¿Qué es el glucógeno y cómo funciona su almacenamiento en el organismo?

El glucógeno es un polisacárido de reserva energética fundamental en los animales, compuesto por cadenas altamente ramificadas de glucosa que se almacenan principalmente en el hígado y en el tejido muscular esquelético. Esta molécula actúa como una fuente rápida de glucosa cuando el organismo demanda un aporte energético inmediato, evitando además los cambios de presión osmótica que la glucosa libre podría generar en el medio celular.

¿Cómo es la estructura química y molecular del glucógeno?

La estructura del glucógeno presenta una gran similitud con la de la amilopectina presente en el almidón, aunque se distingue por poseer un grado de ramificación considerablemente mayor. Consta de múltiples cadenas integradas por entre 12 y 18 unidades de glucosa unidas mediante enlaces glucosídicos alfa-1,4, mientras que los puntos de ramificación se conectan a través de enlaces alfa-1,6-glucosídicos. Una sola macromolécula de glucógeno puede albergar más de 120 000 monómeros de glucosa. Esta arquitectura tan ramificada incrementa sustancialmente la solubilidad de la molécula y multiplica los extremos no reductores, permitiendo que las enzimas glucógeno sintasa y glucógeno fosforilasa actúen simultáneamente para acelerar tanto la síntesis como la degradación del polisacárido.

¿Cómo descubrió Claude Bernard el funcionamiento de esta sustancia?

El descubrimiento del glucógeno y la comprensión de la función glucogénica del hígado se deben al médico y fisiólogo francés Claude Bernard a mediados del siglo XIX, concretamente en 1856. En aquella época prevalecía la concepción de que únicamente los vegetales eran capaces de sintetizar azúcares. Mediante investigaciones experimentales con animales alimentados exclusivamente a base de carne, Bernard constató la presencia de azúcar en la vena hepática a la salida del órgano y su ausencia en la vena porta a la entrada. Este hallazgo revolucionó la fisiología de la nutrición al demostrar que el organismo animal posee la capacidad interna de producir y almacenar compuestos hidrocarbonados.

¿De qué manera se sintetiza y se degrada el glucógeno en las células?

La síntesis de glucógeno, denominada glucogenogénesis, requiere el consumo de energía en forma de ATP y UTP para transformar la glucosa en UDP-glucosa, la cual es polimerizada por la acción de la enzima glucógeno sintasa sobre una proteína cebadora llamada glucogenina. Por otro lado, cuando el organismo requiere movilizar sus reservas energéticas, se activa la vía de la glucogenólisis. En este proceso, la enzima glucógeno fosforilasa cataliza la escisión fosforolítica de los enlaces alfa-1,4 para liberar glucosa-1-fosfato de forma eficiente, mientras que una enzima desramificadora se encarga de solventar los puntos de unión alfa-1,6.

¿Cómo regulan las hormonas el metabolismo del glucógeno?

El control del metabolismo del glucógeno está mediado por un mecanismo de modificación covalente de sus enzimas reguladoras principales: la glucógeno sintasa y la glucógeno fosforilasa. Hormonas como la adrenalina y el glucagón estimulan las vías de fosforilación que activan la degradación del glucógeno e inhiben su síntesis, preparando al organismo para situaciones de emergencia o ayuno. En contraste, la insulina promueve la desfosforilación enzimática, reduciendo la actividad glucogenolítica y potenciando la síntesis y el almacenamiento de glucosa en forma de glucógeno tras la ingesta de alimentos.

¿Cómo afecta el agotamiento del glucógeno al rendimiento físico y al ejercicio de resistencia?

Durante la práctica de actividades físicas prolongadas, como las maratones o el ciclismo de larga distancia, los atletas experimentan una depleción drástica de las reservas de glucógeno intramuscular, situación que provoca fatiga extrema. Para contrarrestar este fenómeno, los deportistas recurren a estrategias nutricionales que incluyen la ingesta continuada de carbohidratos de alto índice glucémico durante el esfuerzo, adaptaciones metabólicas mediante el entrenamiento de resistencia, y técnicas de sobrecarga de carbohidratos destinadas a maximizar el almacenamiento de glucógeno posterior al vaciamiento de los depósitos.

Sources & Further Reading

• Número CAS: Registro oficial en NIST Chemistry WebBook
• W. L. F. Armarego, Christina Chai, Christina Li Lin Chai (2003). Purification of Laboratory Chemicals. Butterworth-Heinemann. ISBN: 978-0-7506-7571-0.
• Grmek, Mirko Dražen (1997). Le legs de Claude Bernard. Fayard.
• Quinn A. Besford, Francesca Cavalieri, Frank Caruso (2020). «Glycogen as a Building Block for Advanced Biological Materials». Advanced Materials, 32(18), 1904625. DOI: 10.1002/adma.201904625.