La importancia del glutamato en los procesos metabólicos hepáticos

El glutamato, presente de forma natural en los alimentos o en forma de glutamato monosódico, es uno de los principales elementos que confieren el sabor umami. Al ingerirse, se metaboliza ampliamente en el intestino. Lo que no es utilizado por este órgano (aproximadamente el 5%) llega al hígado a través de la circulación portal, donde participa en diversas reacciones que se describirán a continuación.

El glutamato, sintetizado por el organismo para realizar funciones fundamentales en diversos órganos, incluido el hígado, puede desempeñar un papel central en el metabolismo de los aminoácidos, tanto en su síntesis como en su degradación. Los principales procesos en los que participa son las reacciones de transaminación y desaminación, el ciclo de la urea, el ciclo de Krebs y la gluconeogénesis. Debido a sus numerosas funciones, algunos investigadores consideran al glutamato como el componente central del metabolismo hepático (ORTIZ, 2013; ALBARRACÍN et al., 2016).

En las reacciones de transaminación, el glutamato puede actuar como donante de aminas (NH₂), al igual que otros aminoácidos (excepto la treonina y la lisina), y como aceptor de aminas, ya que el principal α-cetoácido que requieren las aminotransferasas para recibir el grupo amino donado por los aminoácidos es el α-cetoglutarato, que, tras la reacción, se transforma en glutamato (BROSNAN y BROSNAN, 2009).

Mediante la reacción de desaminación, el glutamato libera el grupo amino en forma de ion amonio (tóxico), que se convierte en urea (no tóxica) y se elimina por la orina, eliminando aproximadamente el 95 % de este ion tóxico derivado del catabolismo de aminoácidos y proteínas del organismo (ORTIZ, 2013).

Por lo tanto, dependiendo de la cantidad de proteína a la que esté expuesto el organismo, las reacciones de transaminación y desaminación se ajustan para mantener el equilibrio y controlar la eliminación de sus productos. Así, en el caso de una dieta alta en proteínas, que genera un exceso de nitrógeno, el glutamato desempeña un papel importante al recibir los grupos amino de la transaminación de aminoácidos y liberarlos posteriormente mediante la desaminación en forma de iones amonio, que posteriormente se eliminan del organismo a través del ciclo de la urea. En este ciclo, el glutamato también participa como precursor de la ornitina, la arginina y el N-acetilglutamato, una molécula que activa la carbamoilfosfato sintasa 1, una enzima esencial para iniciar las reacciones de este ciclo. Además, el glutamato también es precursor del aspartato (mediante la transaminación con oxaloacetato), que dona el segundo nitrógeno a la urea (BROSNAN y BROSNAN, 2009). En cuanto al metabolismo del esqueleto carbonado del glutamato, se sabe que este dona energía en el ciclo de Krebs, al igual que otros aminoácidos de la familia del glutamato (glutamina, histidina, arginina, ornitina y prolina), que también se convierten en α-cetoglutarato, un intermediario del ciclo. Sin embargo, en ayunas, el esqueleto carbonado del glutamato puede entrar en la vía de la gluconeogénesis para controlar la homeostasis de la glucosa sanguínea (ALBARRACÍN et al., 2016).

Dada la participación del glutamato en el metabolismo hepático, es importante destacar que cada una de estas reacciones ocurre en diferentes zonas o regiones del hígado y es reversible, lo que permite el ajuste y control de los procesos metabólicos y la regulación individual de cada mecanismo, según las necesidades del organismo (BROSNAN y BROSNAN, 2009; ALBARRACÍN et al., 2016).

Por lo tanto, es posible considerar que el metabolismo del glutamato es necesario tanto para el aporte energético mediante la formación de α-cetoglutarato y su posterior entrada en el ciclo de Krebs, como para el control de la seguridad del organismo mediante su participación en la regulación del ciclo de la urea.