Glucólisis

Qué es la glucólisis

El nombre proviene del griego γλυκύς (glykýs, «dulce») y λύσις (lýsis, «rotura» o «disolución»): literalmente, la rotura de lo dulce. La variante ortográfica glicólisis, más frecuente en Hispanoamérica, respeta con mayor fidelidad la transliteración griega, mientras que glucólisis sigue la convención adoptada en español de Europa para la raíz gluco-. Ambas formas son correctas.

La vía transcurre íntegramente en el citoplasma, sin participación de las mitocondrias. Eso tiene una consecuencia biológica de primer orden: células que carecen de mitocondrias (como los eritrocitos maduros) dependen por completo de la glucólisis para obtener ATP. También significa que el proceso funciona igual con oxígeno que sin él, una propiedad que la vida celular lleva aprovechando miles de millones de años.

Dos fases con lógica inversa

La glucólisis se ordena en dos mitades con balances energéticos opuestos. Durante las cinco primeras reacciones (la fase preparatoria o de inversión de energía), la célula gasta dos moléculas de ATP para fosforilar la glucosa y convertirla en dos triosas fosfato. Es una inversión que permite desestabilizar la molécula de seis carbonos y partirla en dos fragmentos iguales de tres.

A partir de ahí se invierten las tornas. Cada una de las dos triosas recorre las cinco reacciones restantes (la fase de rendimiento), en las que se generan dos moléculas de ATP por triosa, es decir, cuatro en total. Descontando las dos invertidas al principio, el balance neto es de dos ATP y dos NADH por molécula de glucosa. Poco comparado con la oxidación completa en la mitocondria, pero suficiente para sostener la vida en condiciones anaeróbicas.

Tres de las diez reacciones son irreversibles en condiciones fisiológicas: la catalizada por la glucoquinasa (o hexoquinasa), la de la fosfofructoquinasa-1 y la de la piruvato quinasa. Esos tres pasos funcionan como válvulas reguladoras de todo el flujo metabólico.

De la fermentación del vino a la bioquímica moderna

Pocas vías metabólicas tienen una historia tan entrelazada con la propia historia de la bioquímica. El interés por entender cómo la levadura convierte el azúcar en alcohol llevó a Louis Pasteur, en la década de 1860, a demostrar que la fermentación era un proceso biológico. Medio siglo después, Eduard Buchner probó que extractos libres de células también fermentaban la glucosa, lo que le valió el premio Nobel de Química en 1907 y abrió la puerta al estudio enzimático.

Gustav Embden propuso en 1932 un esquema casi completo de la secuencia de reacciones, pero murió un año más tarde sin verlo confirmado experimentalmente. Otto Meyerhof, que ya había recibido el Nobel de Fisiología o Medicina en 1922 por sus trabajos sobre el ácido láctico muscular, completó los detalles junto con Jakub Karol Parnas y otros grupos a lo largo de la década de 1930. De ahí que la glucólisis se conozca también como vía de Embden-Meyerhof-Parnas (EMP). Fue la primera ruta metabólica descrita paso a paso, y su elucidación sentó las bases de lo que hoy llamamos bioquímica.

La glucólisis en las células tumorales

En 1924, el fisiólogo alemán Otto Warburg observó que muchas células cancerosas consumen glucosa a un ritmo muy superior al de las células normales y la convierten preferentemente en lactato, incluso cuando disponen de oxígeno abundante. Este fenómeno, conocido como efecto Warburg, sigue siendo objeto de investigación activa. No se trata de un defecto mitocondrial obligatorio: la mayoría de las células tumorales conservan mitocondrias funcionales, pero la reprogramación metabólica hacia la glucólisis aerobia les aporta ventajas para la proliferación rápida, como la generación de intermediarios biosintéticos.

Preguntas frecuentes

¿La glucólisis necesita oxígeno?

No. La secuencia completa de diez reacciones transcurre sin intervención del oxígeno. Lo que varía según haya o no oxígeno disponible es el destino del piruvato: con oxígeno entra en la mitocondria y alimenta el ciclo de Krebs; sin oxígeno se reduce a lactato (en los animales) o a etanol (en las levaduras), proceso que conocemos como fermentación.

¿Es lo mismo glucólisis que vía de Embden-Meyerhof?

Sí, aunque con un matiz. La denominación «vía de Embden-Meyerhof» o «vía de Embden-Meyerhof-Parnas» (EMP) designa específicamente la secuencia clásica de diez pasos presente en animales, plantas y la mayoría de los microorganismos. Existen rutas glucolíticas alternativas en algunas bacterias (como la vía de Entner-Doudoroff), que también degradan glucosa pero por un camino diferente.

¿Por qué se escriben «glucólisis» y «glicólisis» de forma distinta?

Ambas derivan del griego γλυκύς. En español de España se impuso la raíz gluco- por influencia del francés glucose; en gran parte de Hispanoamérica se prefiere glico-, más cercana al griego original. La Real Academia Española acepta las dos variantes. La diferencia es puramente ortográfica y no afecta al significado.

¿Qué ocurre cuando una enzima de la glucólisis está defectuosa?

Depende de la enzima y del tejido. Los déficits de piruvato quinasa eritrocitaria causan anemia hemolítica porque el eritrocito, sin mitocondrias, no puede compensar la pérdida de producción de ATP. Los déficits de fosfofructoquinasa muscular producen una glucogenosis tipo VII (enfermedad de Tarui) con intolerancia al ejercicio, porque el músculo no puede degradar glucosa ni el glucógeno derivado de ella.

Referencias

1. MedlinePlus (NIH). Glucólisis.
2. Kresge N, Simoni RD, Hill RL. Otto Fritz Meyerhof and the Elucidation of the Glycolytic Pathway. Journal of Biological Chemistry. 2005;280(4):e3.
3. Noor E, et al. Glycolysis: How a 300yr long research journey [...] kept revolutionizing biochemistry. iScience. 2021.
4. Real Academia Española. Glucólisis. Diccionario de la lengua española, 23.ª edición.