimulan los movimientos intestinales, enlentecen el vaciamiento gástrico (mayor sensación de saciedad), y ciertos tipos de fibra reducen la absorción de glucosa y lípidos.
- Digeribles: principalmente almidón (polímero de glucosa, ver capítulo I.2), sacarosa (disacárido del azúcar de mesa) y lactosa (disacárido de la leche) — se hidrolizan enzimáticamente a lo largo del tubo digestivo hasta sus monosacáridos constituyentes, el único formato en que pueden ser absorbidos por la mucosa intestinal.
El proceso digestivo completo (amilasa salival y pancreática, disacaridasas del borde en cepillo) y el mecanismo de absorción (SGLT1 para glucosa/galactosa, GLUT5 para fructosa) ya se desarrollaron en profundidad en el Manual de Fisiología, capítulo IV.2 — este capítulo retoma la glucosa exactamente en el punto donde ese proceso termina: ya absorbida y circulando en sangre.
2Transportadores GLUT: entrada de glucosa a la célula
La glucosa, polar y de gran tamaño para atravesar la bicapa lipídica por difusión simple, entra a la célula mediante transportadores GLUT (GLUcose Transporter), una familia de proteínas de membrana con especificidad tisular distinta:
| Transportador | Tejido principal | Km (afinidad) | Regulación |
|---|---|---|---|
| GLUT1 | Eritrocitos, barrera hematoencefálica, la mayoría de los tejidos (basal) | Baja (alta afinidad) | Constitutivo, no dependiente de insulina — asegura captación basal de glucosa incluso ante glucemias bajas |
| GLUT2 | Hígado, célula β pancreática, riñón, intestino | Alta (baja afinidad) | No dependiente de insulina; su baja afinidad le permite actuar como "sensor" de glucosa proporcional a la glucemia real, clave para que la célula β detecte la hiperglucemia (ver capítulo VIII.1) |
| GLUT3 | Neuronas | Muy baja (afinidad muy alta) | No dependiente de insulina — garantiza aporte constante de glucosa al tejido nervioso, que depende casi exclusivamente de ella en condiciones normales (ver capítulo VIII.3) |
| GLUT4 | Músculo esquelético, tejido adiposo, miocardio | Intermedia | Insulino-dependiente: la insulina estimula la translocación de vesículas intracelulares que contienen GLUT4 hacia la membrana plasmática — el único transportador de este grupo cuya actividad depende agudamente de la señal hormonal |
| GLUT5 | Intestino, testículo, riñón | — | Específico para fructosa, no glucosa (ya visto en el Manual de Fisiología, capítulo IV.2) |
Órganos como el cerebro no pueden permitirse quedar sin glucosa si la insulina falta transitoriamente (por ejemplo, en el ayuno, cuando la insulina fisiológicamente cae) — de ahí que GLUT1 y GLUT3 capten glucosa de forma constitutiva, proporcional solo a la glucemia. El músculo y el tejido adiposo, en cambio, son tejidos de almacenamiento y reserva (glucógeno, triglicéridos): tiene sentido que capten glucosa activamente solo cuando la insulina —la señal de "estado posprandial, hay excedente de energía"— se los indica explícitamente. Esta distinción explica directamente por qué, en la diabetes tipo 1 (déficit de insulina), el cerebro sigue nutriéndose de glucosa con normalidad mientras el músculo y el adiposo quedan funcionalmente "hambrientos" pese a la hiperglucemia — la base fisiopatológica de la pérdida de peso y masa muscular en la diabetes descompensada.
