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Metabolismo
1. Producción y consumo de energía a partir de fuentes
exógenas y endógenas
2. Síntesis y degradación de componentes tisulares estructurales
y funcionales
3. Eliminación de productos de desecho
Metabolismo energético
• En estado estacionario, cuando el peso y la
composición corporal son estables, las
ganancias de energía deben ser siempre
iguales a las pérdidas de energía
Reacciones de síntesis
Trabajo mecánico
Contracción muscular
Movimiento de células,
organelas, apéndices
Hidratos de
carbono
Grasas
Proteínas
Ganancia
de
energía
Desintoxicación y
degradación
Formación de urea
Conjugación
Oxidación
Reducción
=
Almacenamiento de combustible
Formación de tejidos
Producción de moléculas
funcionales esenciales
Pérdida
de
energía
Producción de calor
Regulación de la
temperatura
Reacciones químicas
ineficaces
Generación y conducción
de señales
Eléctrica
Química
Mecánica
Transporte de membrana
Minerales
Aniones y cationes
orgánicos
Aminoácidos
Índice metabólico basal*
Consumo mínimo absoluto de energía en una persona en
reposo
Tir
Valor medio: 20-25 kcal/kg
Se relaciona linealmente con la masa corporal magra y la
superficie corporal. Disminuye durante el sueño. Es menor en
las mujeres.
Termogénesis inducida por la dieta
Termogénesis sin escalofríos
Obligatoria
Facultativa
Adren
Tir
Actividades físicas inconscientes
Trabajo y ejercicio
*A la mañana, en ayunas, acostado en reposo, a una temperatura corporal nomal y con temperatura
ambiente agradable
Producción de energía
Glucosa
Glucólisis
Ciclo de Krebs
Acidos grasos
ß-oxidación
Acetil CoA
Acido acetoacético
ß-hidroxibutírico
Cociente respiratorio:
Proporción entre el CO2 producido (exhalado) y el O2 utilizado (inhalado)
Glucosa
C6H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O
CR = 6 CO2/ 6 O2= 1
Ácido graso (palmítico)
C15H31COOH + 23 O2
16 CO2 + 16 H2O
CR = 16 CO2/ 23 O2 = 0.7
Almacenamiento de energía
Incorporación de
alimentos (energía) es
periódica
Deben existir mecanismos
para almacenar la energía
hasta la necesidades futuras
Reservas
Triglicéridos (75 %) 9 kcal/g
Tejido adiposo
Proteínas (24 %) 4 kcal/g
Glucógeno (1 %) 4 kcal/g
Hígado (25%) y músculo (75%)
Triglicéridos provienen de la dieta o de síntesis hepática a partir de Acetil CoA
derivado de la oxidación de la glucosa.
Glucógeno proviene de glucosa, galactosa y fructosa dietaria y de
gluconeogénesis a partir de piruvato, lactato, glicerol y aminoácidos (excepto
leucina)
El glucógeno del músculo no puede dar glucosa a circulación por carencia de
glucosa-6-fosfatasa.
Almacenar TG en tejido adiposo consume 3 % de calorías
Almacenar glucosa en glucógeno consume 7 % de calorías
Conversión de hidratos de carbono en grasas consume 23 % de calorías
Insulina favorece la glucogenogénesis y el almacenamiento de TG, inhibe la
gluconeogénesis
Glucagón y adrenalina tratan de mantener la glc plasmática y activan la
glucogenólisis y la gluconeogénesis
Metabolismo de hidratos de carbono
55 % oxidación a CO2 (encéfalo)
225 g/día de glucosa
20 % lactato (músculo)
ciclo de Cori (hígado)
20 % recaptación por hígado y tejidos viscerales
70 % de utilización basal es independiente de insulina
La glucosa circulante (11 g) mantiene oxidación encefálica por 3 horas por lo
que se requiere producción permanente.
80 % proviene de glucogenólisis y 20 % de gluconeogénesis.
Luego de la ingesta 25 % es oxidado y 75 % es almacenado.
Metabolismo de proteínas
De los 10 kg de proteína promedio de un adulto, 6 kg están sujetas a degradación y
resíntesis permanente. Los aminoácidos producidos son reutilizados mayoritariamente
y una parte se degrada.
