Los principales sustratos energéticos del hígado son los ácidos grasos . La galactosa, obtenida principalmente de la leche, se convierte en glucosa-1-fosfato en el hígado y, a su vez, se isomeriza a glucosa-6-fosfato. La fructosa se convierte en fructosa -1-fosfato y, posteriormente, ingresa a la vía glucolítica a nivel de fosfato de triosis.

Ambos azúcares también pueden producir derivados ácidos o amino utilizados en la formación de glicoproteínas.

El hígado también puede metabolizar azúcares o derivados de azúcar, incluso diferentes de los mencionados (por ejemplo, sorbitol). El hígado forma grasas a partir de la glucosa posprandial; no los almacena, sino que los envía al tejido adiposo para este fin o a otros tejidos con fines energéticos.

Desde un punto de vista nutricional, los azúcares destacan un aspecto importante de la situación hepática postprandial: estos, absorbidos, provenientes de la digestión de carbohidratos, se transforman básicamente en compuestos de reserva de energía, glucógeno y triglicéridos, que pueden usarse en períodos interdigestivos.

Esto también evita un aumento en el nivel de azúcar en la sangre. Los tejidos utilizan glucosa (después de la absorción de carbohidratos ).

Para algunos, como el tejido adiposo (o muscular) es uno de los combustibles por excelencia. El consumo de glucosa por los tejidos periféricos produce una disminución gradual de los niveles de azúcar en la sangre en el período postprandial.

Como resultado, el metabolismo hepático se adapta para enviar glucosa a la circulación. En este contexto, la situación del sistema nervioso es particularmente relevante dada su importancia para el funcionamiento del organismo y su dependencia exclusiva de la glucosa (excepto en casos de ayuno prolongado) como fuente de energía celular.

El suministro de glucosa por el hígado se obtiene principalmente por la degradación del glucógeno ( glucogenólisis ) que produce la glucosa-6-fosfato.

Cuando un régimen nutricional tiene deficiencia de glucosa, el cuerpo humano puede sintetizarlo a partir de moléculas y carbohidratos que no son carbohidratos.

En el hígado se realizan las vías metabólicas de los carbohidratos, ergo el hígado es adecuado para las siguientes funciones:

1. Almacene el excedente de glucosa como glucógeno, para suministrar glucosa al resto de los tejidos en los períodos interdigestivos.
2. Metabolice la fructosa y la galactosa: para convertirlos en derivados de glucosa o productos intermedios de glucólisis.
3. Sintetizar derivados de la glucosa para funciones específicas.
4. Convierta algo de la glucosa en triglicéridos para enviarlos a otros tejidos en forma de lipoproteínas.
5. Sintetice la glucosa a partir de sustratos sin carbohidratos (fenómeno de la gluconeogénesis) en una situación de ayuno.
6. Sintetizar los aminoácidos a partir de los productos intermedios del ciclo glucolítico y Krebs.

Como resultado de la absorción intestinal, la glucosa, la fructosa y la galactosa llegan al hígado. La glucosa penetra en las células hepáticas gracias a la existencia de portadores ad hoc, y es fosforilada por la glucocinasa, una enzima con alto KM e inducible por el sustrato y la insulina. Incluso los "portadores" GLUT2 muestran una pobre afinidad por la glucosa. De esta manera, este azúcar se metaboliza en el hígado solo cuando está en cantidad suficiente.

O pasa a través de los sinusoides hepáticos sin metabolizarse y termina directamente en la circulación sistémica a través de la vena suprahepática para ser utilizada por los otros tejidos. La galactosa y la fructosa son fosforiladas en el hígado por quinasas específicas de bajo KM, lo que garantiza su metabolización en este órgano y pasa a la circulación sistémica solo en caso de exceso. El glucógeno hepático es la reserva de glucosa que se puede liberar en la sangre durante los períodos interdigestivos.

La cantidad de glucógeno que puede almacenarse en el hígado es variable y no excede los 200 g. Mientras que en la mayoría de los tejidos se produce la glucólisis para metabolizar la glucosa con fines enegéticos, en el hígado (y en el tejido adiposo) la vía glucolítica funciona principalmente para La síntesis de triglicéridos (lipogénesis). De esta forma el hígado canaliza el exceso de glucosa absorbida que no se puede almacenar.

