Ciclo de Cori

El ciclo de Cori (también conocido como ciclo del ácido láctico ), que recibe su nombre de sus descubridores, Carl Ferdinand Cori y Gerty Cori , ^{[ 1 ]} es una vía metabólica en la que el lactato , producido por la glucólisis anaeróbica en los músculos, se transporta al hígado y se convierte en glucosa, que luego regresa a los músculos y se metaboliza cíclicamente de nuevo a lactato. ^{[ 2 ]}

La actividad muscular requiere ATP , que se obtiene mediante la degradación del glucógeno en los músculos esqueléticos . La degradación del glucógeno, conocida como glucogenólisis , libera glucosa en forma de glucosa 1-fosfato (G1P). La fosfoglucomutasa convierte la G1P en G6P . La G6P se incorpora fácilmente a la glucólisis (o puede entrar en la vía de las pentosas fosfato si la concentración de G6P es alta), un proceso que proporciona ATP a las células musculares como fuente de energía. Durante la actividad muscular, la reserva de ATP debe reponerse constantemente. Cuando el suministro de oxígeno es suficiente, esta energía proviene del piruvato , uno de los productos de la glucólisis, que se incorpora al ciclo del ácido cítrico , el cual genera ATP mediante la fosforilación oxidativa dependiente de oxígeno .

Cuando el suministro de oxígeno es insuficiente, generalmente durante la actividad muscular intensa, la energía debe liberarse mediante el metabolismo anaeróbico . La fermentación láctica convierte el piruvato en lactato mediante la lactato deshidrogenasa . Lo más importante es que la fermentación regenera el NAD ⁺ , manteniendo su concentración para que puedan ocurrir reacciones glucolíticas adicionales. La fermentación oxida el NADH producido por la glucólisis a NAD ⁺ , transfiriendo dos electrones del NADH para reducir el piruvato a lactato. ( Para más detalles, consulte los artículos principales sobre glucólisis y fermentación ).

En lugar de acumularse dentro de las células musculares, el lactato producido por la fermentación anaeróbica es captado por el hígado . Esto inicia la otra mitad del ciclo de Cori. En el hígado, ocurre la gluconeogénesis . Desde una perspectiva intuitiva, la gluconeogénesis revierte tanto la glucólisis como la fermentación al convertir el lactato primero en piruvato y finalmente de nuevo en glucosa. La glucosa se suministra entonces a los músculos a través del torrente sanguíneo ; está lista para ser utilizada en reacciones glucolíticas posteriores. Si la actividad muscular se ha detenido, la glucosa se utiliza para reponer las reservas de glucógeno mediante la glucogénesis . ^{[ 3 ]}

En general, las etapas de la glucólisis producen 2 moléculas de ATP, mientras que las etapas de la gluconeogénesis consumen 6 moléculas de ATP. Cada iteración del ciclo requiere un consumo neto de 4 moléculas de ATP. Por lo tanto, el ciclo no puede mantenerse indefinidamente. El consumo intensivo de moléculas de ATP en el ciclo de Cori traslada la carga metabólica de los músculos al hígado.

La importancia del ciclo radica en prevenir la acidosis láctica durante las condiciones anaeróbicas en el músculo. Sin embargo, normalmente, antes de que esto ocurra, el ácido láctico se transporta fuera de los músculos hacia el hígado. ^{[ 3 ]}

Además, este ciclo es importante en la producción de ATP, una fuente de energía, durante el esfuerzo muscular. El final del esfuerzo muscular permite que el ciclo de Cori funcione de manera más eficaz. Esto compensa la deuda de oxígeno, de modo que tanto la cadena de transporte de electrones como el ciclo del ácido cítrico pueden producir energía con una eficacia óptima. ^{[ 3 ]}

El ciclo de Cori es una fuente de sustrato para la gluconeogénesis mucho más importante que los alimentos. ^{[ 4 ] [ 5 ]} La contribución del lactato del ciclo de Cori a la producción total de glucosa aumenta con la duración del ayuno antes de estabilizarse. ^{[ 6 ]} Específicamente, después de 12, 20 y 40 horas de ayuno en voluntarios humanos, la gluconeogénesis representa el 41%, 71% y 92% de la producción de glucosa, pero la contribución del lactato del ciclo de Cori a la gluconeogénesis es del 18%, 35% y 36%, respectivamente. ^{[ 6 ]} La producción restante de glucosa proviene de la degradación de proteínas, ^{[ 6 ]} glucógeno muscular, ^{[ 6 ]} y glicerol de la lipólisis . ^{[ 7 ]}

El fármaco metformina puede causar acidosis láctica en pacientes con insuficiencia renal porque inhibe la gluconeogénesis hepática del ciclo de Cori, en particular el complejo 1 de la cadena respiratoria mitocondrial. ^{[ 8 ]} La acumulación de lactato y sus sustratos para la producción de lactato, piruvato y alanina, conduce a un exceso de lactato. ^{[ 9 ]} Normalmente, el exceso de ácido resultante de la inhibición del complejo de la cadena mitocondrial sería eliminado por los riñones, pero en pacientes con insuficiencia renal, los riñones no pueden manejar el exceso de ácido. Una idea errónea común postula que el lactato es el agente responsable de la acidosis, pero el lactato es una base conjugada , que se encuentra mayoritariamente ionizada a pH fisiológico, y sirve como marcador de la producción de ácido asociada en lugar de ser su causa. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

• Ciclo de la alanina
• Ciclo del ácido cítrico