En equilibrio se requieren 0.8 g/kg día
Cuando aumenta la masa magra (niños, embarazo, postoperatorio) se requieren hasta
1.5 - 2 g/kg día.
Existen 9 aminoácidos esenciales (no sintetizables por el hombre). Se requieren en
equilibrio 0.5 a 1.5 g/día.
La vía final de degradación de los AA convergen en:
gluconeogénesis
cetogénesis
ureagénesis
En equilibrio el nitrógeno proteico de la dieta iguala a las pérdidas urinarias de urea y
amoníaco.
Cuando se degradan más proteínas que las que se consumen (postoperatorio inmediato,
sepsis), predomina la excreción urinaria (Balance negativo de nitrógeno)
Cuando hay ganancia de peso corporal magro (crecimiento, embarazo, postoperatorio
tardío) existe balance positivo de nitrógeno.
Metabolismo de las grasas
Existen ácidos grasos esenciales: linoleico, linolénico y araquidónico.
El transporte de lípidos en el plasma exige su incorporación a lipoproteínas complejas.
CII
AI
• El transporte de TG exógenos depende de los quilomicrones.
• El transporte de TG endógenos depende de las VLDL.
• LDL proviene de la conversión metabólica de VLDL-IDL-LDL y de la
secreción hepática directa. Lleva colesterol a los tejidos y al hígado.
• En hígado, LDL es captado e internalizado por un receptor de apoB100 que es regulado por dieta, hormonas, fármacos y genes.
• El transporte de colesterol hacia el hígado desde los tejidos
periféricos es mediado por HDL a través de su interacción con otras
LP.
Ayuno
Utilización de las reservas.
Glucosa proveniente de glucogenólisis y gluconeogénesis para SNC
Acidos grasos libres para el resto de los tejidos
Gluc
Adren
Primeras 12-15 hs se vacían los depósitos hepáticos
de glucógeno.
Luego gluconeogénesis. 70-100 g de proteína muscular
durante los primeros días
Balance negativo de Nitrógeno.
Músculo e hígado empiezan a usar ácidos grasos libres
Y Disminuye el CR
El aumento de los cetoácidos provoca una acidosis metabólica leve.
Luego de pocos días IMB disminuye 10 al 20 %, SNC empieza a utilizar cetoácidos y se
reduce la gluconeogénesis (25 g/día de degradación proteica ).
En ayuno prolongado se pierde unos 300 g/día de peso corporal, 2/3 grasa
Ejercicio intenso.
Primero se vacían depósitos de creatina fosfato y ATP (50 kcal/min)
Luego (2 min) por degradación de glucógeno muscular a glucosa-6-P y glucólisis
(30 kcal/min). La acumulación de ácido láctico limita esta etapa anaerobia.
Se puede acumular una deuda de O2 de 10 a 12 litros
Adr
para oxidar ácido láctico o convertirlo en glucosa
para recuperar contenido muscular de ATP y creatina-P
para reponer O2 en pulmones, líquidos corporales, mioglobina y hemoglobina
Ejercicio prolongado y moderado
• Energía requerida 12 kcal/min
• Al glucógeno muscular se suma
captación de glucosa plasmática
producción hepática de glc por glucogenólisis y gluconeogénesis (el músculo aporta AA por
proteólisis)
• Finalmente los AG libres aportan 2/3 de la energía del ejercicio mantenido
Regulación de las reservas de energía
•
Cada individuo tendría un punto de ajuste determinado para los depósitos
de energía.
•
Vista, olfato, gusto de los alimentos, descenso de glc plasmática estimulan
el apetito.
•
•
•
•
Insulina disminuye el apetito (inhibe neuropéptido Y)
Cortisol estimula el apetito (inhibe síntesis de Horm. liberadora ACTH)
Grelina se secreta en el estómago (vacío) y estimula el apetito
Existe una proteína desacopladora (PD ó termogenina) o análogos que
disocia la producción de ATP de la utilización de O2 y genera calor sin
producir trabajo útil en tejido adiposo.
•
La leptina, hormona peptídica secretada por el tejido adiposo, actúa sobre
el hipotálamo ajustando los depósitos de energía.
AGRP: Peptido relacionado al Agouti, antagonista endógeno de alfa-MSH
NPY neuropeptido Y
POMC: proopiomelanocortina
CART: transcripto relacionado a cocaina-anfetamina