Al adentrarse en el dominio celular, la glucosa, junto con otras formas de azúcares, experimenta un proceso de transformación esencial conocido como fosforilación. Este mecanismo vital bloquea la salida de glucosa de la célula y amplifica la reactividad del oxígeno en el compuesto fosfato creado. Las hexoquinasas, un conjunto de enzimas cruciales, son las encargadas de añadir un grupo fosfato a las hexosas, un proceso que se lleva a cabo en todas las células del cuerpo. Durante esta reacción, el ATP, en colaboración con el Mg2+, forma un complejo esencial, un fenómeno común en las reacciones que involucran quinasas. Esta transformación se caracteriza por su irreversibilidad dentro del ambiente celular, lo que significa que la enzima no puede revertir el producto final a su estado original, sin importar la cantidad de G-6-P presente.
El hígado, un órgano vital en los animales, alberga cuatro variantes de hexoquinasas. Tres de estas enzimas, que se distribuyen en distintos tejidos, muestran una predilección notable por la glucosa, incluso a niveles bajos de concentración en la sangre, asegurando así que tejidos críticos como el cerebro y el músculo puedan acceder a la glucosa necesaria. Estas enzimas regulan su actividad mediante la inhibición por glucosa-6-fosfato, el producto de su propia reacción, evitando la fosforilación excesiva de la glucosa cuando no es necesaria.
La cuarta enzima, conocida como hexoquinasa D o glucoquinasa, desempeña una función distinta, permitiendo que el hígado procese la glucosa para almacenarla como glucógeno. Esta enzima, que opera bajo un conjunto diferente de propiedades cinéticas, se activa con niveles más altos de glucosa y no se ve inhibida por la glucosa-6-fosfato. Esto permite que el hígado comience a almacenar glucosa solo después de que los demás tejidos hayan satisfecho sus necesidades energéticas, regulando de esta manera los niveles de glucosa en la sangre tras la ingesta de alimentos.
Además, entre comidas, cuando los niveles de glucosa en la sangre disminuyen, la glucosa-6-fosfatasa, una enzima exclusiva del hígado (y del riñón bajo ciertas condiciones), juega un papel crucial al liberar glucosa de los almacenes de glucógeno hacia la sangre, garantizando así un suministro constante de energía. Este equilibrio cuidadosamente orquestado subraya la sofisticación del metabolismo celular y la importancia de la regulación enzimática en el mantenimiento de la homeostasis glucémica.