PRÁCTICA No.5 METABOLISMO NORMAL DE LA GLUCOSA

PRÁCTICA No.5
METABOLISMO NORMAL DE LA GLUCOSA
Carmelina Xajil (200817305)
Departamento de Bioquímica, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, Universidad de San Carlos de
Guatemala, Carrera de Química Farmacéutica
INTRODUCCIÓN
Los glúcidos constituyen la principal fuente de energía del organismo. El consumo calórico varía con la edad, la
estatura, el peso, el sexo y la actividad física. Después del proceso digestivo, los alimentos son absorbidos en
forma de glucosa, principalmente, la cual, llegada al hígado, se transforma en el polisacárido de reserva
glucógeno (Oh, 2005, p. 162). Hay distintos factores que influyen en el mantenimiento normal de la glucemia,
siendo dos fundamentales la liberación de glucosa por el hígado, y la utilización de la glucosa por los tejidos. El
control y la regulación de la glucosa dependen sustancialmente de la interacción entre las hormonas glucagón e
insulina secretadas por las células α y β, respectivamente; sus acciones son antagónicas y son claves para
mantener la homeostasis de la glucosa (Mathews, K., van Holde, E. & Aher, G., 2004, p. 236)). La insulina tiene
como tejidos efectores principales al músculo estriado, el hígado y tejido graso ejerciendo acciones de
almacenamiento en forma de glucógeno disminuyendo así la concentración de glucosa sanguínea; el glucagón,
actúa activando la glucogenólisis y gluconeogénesis con lo cual ascienden los niveles de glucosa en sangre. Una
alteración en estas dos hormonas puede generar diabetes mellitus, -un desorden metabólico caracterizado por
hiperglicemia y perturbación en el metabolismo de los carbohidratos, grasas y proteínas, derivado de defectos
en la secreción o acción de la insulina- (Bartekb, 2004, p. 19), por ello, en esta práctica se ha medido el
comportamiento de glucosa sanguínea en pacientes en etapas de ayuno y luego de insta alimenticia, a fin de
comprender el metabolismo de la glucosa en normales.
METODOLOGÍA
No toda la glucosa absorbida es almacenada por el
hígado; éste retiene aproximadamente un tercio y
el resto pasa a la sangre. Una lectura de nivel de
azúcar en la sangre muestra la cantidad de azúcar, o
glucosa, que hay en su sangre. En este caso, se
realizaron lecturas de niveles de glucosa sanguínea
a tres pacientes con diferentes dietas alimenticias:
carbohidratos, cetogénica y balanceada. Una
prueba de nivel de azúcar en la sangre se hace para
verificar qué tan bien está funcionando el
metabolismo del paciente, es decir, hipoglucemia o
hiperglucemia; y en el caso de pacientes con
diabetes, verificar qué tan bien está funcionando el
tratamiento; en mujeres verificar si el embarazo no
está produciendo diabetes gestacional. Existen
varios tipos de pruebas, sin embargo, la glucosa
sanguínea se mantiene en ayunas y en los períodos
interprandiales entre 0.80 y 1.20 g/L, ese nivel
aumenta después de las comidas, no sobrepasando
normalmente de 1.40 g/L descendiendo antes de las
dos horas al nivel inicial. El nivel de azúcar en la
sangre elevado ligeramente después de comer hace
que el páncreas libere insulina, la cual ayuda al
cuerpo a usar y a controlar la cantidad de azúcar en
su sangre. Cuando los niveles sanguíneos luego de
dos horas son altos, significa que el cuerpo tiene
problemas para elaborar o utilizar la insulina y el
paciente puede presentar diabetes o prediabetes.
RESULTADOS
Grafica 1. Curva de Tolerancia a la Glucosa
Glucosa mg/dL
Dieta CHOs
Balanceada
Cetogénica
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0
50
100
150
Tiempo (min)
mg: miligramo; dL: decilitro; min: minutos
Fuente: Datos experimentales, obtenidos en el Laboratorio de
Bioquímica, Edificio T-12 USAC
La gráfica 1 muestra el comportamiento de la glucosa según las
dietas en carbohidratos, balanceada y cetogénica. La dieta
balanceada presenta los niveles más altos de glucosa en sangre,
170mg/dL; la dieta de carbohidratos se encuentra entre 70-120
mg/dl, mientras que la cetogénica tiene los valores más bajos
con rangos entre 70-93 mg/dl. Según la gráfica, el paciente con
dieta balanceada es quien presenta en general, los valores más
altos de glucosa sanguínea, en ayunas y luego de ingerir
alimentos.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
En cuanto al comportamiento de la glucosa
derivada de la dieta rica en carbohidratos (curva
azul) la gráfica muestra que los rangos de ésta
tuvieron una variación desde 73 mg/dL en ayunas,
llegando a los 120 mg/dL luego de ingerir alimentos
y luego de dos horas la concentración de ésta fue
de 91 mg/dL. La glucosa es la fuente principal para
la producción de energía del cuerpo. Por ello no es
de extrañarse que cuando una persona no ha
ingerido alimentos por varias horas los niveles de
ésta en la sangre sean bajos, regularmente cercanos
al límite mínimo, ya que bajo estas condiciones es el
hígado el principal suministrador de glucosa por
medio de la gluconeogénesis. En cambio, cuando
comemos, los carbohidratos se degradan a glucosa
cuando se rompen durante la digestión, de manera
que la glucosa se metaboliza para su uso como
combustible por las células. Un aumento de glucosa
en sangre se produce cuando se consumen
alimentos, especialmente los hidratos de carbono,
una fuente principal de calorías en la dieta diaria.
