Papel de la fructosa 2,6-bisfosfato en el control de la glucólisis. Estimulación de la síntesis de glucógeno por el lactato en el corazón aislado de rata en funcionamiento

La fructosa 2,6-bisfosfato (Fru-2,6-P2) es el estimulador más potente de la 6-fosfofructo-1-cinasa (PFK-1), una enzima clave de la glucólisis. Estudiamos si este regulador está implicado en los cambios de la glucólisis que pueden ser inducidos experimentalmente en el corazón aislado de rata en funcionamiento. El flujo glucolítico se evaluó por la tasa de detritus de – y glucosa, por la producción de lactato y por los cambios en el contenido de glucógeno. Se observó un aumento del 20-40% en el contenido de Fru-2,6-P2 cuando se estimuló la glucólisis aumentando la carga de trabajo (aumentando tanto la precarga como la poscarga) o la concentración de glucosa (de 2 a 11 mM), o añadiendo 7 microM de insulina. La anoxia disminuyó el trabajo externo desarrollado por el corazón, estimuló la glucólisis activando la glucogenólisis, pero no aumentó la Fru-2,6-P2. El aumento del contenido de Fru-2,6-P2 observado después de la insulina, la alta carga de trabajo o la carga de glucosa podría estar relacionado con una estimulación del transporte de glucosa, y/o una activación de la 6-fosfofructo-2-cinasa (PFK-2), la enzima responsable de la síntesis de Fru-2,6-P2. La adición al perfusato de 0,5 a 10 mM de lactato, que es un sustrato preferido por el corazón, con piruvato en una proporción de 10:1, indujo una inhibición dependiente de la dosis del flujo glucolítico a través de la PFK-1, con una inhibición máxima del 75% a 5 mM de lactato. La acumulación de hexosa 6-fosfatos sin cambios en las concentraciones de fructosa 1,6-bisfosfato y triosa-fosfatos confirmó que la inhibición de la glucólisis se ejercía principalmente sobre la PFK-1. Esta inhibición resultó de la duplicación de la concentración de citrato, un inhibidor, y de la disminución del 75% de Fru-2,6-P2. A pesar de la inhibición de la glucólisis, la fosforilación de la glucosa apenas se vio afectada por el lactato, lo que sugiere un cambio en el metabolismo de la glucosa. De hecho, el lactato indujo un aumento dependiente de la dosis en el contenido de glucógeno, que se duplicó a 5 mM de lactato, alcanzando el nivel obtenido tras la adición de 7 microM de insulina. El aumento de la síntesis de glucógeno se explicó por la acumulación de glucosa UDP, el sustrato, y de glucosa 6-fosfato, un estimulador de la glucógeno sintasa. Concluimos que, durante la aerobiosis, el Fru-2,6-P2 puede considerarse una señal glucolítica que se activa por la disponibilidad de glucosa, la carga de trabajo y la insulina, y que se desactiva por la disponibilidad de sustratos oxidativos alternativos como el lactato. Este último también controla el metabolismo de la glucosa desviando la glucosa de la glucólisis a la síntesis de glucógeno.