La hexocinasa es en realidad un término más amplio para una clase de enzimas que fosforilan azúcares de seis carbonos (glucosa, fructosa, galactosa, etc.), mientras que la glucoquinasa es un tipo específico de hexocinasa (una isoforma) que tiene una menor afinidad por los sustratos.

Estar vivo puede parecer bastante fácil a veces, sobre todo cuando te sientes sano, feliz y posiblemente encaramado en una playa tropical en algún lugar. Sin embargo, mantenerse vivo requiere el gasto constante de energía por parte de las células de tu cuerpo. Desde la escala macroscópica de la flexión de tus músculos para caminar, bailar, parpadear y tragar hasta el nivel microscópico de la creación de neurotransmisores y la replicación del material genético, la producción y utilización de energía es un proceso perpetuo llamado metabolismo celular.

¿Qué es el metabolismo celular?

Como probablemente sepa, la fuente principal de esa energía viene en forma de alimentos que ingerimos, y la subsiguiente descomposición de esos alimentos en energía utilizable. Ese proceso metabólico de descomposición de las moléculas de los alimentos (glucosa, en este caso) es una forma de metabolismo celular, una vía catabólica crítica de la que esas células pueden obtener energía (en forma de ATP, trifosfato de adenosina).

El metabolismo aeróbico (que ocurre en presencia de oxígeno) consta de tres etapas: la glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones.

Qué es la glucólisis

La primera de las tres etapas de este proceso, la glucólisis, no produce una gran cantidad de ATP (sólo 2), en comparación con la cadena de transporte de electrones, pero sí da lugar a productos clave (2 piruvatos) que se utilizan para la generación posterior de ATP dentro de la vía metabólica más amplia. La glucólisis se produce en el citoplasma, mientras que los restantes pasos del metabolismo celular tienen lugar en las mitocondrias.

Para iniciar la transformación de la glucosa, al igual que en muchas otras reacciones químicas, se necesita una enzima. En el caso de la fosforilación de la glucosa en glucosa-6-fosfato, dependiendo de una serie de variables, la hexocinasa o la glucocinasa catalizarán la reacción.

(Photo Credit: YassineMrabet/Wikimedia Commons)

Hexocinasa vs. Glucocinasa. Glucocinasa

Aunque el título de esta subsección puede sugerir que estas dos trabajan en oposición la una a la otra, de hecho son muy similares y básicamente realizan la misma función. La hexoquinasa es en realidad un término más amplio para una clase de enzimas que fosforilan azúcares de seis carbonos (glucosa, fructosa, galactosa, etc.), mientras que la glucocinasa es un tipo específico de hexoquinasa (una isoforma) que tiene una menor afinidad por los sustratos y trabaja exclusivamente con glucosa, en lugar de otros azúcares de 6 carbonos.

Ambos enzimas pueden realizar la misma función -catalizar la primera reacción de la glucólisis- pero se utilizan en circunstancias específicas.

Hexocinasa

Esta enzima es activa cuando la cantidad de glucosa disponible es relativamente estable o baja, y puede encontrarse en todos los tejidos del cuerpo donde se produce el metabolismo celular, con la excepción del hígado y las células beta pancreáticas. En otras palabras, la hexoquinasa es el principal catalizador del metabolismo celular a escala del organismo.

La afinidad de la hexoquinasa hacia la glucosa es también bastante alta; lo que significa que incluso cuando el suministro de glucosa es bajo, la reacción enzimática puede ocurrir, y la glucosa puede convertirse en glucosa-6-fosfato, y se pueden producir 2 moléculas de ATP. La velocidad de reacción máxima (Vmax) de la hexoquinasa también es bastante baja, lo que significa que no es ideal para la generación rápida de energía a partir de la glucosa.

Como en cualquier reacción enzimática, existe un mecanismo de control para la hexoquinasa, un bucle de retroalimentación alostérica con el propio producto de la reacción, la glucosa-6-fosfato. Esto significa que una vez que una cantidad suficiente de glucosa se ha convertido en glucosa-6-fosfato, ese mismo producto inhibirá a la enzima de engancharse/reaccionar con moléculas adicionales de sustrato (glucosa).

Glucocinasa

Como se mencionó anteriormente, la glucocinasa es una isoforma de la hexoquinasa, y tiene condiciones diferentes para la activación que esta última. A diferencia de la hexoquinasa, que está presente en todos los tejidos, la glucoquinasa sólo está presente en el hígado y en las células beta del páncreas, y es como un mecanismo de control funcional dentro del organismo.

La afinidad de la glucoquinasa hacia la glucosa es baja, lo que significa que sólo se activa cuando hay una abundancia de glucosa disponible para una célula. Si sólo hay una cantidad limitada de glucosa, como durante un periodo de ayuno o descanso, la hexoquinasa puede manejar la carga enzimática. La velocidad máxima de reacción (Vmax) de la glucoquinasa es bastante elevada, lo que da lugar a una rápida conversión de la glucosa en energía utilizable. La glucocinasa entra en juego tras una comida copiosa o una afluencia de carbohidratos, lo que está relacionado con el mecanismo de control de esta enzima en particular.

La hexocinasa está regulada alostéricamente por uno de sus productos (glucosa-6-fosfato), mientras que la glucocinasa está controlada hormonalmente por la insulina. De hecho, la glucoquinasa está principalmente controlada o inducida por la insulina. Cuando los niveles de insulina aumentan en el organismo, tanto la transcripción como la actividad de la glucoquinasa se incrementan en una hora. Otras hormonas y vías pueden afectar a la glucoquinasa, incluyendo los glucocorticoides y la triyodotironina, pero la amplia gama de otras vías metabólicas para la actividad de la glucoquinasa está fuera del alcance de este artículo.

Debido al papel crítico de la insulina en la regulación de la glucoquinasa en el hígado y el páncreas, la diabetes mellitus puede tener un grave impacto en la eficacia de la glucoquinasa y, por tanto, en la generación de energía cuando los niveles de glucosa son elevados.

Una palabra final

La hexoquinasa y la glucoquinasa son enzimas importantes en el proceso de la glucólisis, que es un paso esencial en la vía más amplia del metabolismo celular. Como ocurre con la mayoría de las reacciones enzimáticas, estas dos enzimas funcionan de forma inconsciente, y nuestro cuerpo controlará su activación sin que nosotros lo hagamos. Por muy pequeñas e insignificantes que parezcan estas enzimas, su trabajo constante en nuestro nombre es el primer paso para cada movimiento que hacemos!