Entonces, el páncreas produce la hormona insulina
para transportar y metabolizar las moléculas de
glucosa (Mathews, 2004, p. 258). Esto es
congruente a la tendencia de la curva de la glucosa
en la gráfica 1, pues vemos que el paciente luego de
ingerir alimentos llega hasta una concentración de
120 mg/dL de glucosa en sangre, lo cual es normal
ya que la insulina aún no ha comenzado con su
función para que se lleve a cabo la internalización
de la glucosa en las células. Así mismo, a medida
que transcurre el tiempo ha de notarse que la
concentración de la glucosa en sangre comienza a
disminuir debido a que la insulina da la señal de
concentración elevada de ésta y es entonces,
cuando los transportadores de la glucosa la
internalizan en las células de los tejidos que
necesitan suministro de energía o bien, comienza a
ser almacenada como glucógeno en el hígado, de
modo que luego de transcurridas dos horas de la
ingesta de alimentos se reporta un nivel de 91
mg/dL cuya valor ha llegado al rango normal (80100 mg/dL). En este paciente el comportamiento de
la glucosa sanguínea es normal ya que oscilan entre
los rangos establecidos para las concentraciones
mínimas, en diferentes circunstancias. La glucosa
sanguínea se mantiene en ayunas y en los períodos
interprandiales a un nivel que oscila entre 80 y 120
mg/dL. Ese nivel aumenta después de las comidas,
no sobrepasando normalmente de 140 mg/dL, para
descender antes de las dos horas al nivel inicial
(Stryer, 2002, p. 321). Las oscilaciones entre estos
valores teóricos y los obtenidos son atribuibles
especialmente a dos factores influyentes en el
mantenimiento normal de la glucemia siendo estos
fundamentalmente la liberación de glucosa por el
hígado, y la utilización de la glucosa por los tejidos.
La misma gráfica muestra que la dieta cetogénica
(curva verde) presenta los niveles más bajos de
glucosa sanguínea pues en ayunas el paciente tuvo
69 mg/dL de concentración sanguínea, la cual
ascendió hasta los 93 gm/dL siendo esta su máxima
concentración en sangre; posterior a ello el
descenso de la glucosa luego de dos horas marcó
una concentración de 78 mg/dL; esta disminución
de concentración sanguínea al igual que en el
paciente con dieta en carbohidratos, es debida a
que la insulina propicia la internalización de la
glucosa en la célula, sin embargo, a diferencia del
primer paciente, en éste, la glucosa sanguínea
alcanza rangos mucho menores incluso apenas
logra llegar al rango mínimo constante de 80-100
mg/dL. Bien, la dieta cetogénica es rica en grasa
(87-90%), baja en carbohidratos, baja en calorías,
con proteínas normales por lo tanto, la poca glucosa
que ingiere el paciente, es suministrada hacia el
cerebro para evitar que el metabolismo de este
carbohidrato se limite en aquél tejido (Bartekb,
2004, p. 17). Ha de notarse pues, que esta dieta
proporciona bajo suministro de carbohidratos para
realizar glucogénesis así como para realizar
glucolisis y suministrar energía. Por tanto, resulta
razonable que este paciente haya reportado los
niveles más bajos de concentración de glucosa en
sangre en ayunas así como luego de ingerir
alimentos, puesto que el organismo se obligó a
mantener el límite de glucosa sanguínea mediante
la degradación del glucógeno almacenado en el
hígado. Así mismo la concentración de glucosa se
mantuvo inferior a 100 mg/dL ya que los cuerpos
cetónicos no pueden ser utilizados como
combustible en las primeras fases de ayunos, así
que la glucosa en sanguínea podría corresponder a
toda la reserva de glucógeno almacenada
previamente por el individuo y no precisamente
obtenida de la dieta. En condiciones fisiológicas, los
tejidos son la causa más importante del descenso
de la glucemia. Si no hay un aporte simultáneo de
glucosa por la alimentación, el hígado se
empobrece en glucógeno y la glucogenólisis es
incapaz de compensar el desgaste periférico de
glucosa. Sucede lo mismo en el ayuno prolongado
(Franz, et al., 2002, p. 136)
Por último, la dieta balanceada (color rojo)
presenta una curva de tolerancia de glucosa con los
valores más altos de niveles sanguíneos de glucosa.
