DICCIONARIO MÉDICO
Glucógeno
El glucógeno es un polisacárido de reserva energética compuesto exclusivamente por unidades de glucosa, almacenado sobre todo en el hígado y en el músculo esquelético. Su degradación permite al organismo disponer con rapidez de glucosa cuando la glucemia desciende o la demanda muscular aumenta. Desde un punto de vista bioquímico, el glucógeno es un homopolisacárido ramificado de D-glucosa. Las unidades de glucosa se enlazan entre sí mediante enlaces glucosídicos alfa-1,4 en cadenas lineales de entre 12 y 18 residuos, y cada cierto tramo una de esas cadenas se conecta a la siguiente a través de un enlace alfa-1,6, que introduce un punto de ramificación. El resultado es una estructura tridimensional compacta, comparable a un árbol con muchas ramas cortas, que puede contener más de 100.000 monómeros de glucosa en una sola molécula. En el centro de cada molécula se encuentra la proteína glucogenina, que actúa como cebador: sobre ella se depositan los primeros residuos de glucosa antes de que la glucógeno sintasa y la enzima ramificante completen la construcción del polímero. En estado sólido el glucógeno es un polvo blanco, amorfo, insoluble en agua en sentido estricto, que forma dispersiones coloidales dentro del citoplasma celular, donde se organiza en gránulos visibles al microscopio electrónico (gránulos beta, de 20 a 40 nm de diámetro, que a su vez se agrupan en partículas alfa más grandes en el hepatocito). El término fue acuñado por el fisiólogo francés Claude Bernard (1813-1878), quien en 1857 comunicó a la Société de Biologie de París el aislamiento de una sustancia a partir del tejido hepático. Bernard la denominó en francés la matière glycogène ("sustancia que genera azúcar"), combinando dos raíces griegas: γλυκύς (glykýs), "dulce", y -γενής (-genḗs), "que genera". La fórmula bruta del glucógeno, (C₆H₁₀O₅)ₙ, fue establecida por el químico alemán Friedrich August Kekulé en 1858. El hallazgo tuvo un impacto que trascendía la bioquímica pura. Hasta ese momento se daba por hecho que solo las plantas podían sintetizar azúcares; Bernard demostró que el hígado animal también lo hacía, lo que abrió la puerta al concepto de secreción interna y, décadas más tarde, a la propia idea de homeostasis. Victor Hensen, fisiólogo alemán de la Universidad de Kiel, llegó de forma independiente a un hallazgo similar casi al mismo tiempo, lo que generó una disputa de prioridad que sigue siendo objeto de análisis historiográfico. Los dos depósitos principales de glucógeno en el ser humano son el hígado y el músculo esquelético, pero cada uno cumple un propósito distinto. En el hepatocito, el glucógeno puede representar hasta el 10 % de la masa del órgano tras una comida rica en carbohidratos. Su misión es mantener la glucemia: cuando la concentración de glucosa en sangre desciende, el hígado degrada glucógeno y libera glucosa libre al torrente sanguíneo. En el músculo, el glucógeno supone solo alrededor del 1-2 % de la masa tisular, pero como la masa muscular total es muy superior a la hepática, la cantidad absoluta de glucógeno muscular resulta mayor. A diferencia del hígado, el músculo carece de la enzima glucosa-6-fosfatasa, por lo que no puede exportar glucosa libre a la sangre: su glucógeno se consume localmente para producir energía durante la contracción. También se han detectado depósitos más pequeños en astrocitos cerebrales, en el riñón y en los eritrocitos, aunque su relevancia cuantitativa es mucho menor. Dos rutas opuestas gobiernan las reservas de glucógeno. La glucogénesis es la vía de síntesis: cuando la glucemia es elevada, la insulina favorece la activación de la glucógeno sintasa, que va añadiendo residuos de glucosa a la molécula en crecimiento. La glucogenólisis es la vía de degradación: cuando la glucemia cae o el músculo necesita combustible rápido, el glucagón (en el hígado) o la adrenalina (en el músculo) activan la glucógeno fosforilasa, que va escindiendo unidades de glucosa de las cadenas del polímero. Ambas rutas no funcionan a la vez en un mismo tejido. Su regulación recíproca se consigue, en gran parte, mediante fosforilación y desfosforilación de las enzimas implicadas: la insulina promueve la desfosforilación de la glucógeno sintasa (activándola) y de la glucógeno fosforilasa (inactivándola), mientras que el glucagón y la adrenalina hacen lo contrario. El equivalente vegetal del glucógeno es el almidón, compuesto por dos fracciones: amilosa (cadenas lineales de glucosa con enlaces alfa-1,4) y amilopectina (cadenas ramificadas con enlaces alfa-1,4 y alfa-1,6). La amilopectina se parece al glucógeno, pero el glucógeno está mucho más ramificado (puntos de ramificación cada 8-12 residuos, frente a cada 15-20 en la amilopectina). Esta mayor densidad de ramas tiene una consecuencia fisiológica directa: la molécula ofrece más extremos libres desde los que la glucógeno fosforilasa puede actuar simultáneamente, lo que permite una movilización de glucosa mucho más rápida que la del almidón. En situaciones como un esfuerzo muscular brusco, esa velocidad marca la diferencia. Del francés glycogène, término creado por Claude Bernard en 1857 a partir del griego γλυκύς (glykýs), "dulce", y -γενής (-genḗs), "que genera". Su significado literal es "el que genera dulzura", en referencia a la capacidad del hígado de producir glucosa a partir de esta sustancia. La Real Academia Española recoge la voz desde su edición de 1917, y la define como hidrato de carbono semejante al almidón presente en el hígado, los músculos y otros tejidos. No. A pesar del parecido fonético, son entidades completamente distintas. El glucógeno es una molécula de almacenamiento, un polisacárido formado por miles de unidades de glucosa. El glucagón es una hormona peptídica de 29 aminoácidos, secretada por las células alfa del páncreas. La relación funcional entre ambos consiste en que el glucagón ordena la degradación del glucógeno hepático para elevar la glucemia. Depende del estado nutricional y del grado de entrenamiento. En un adulto de unos 70 kg, las reservas hepáticas oscilan entre 80 y 120 g de glucógeno, mientras que las musculares se sitúan entre 300 y 500 g. Cada gramo de glucógeno aporta aproximadamente 4 kcal, de modo que la reserva total equivale, como mucho, a unas 2.000-2.500 kcal. Es una provisión relativamente modesta, suficiente para cubrir entre 12 y 24 horas de ayuno en reposo. Directamente, no. El músculo esquelético carece de glucosa-6-fosfatasa, la enzima necesaria para liberar glucosa libre a la sangre. La glucosa-6-fosfato obtenida de la degradación del glucógeno muscular entra en la glucólisis local y se consume como combustible para la contracción. Solo de forma indirecta, a través del lactato que el músculo exporta y que el hígado reconvierte en glucosa (ciclo de Cori), las reservas musculares contribuyen a la homeostasis de la glucemia.Qué es el glucógeno
Etimología y descubrimiento
Localización y distribución en el organismo
Metabolismo del glucógeno
Diferencia con otros polisacáridos de reserva
Preguntas frecuentes
¿De dónde viene la palabra "glucógeno"?
¿Es lo mismo glucógeno que glucagón?
¿Cuánta energía almacena el glucógeno en una persona adulta?
¿El glucógeno muscular puede servir para mantener la glucemia?
Referencias
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Infografías realizadas con https://BioRender.com
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