¿Por qué la glicerol quinasa está ausente de los adipocitos pero está presente en el hígado?

La respuesta corta a esta pregunta se encuentra en el artículo de Wikipedia sobre la glicerol quinasa :

Los adipocitos carecen de glicerol quinasa por lo que no pueden metabolizar el glicerol producido durante la degradación de triacilglicerol. En cambio, este glicerol se transporta al hígado a través de la sangre donde es: fosforilado por la glicerol quinasa a fosfato de glicerol y/o convertido a fosfato de dihidroxiacetona que puede participar en [glucólisis o] gluconeogénesis.

[Mi énfasis en la glucólisis]

Para comprender esto, es necesario considerar las diferentes funciones del hígado y el tejido adiposo y cómo deben responder al estado de alimentación y ayuno. Entonces uno puede apreciar que las diferencias en el complemento enzimático son una de las formas en que esto se logra. (La otra es su respuesta diferencial a las hormonas).

El papel del tejido adiposo es almacenar grasa (triglicéridos) en el estado de alimentación y ponerla a disposición de los demás tejidos del cuerpo en ayunas.

El papel del hígado es desviar el metabolismo a la síntesis de grasa en estado de alimentación (en la etapa adecuada) y asegurar que haya un suministro de glucosa en ayunas para aquellos tejidos que dependen de ella (cerebro, eritrocitos) o un suministro de cuerpos cetónicos para el cerebro.

Los sustratos para la síntesis de triglicéridos son el fosfato de L-glicerol y los ácidos grasos. Hay dos enzimas que pueden catalizar su producción, la gliceroquinasa (glicerol quinasa) en el hígado y la glicerol 3-fosfato deshidrogenasa tanto en el hígado como en el tejido adiposo, como se muestra en el siguiente diagrama:

estado federal

El hígado tiene un excedente de glucosa, por lo que puede cambiar a la producción de ácidos grasos a partir de acetil CoA (a partir de piruvato) y generar fosfato de L-glicerol a partir del intermediario de la glucólisis de dihidroxiacetona fosfato, catalizada por la glicerol 3-P deshidrogenasa. Esto permite la síntesis de triglicéridos, que se exportan como lipoproteínas.

Cuando el triglicérido alcanza el tejido adiposo , la lipasa sensible a hormonas lo descompone en ácidos grasos y glicerol. El glicerol no puede ser utilizado por el tejido adiposo, pero el tejido adiposo puede sintetizar el fosfato de L-glicerol de la misma manera que el hígado, ya que hay glucosa disponible para la glucólisis en el tejido adiposo. Por lo tanto, el triglicérido puede resintetizarse y almacenarse.

estado de ayuno

La hormona del hambre, el glucagón, inicia la descomposición de los triglicéridos en el tejido adiposo . Como ya se ha dicho, el glicerol producido no puede utilizarse para sintetizar fosfato de L-glicerol ya que el tejido carece de fosfoglicerato quinasa. En la inanición, la absorción de glucosa se impide hormonalmente, de modo que no hay glucosa para la glucólisis y, por lo tanto, no hay fosfato de hidroxiacetona como fuente de fosfato de L-glicerol. Por lo tanto, los ácidos grasos no pueden reesterificarse y se liberan a la sangre para otros tejidos, es decir, la respuesta del tejido adiposo a la inanición es la requerida.

El glicerol se difunde al hígado donde puede convertirse en fosfato de L-glicerol debido a la presencia de glicerol cinasa. ¿Cuál es el destino de esto? No se convierte en triglicérido, se convierte en fosfato de dihidroxiacetona por la reacción inversa que se muestra. Esta no se glucoliza, sino que se convierte en glucosa por gluconeogénesis, cuyas enzimas están presentes en el hígado. La glucosa se libera en la sangre donde puede ser utilizada por el cerebro, es decir, la respuesta del hígado al hambre es la requerida.

Referencias

Esta respuesta se basa en conferencias que di a estudiantes universitarios hace algunos años, que se extrajeron de varias fuentes. El problema es que la mayoría de los textos bioquímicos tienden a ser independientes de los organismos, y cualquier discusión sobre los tejidos de los mamíferos tiende a ser limitada. Por lo tanto, no puedo encontrar mucho útil para referirme en Berg et al. en línea, excepto por el apoyo en la sección 16.3 para mi afirmación de que el glicerol devuelto al hígado en la inanición se usa para la gluconeogénesis. Actualizaré esto más tarde si encuentro algo más útil.