La mayoría de las células en el cuerpo humano usan el azúcar llamado glucosa como su principal fuente de energía. Las moléculas de glucosa se descomponen dentro de las células para producir moléculas de adenosina trifosfato (ATP), moléculas ricas en energía que potencian numerosos procesos celulares.
Las moléculas de glucosa se envían a las células por la sangre circulante y, por lo tanto, para garantizar un suministro constante de glucosa a las células, es esencial que los niveles de glucosa en sangre se mantengan a niveles relativamente constantes. La constancia de nivel se logra principalmente a través de sistemas de retroalimentación negativa, que aseguran que la concentración de glucosa en sangre se mantenga dentro del rango normal de 70 a 110 miligramos de glucosa por decilitro de sangre.
Los sistemas de retroalimentación negativa son procesos que detectan cambios en el cuerpo y activan mecanismos que invierten los cambios para restaurar las condiciones a sus niveles normales. Los sistemas de retroalimentación negativa son críticamente importantes en la homeostasis, el mantenimiento de condiciones internas relativamente constantes. Las interrupciones en la homeostasis conducen a situaciones potencialmente mortales. El mantenimiento de niveles de glucosa en sangre relativamente constantes es esencial para la salud de las células y, por lo tanto, la salud de todo el cuerpo.
Los principales factores que pueden aumentar los niveles de glucosa en sangre incluyen la absorción de glucosa por el intestino delgado (después de ingerir una comida) y la producción de nuevas moléculas de glucosa por las células hepáticas. Los principales factores que pueden disminuir los niveles de glucosa en sangre incluyen el transporte de glucosa a las células (para usar como fuente de energía o para almacenar para uso futuro) y la pérdida de glucosa en la orina (un evento anormal que ocurre en la diabetes mellitus).
En una persona sana, los niveles de glucosa en sangre se restablecen a niveles normales principalmente a través de las acciones de dos hormonas pancreáticas, a saber, insulina y glucagón. Si los niveles de glucosa en sangre aumentan (por ejemplo, durante el estado de alimentación o de absorción, cuando se digiere una comida y se absorben y usan las moléculas de nutrientes), las células beta del páncreas responden secretando insulina.
La insulina tiene varios efectos notables: (1) estimula la mayoría de las células del cuerpo para aumentar su velocidad de captación de glucosa (transporte) de la sangre; (2) aumenta la tasa celular de utilización de glucosa como fuente de energía; (3) acelera la formación de glucógeno a partir de la glucosa en el hígado y las células del músculo esquelético; y (4) estimula la síntesis de grasa (a partir de la glucosa) en las células del hígado y el tejido adiposo (grasa). Estos efectos colectivamente causan una disminución en los niveles de glucosa en sangre a niveles normales.
Si los niveles de glucosa en sangre caen por debajo de los niveles normales (por ejemplo, durante el estado post-absorción o ayuno, cuando los nutrientes de una comida recientemente digerida ya no circulan en la sangre o durante la inanición), la secreción de insulina se inhibe y al mismo tiempo tiempo, las células alfa del páncreas responden secretando glucagón, una hormona que tiene varios efectos importantes:
(1) acelera la descomposición del glucógeno en glucosa en el hígado y las células del músculo esquelético; (2) aumenta la descomposición de las grasas en ácidos grasos y glicerol en el tejido adiposo y, en consecuencia, la liberación de estas sustancias en la sangre (que las células pueden utilizar como energía); y (3) estimula las células hepáticas para aumentar la síntesis de glucosa (a partir de la absorción de glicerol en la sangre) y la liberación de glucosa a la sangre. Estos efectos colectivamente causan un aumento en los niveles de glucosa en sangre a niveles normales.
Además de la insulina y el glucagón, existen muchas otras hormonas que pueden influir en los niveles de glucosa en sangre. Los más importantes son la epinefrina, el cortisol y la hormona del crecimiento, todos los cuales pueden aumentar los niveles de glucosa en la sangre.
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