3Fosforilación de la glucosa: el primer paso obligado
Una vez dentro de la célula, la glucosa se fosforila de inmediato a glucosa-6-fosfato, catalizada por:
| Enzima | Tejido | Km | Regulación |
|---|---|---|---|
| Hexoquinasa | La mayoría de los tejidos | Baja (alta afinidad) | Inhibida por su propio producto (glucosa-6-fosfato) — retroinhibición directa (capítulo III.2) |
| Glucoquinasa | Hígado y célula β pancreática | Alta (baja afinidad) | No inhibida por glucosa-6-fosfato — permite que el hígado siga fosforilando glucosa proporcionalmente incluso a glucemias altas, absorbiendo el exceso posprandial |
Esta fosforilación cumple una función doble y elegante: por un lado, es el primer paso de la glucólisis (capítulo IV.2); por otro, al añadir una carga negativa a la molécula, atrapa metabólicamente a la glucosa dentro de la célula —la glucosa-6-fosfato, a diferencia de la glucosa libre, no puede atravesar la membrana ni ser reconocida por los transportadores GLUT—, garantizando que la glucosa captada no vuelva a salir hacia la sangre hasta ser procesada.
4Destinos metabólicos de la glucosa-6-fosfato
La glucosa-6-fosfato es un nodo metabólico central del que parten al menos cuatro vías distintas, cada una desarrollada en un capítulo posterior de esta Parte:
- Glucólisis (capítulo IV.2): degradación a piruvato, con obtención de energía.
- Glucogenogénesis (capítulo IV.4): síntesis de glucógeno, la forma de reserva.
- Vía de las pentosas fosfato (capítulo IV.5): generación de NADPH y ribosa-5-fosfato.
- En el hepatocito y la célula renal, la glucosa-6-fosfatasa puede revertir la fosforilación, liberando glucosa libre de vuelta a la sangre — la única vía de salida neta de glucosa hacia la circulación, indispensable para mantener la glucemia entre comidas (mediante glucogenólisis, capítulo IV.4, o gluconeogénesis, capítulo IV.3); esta enzima está ausente en el músculo, que por eso no puede exportar glucosa desde su propio glucógeno hacia la sangre — solo la usa para sí mismo.
5Trampas de examen
| Trampa | Por qué confunde | Aclaración |
|---|---|---|
| Pensar que todos los transportadores GLUT dependen de insulina | GLUT4 (el más citado en el contexto de diabetes) sí lo hace | Solo GLUT4 (músculo, tejido adiposo) es insulino-dependiente; GLUT1, 2 y 3 son constitutivos — la captación cerebral de glucosa, por ejemplo, no depende de la insulina |
| Confundir hexoquinasa con glucoquinasa como si fueran intercambiables | Ambas fosforilan glucosa a glucosa-6-fosfato | Difieren en afinidad (Km) y regulación: la hexoquinasa (ubicua, alta afinidad, inhibida por su producto) protege a la mayoría de los tejidos con poca glucosa disponible; la glucoquinasa (hepática/pancreática, baja afinidad, sin inhibición por producto) actúa como sensor proporcional a la glucemia real |
| Pensar que el músculo puede liberar glucosa a la sangre desde su glucógeno, como el hígado | Ambos tejidos almacenan glucógeno | El músculo carece de glucosa-6-fosfatasa — solo puede usar su glucógeno para consumo propio, no para exportar glucosa hacia la circulación sistémica; solo el hígado (y en menor medida el riñón) cumple esa función |
6Puntos clave
- Los hidratos de carbono dietarios se dividen en no digeribles (fibra) y digeribles (almidón, sacarosa, lactosa), estos últimos hidrolizados a monosacáridos antes de absorberse.
- Los transportadores GLUT tienen especificidad tisular: GLUT1/2/3 son constitutivos (basal, hepático/pancreático-sensor, y neuronal respectivamente), GLUT4 es el único insulino-dependiente (músculo, tejido adiposo).
- La glucosa se fosforila de inmediato (hexoquinasa ubicua, o glucoquinasa hepática/pancreática de baja afinidad), atrapándola metabólicamente dentro de la célula.
- La glucosa-6-fosfato es el nodo central del que parten glucólisis, glucogenogénesis, la vía de las pentosas, o —solo en hígado y riñón, vía glucosa-6-fosfatasa— la liberación de glucosa libre de vuelta a la sangre.