Los triglicéridos pueden formarse completamente a partir de glucosa: los ácidos grasos se obtienen a partir de acetil-CoA, mientras que el fosfato de glicerol se obtiene a partir de fosfatosa. Tanto el fosfato de triosa como el acetil-CoA son productos de la vía glicolítica.

Dulcis in fundo, el poder reductor necesario para la síntesis de ácidos grasos se obtiene a través de la operación de la forma pentosa.

La lipogénesis hepática es tan importante como la producida en el tejido adiposo.

La principal diferencia entre los dos tejidos es que los triglicéridos hepáticos se distribuyen al resto de los tejidos, mientras que los triglicéridos del tejido adiposo se almacenan en los adipocitos.

Este compuesto se puede usar para la biosíntesis de polisacáridos (mucopolisacáridos, heparina, etc.) pero es importante para los procesos de desintoxicación hepática, en los cuales sustancias endógenas (hormonas, bilirrubina) o exógenas (medicamentos, venenos) se conjugan con el residuo glucurónico de 'UDP-glucuronato, forma glucurónidos no tóxicos y solubles en agua que luego se eliminan en la orina.

La vía de fosfato de pentosa debe funcionar significativamente en tejidos con lipogénesis intensa (hígado y tejido adiposo), así como en aquellos que tienen un alto nivel de proliferación, como la mucosa intestinal.

La glucosa puede producir otros azúcares y derivados (glucosamina, N-acetilglucosamina, etc.) con el objetivo final de las glicoproteínas de membrana.

Algunos intermedios de la ruta glicolítica se pueden usar para la síntesis de aminoácidos no esenciales. Por ejemplo, la serina se forma a partir de 3-fosfoglicerato y alanina a partir de piruvato.

La capacidad de reserva de glucógeno es limitada y, por lo tanto, en condiciones interdigestivas prolongadas, la glucosa debe formarse a partir de otras sustancias no glucídicas (gluconeogénesis). El hígado puede sintetizar glucosa a partir de glicerol (obtenido del tejido adiposo después de la hidrólisis de los triglicéridos), lactato (que proviene del metabolismo muscular y los eritrocitos) y de algunos aminoácidos, especialmente alanina (que proviene de la masa muscular).

El metabolismo de la glucosa en los tejidos periféricos tiene los siguientes matices específicos.

A - Tejido adiposo : en el tejido adiposo, la glucosa atraviesa la membrana gracias a un mecanismo de transporte (transportador GLUT4) con alta afinidad y estimulado por la insulina; Es por esto que este tejido consume glucosa, especialmente en la situación postprandial, es decir, cuando existen niveles adecuados de la hormona.

Al igual que en los otros tejidos periféricos, la enzima de fosforilación es la hexocinasa extremadamente específica con bajo KM, que facilita la metabolización completa de la glucosa en el rango de sus concentraciones fisiológicas.

El destino principal de la glucosa en los adipocitos es la transformación en triglicéridos con una vía metabólica similar a la hepática. Este destino es cuantitativamente más importante que la producción de energía.

B - Músculo esquelético : en el músculo esquelético, la glucosa atraviesa la membrana gracias a un mecanismo de transporte similar al del tejido adiposo (transportador GLUT4) estimulado por la insulina y fosforilado por una hexocinasa.

Hay síntesis de glucógeno, no lipogénesis. El glucógeno muscular tiene funciones de reserva, como la función hepática; en este caso, sin embargo, la glucosa que proviene de esta "reserva" solo es utilizable por las células musculares.

Esto ocurre porque el producto de la glucogenólisis es glucosa-6-fosfato, como en el hígado, las células musculares tienen deficiencia de glucosa-6-fosfatasa y, por lo tanto, no pueden liberar glucosa a la sangre. La degradación de la glucosa-6-fosfato en la vía glucolítica puede ocurrir en una condición aeróbica o anaeróbica dependiendo de la intensidad de la actividad muscular .

Cuando se realiza un ejercicio muy intenso, la necesidad de oxígeno para oxidar los carbohidratos es alta y el flujo de sangre puede no ser suficiente para transportar la cantidad requerida de oxígeno.

En esta situación, la vía anaeróbica funciona, se produce lactato que pasa a la circulación, se puede convertir posteriormente en glucosa por gluconeogénesis en el hígado o riñón u oxidado (especialmente en el hígado y el músculo cardíaco) de acuerdo con las condiciones fisiológicas del individuo. .