DEGRADACIÓN DE LA GLUCOSA EN EL CEREBRO

La barrera hematoencefálica hace que el cerebro sea absolutamente dependiente de glucosa, lo que hace que el hígado le asegure un aporte de glucosa.

El cerebro utiliza casi  únicamente glucosa para generar ATP.

CEREBRO

El cerebro debe generar grandes cantidades de ATP para mantener el potencial de membrana, lo que resulta esencial para la transmisión de los impulsos nerviosos. En condiciones normales, el cerebro sólo usa glucosa como combustible, oxidándola a través de la glucólisis aeróbica. No utiliza ácidos grasos, pues éstos no atraviesan la barrera hematoencefálica. De hecho, el 60% del total de glucosa consumida por el organismo es utilizado por el cerebro. El metabolismo del cerebro es totalmente aeróbico, consume el 20% del total del oxígeno consumido por el organismo. No posee reservas apreciables de glucógeno u otros combustibles, por lo que requiere del aporte constante de oxígeno y glucosa que atraviesan la barrera hematoencefálica con facilidad. Después de 5-10 días de ayuno, el cerebro comienza a utilizar cuerpos cetónicos además de glucosa, reduciendo notoriamente el consumo de glucosa.

¿Por qué los cuerpos cetónicos reemplazan sólo parcialmente los requerimientos de glucosa del cerebro? Las  células gliales se alinean con los vasos sanguíneos que irrigan el cerebro y forman una barrera que los ácidos grasos no pueden cruzar. Las células gliales captan glucosa y la metabolizan por glucólisis anaeróbica a lactato, que es exportado hacia las regiones más internas del cerebro. Allí, el lactato sirve como sustrato para el metabolismo aeróbico. Por lo tanto, las células de la glía parecen ser parcialmente dependientes del metabolismo anaeróbico y los cuerpos cetónicos no son sustratos de esta vía metabólica. Esto bien puede explicar la dependencia del SNC por glucosa, además de los cuerpos cetónicos, aun en estado de inanición.

En el hombre, el aumento de la actividad de las enzimas de la degradación de glucosa sucede en el período prenatal, desde la semana décima de gestación hasta las 40 semanas de vida postnatal. Se ha demostrado que en cerebro fetal humano, la glucolisis es la principal vía de metabolización de la glucosa. Sin embargo, la medida de la incorporación de lactato radiactivo en glucosa durante el desarrollo, indica que durante los primeros días de vida, la incorporación del lactato a glucosa es superior a la del adulto, convirtiendose el lactato, en este período, en el principal sustrato gluconeogénico.

INVESTIGACION

Por mucho tiempo se ha creído que la glucosa es el sustrato energético obligatorio para el cerebro, que se oxida completamente a CO₂ y H₂O, y que el metabolismo energético del cerebro a menudo se considera que refleja predominantemente o casi exclusivamente el metabolismo energético neuronal. Sin embargo, en la actualidad está claro que otro tipo de células, las que conforman la denominada neuroglia y las células que recubren los vasos sanguíneos (células endoteliales), no sólo consumen energía, sino que además pueden jugar un rol activo en el flujo de los sustratos energéticos hacia las neuronas.

Observaciones in vitro indican que la utilización de glucosa ocurre cerca de los sitios sinápticos (donde termina el axón y el pie neuronal), no en el cuerpo de la neurona, y los astrocitos son las células más probables donde ocurre la captación de glucosa.