El paciente en ayunas marcó un valor de 75 mg/dL,
pero luego de ingerir alimentos su concentración de
glucosa en sangre tuvo el máximo en 170 mg/dL el
cual disminuyó llegando a los 113 mg/dL luego de
dos horas. Los resultados de este paciente son
interesantes, especialmente los reportados luego
de ingerir alimentos ya que los valores oscilan sobre
los límites establecidos como normales. Antes de
comer, un individuo sano tiene unos niveles de
glucosa en sangre comprendidos entre 80-100
mg/dL. Estos niveles se mantienen constantes en
los períodos interprandiales por un mecanismo
homeostático en el que el glucógeno almacenado
en el hígado es transformado a glucosa a medida
que el organismo necesita energía. Inmediatamente
después de comer, a medida que se absorben los
hidratos de carbono rápidamente asimilables, la
glucosa en sangre asciende hasta llegar a 160-180
mg/dL a cabo de una hora, y a 130-140 mg/dL a las
2 horas, según sea el índice glucémico del alimento
(Franz, et al., 2002, p. 137). Sin embargo, no puede
inferirse que este paciente presente una
prediabetes o diabetes pues habría que evaluar que
la cantidad de alimentos ingeridos también
influencia los valores de glucosa sanguínea, aun
cuando deriva de dietas balanceadas así como la
talla y peso de cada paciente. De lo anterior, hay
que hacer énfasis en el “índice glumémico del
alimento” ya que este factor podría ser el principal
generador de las diferencias obtenidas en las curvas
de tolerancia de glucosa de los tres pacientes; pues
a simple vista se esperaría que la dieta de
carbohidratos presentara los índices mayores,
seguida de la dieta balanceada y con los valores más
bajos, la dieta cetogénica. El índice glucémico es un
método de clasificación de la calidad de un hidrato
de carbono de un alimento en función de su efecto
inmediato sobre la glucosa de la sangre. Para que la
comparación sea válida, las porciones del alimento
que se estudia y de la glucosa deben tener el mismo
contenido energético, es decir, proporcionar el
mismo número de calorías (Bartekb, et al., 2004, p.
165). Es por ello que vemos las oscilaciones del
comportamiento de la glucosa entre los tres
individuos en estudio, aunque, claro está que cada
una de las dietas tuvo influencia sobre los
diferentes resultados, sin embargo, los tres
pacientes oscilan en los rangos normales de glucosa
sanguínea. Cabe recalcar que en diabéticos, la
producción de insulina es insuficiente y, por lo tanto
si el paciente no está controlado, los niveles de
glucosa en sangre pueden ascender a 300, 400 o
más mg/dL.
CONCLUSIONES



El paciente con dieta cetogénica tuvo niveles
más bajos de glucosa sanguínea, con rangos
entre 69-93-78 mg/dL, debidos a la baja ingesta
de carbohidratos y calorías. El paciente con
dieta de carbohidratos obtuvo un valor de 73
mg/dL en ayunas, 120 mg/dL como máximo y
91 mg/dL luego de dos horas. El paciente con
dieta balanceada tuvo niveles de glucosa
sanguínea que oscilaron entre los 75-170-113
mg/dL.
El nivel de glucosa en la sangre depende de un
equilibrio inestable entre su liberación por el
hígado y su consumo por los tejidos, el cual está
regulado por las hormonas insulina y glucagón.
El metabolismo de la glucosa en paciente
normales sigue una tendencia en la cual los
niveles de glucosa sanguínea están entre los 80100 mg/dL en ayunas el cual llega hasta los 140
gm/dL luego de ingerir alimentos pero
disminuye en función del tiempo; en pacientes
diabéticos, los niveles sanguíneos de glucosa en
ayunas se encuentran arriba de los 125 mg/dL
llegando hasta los 300, 400 o más mg/dL.
REFERENCIAS
1. Mathews, K., van Holde, E. & Aher, G. (2004).
Bioquímica. 3ª. Edición. Pearson Addison
Wesley, España.
2. Stryer L., Berg, M. & Tymoczko, L. (2002).
Bioquímica. 5th Edición. Reverté, S.A.Barcelona,
España. Pp. 685
3. Bartekb, J., Rezníčkováa, M., Zapletalovác, J.,
Doubravovád, D. & Chlupováe, L. (2004).
Determination of the glycaemic index of
selected food (white bread an cereal bars) in
healthy persons. Biomed. Pp. 17–25
4. Oh, K. (2005). Carbohydrate intake, glycemic
index, glycemic load, and dietary fiber in
relation to risk of stroke in women. Editor Am J
Epidemiol. Vol. 161 (2). Pp. 161-9
5. Franz, M., Bantle, J., Beebe, C., Brunzell, J.,
Chiasson, J., Garg, A., Holzmeister, L. &
Hoogwerf, B. (2002). Evidencebased nutrition
principles and recommendations for the
treatment and prevention of diabetes and
related complications (Technical Review).
Diabetes Care 25: S136–S138.
ANEXOS
Tabla 1.
Glucosa (mg/dL3)
0
30
60
90
120
Carbohidrat
F
115
156
73 120 108 103
91
Balanceada
M
127
160
75 170 135 122 113
Cetogénica
M
155
170
69
93
80
72
78
1: peso en libras; 2: talla en centímetros, 3 miligramos por decilitro
Fuente: datos experimentales obtenidos en Laboratorio de Bioquímica,
T-12,
USAC.
Dieta
Sexo
Peso1
Talla2