El ciclo de Cori (también conocido como ciclo del ácido láctico ), llamado así por 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]
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La actividad muscular requiere ATP , que se obtiene mediante la descomposición del glucógeno en los músculos esqueléticos . La descomposición del glucógeno, conocida como glucogenólisis , libera glucosa en forma de glucosa 1-fosfato (G1P). La G1P se convierte en G6P por la fosfoglucomutasa . La G6P se introduce fácilmente en 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 de la alimentación de piruvato , un producto de la glucólisis, en el ciclo del ácido cítrico , que en última instancia genera ATP a través de la fosforilación oxidativa dependiente del oxígeno .
Cuando el suministro de oxígeno es insuficiente, por lo general durante una actividad muscular intensa, se debe liberar energía a través del metabolismo anaeróbico . La fermentación del ácido láctico convierte el piruvato en lactato por acción de la lactato deshidrogenasa . Lo más importante es que la fermentación regenera el NAD + , manteniendo su concentración para que puedan ocurrir reacciones de glucólisis adicionales. El paso de fermentación oxida el NADH producido por la glucólisis de nuevo a NAD + , transfiriendo dos electrones del NADH para reducir el piruvato a lactato. (Consulte los artículos principales sobre glucólisis y fermentación para obtener más detalles).
En lugar de acumularse dentro de las células musculares, el lactato producido por la fermentación anaeróbica es absorbido por el hígado . Esto inicia la otra mitad del ciclo de Cori. En el hígado, se produce la gluconeogénesis . Desde una perspectiva intuitiva, la gluconeogénesis revierte tanto la glucólisis como la fermentación al convertir el lactato primero en piruvato y finalmente nuevamente en glucosa. Luego, la glucosa se suministra a los músculos a través del torrente sanguíneo ; está lista para ser utilizada en otras reacciones de glucólisis. Si la actividad muscular se ha detenido, la glucosa se utiliza para reponer los suministros de glucógeno a través de la glucogénesis . [3]
En general, los pasos de glucólisis del ciclo producen 2 moléculas de ATP a un costo de 6 moléculas de ATP consumidas en los pasos de gluconeogénesis. Cada iteración del ciclo debe mantenerse mediante un consumo neto de 4 moléculas de ATP. Como resultado, el ciclo no puede sostenerse indefinidamente. El consumo intensivo de moléculas de ATP en el ciclo de Cori desplaza 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 desplaza fuera de los músculos y llega al hígado. [3]
Además, este ciclo es importante para 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 para que tanto la cadena de transporte de electrones como el ciclo del ácido cítrico puedan producir energía con una eficacia óptima. [3]
El ciclo de Cori es una fuente de sustrato mucho más importante para la gluconeogénesis 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 alcanzar una meseta. [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 de glucosa restante 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, conducen a un exceso de lactato. [9] Normalmente, el exceso de ácido que es el resultado de la inhibición del complejo de la cadena mitocondrial se eliminaría por los riñones, pero en pacientes con insuficiencia renal, los riñones no pueden manejar el exceso de ácido. Un error común postula que el lactato es el agente responsable de la acidosis, pero el lactato es una base conjugada , que se ioniza principalmente a pH fisiológico y sirve como un marcador de la producción de ácido asociado en lugar de ser su causa. [10] [11]