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

Pérdidade

energía

Hidratos decarbono

Grasas

Proteínas

Gananciade

energía =

Trabajo mecánico

Contracción muscularMovimiento de células,

organelas, apéndices

Reacciones de síntesis

Almacenamiento de combustibleFormación de tejidosProducción de moléculas

funcionales esenciales

Generación y conducción de señalesEléctricaQuímicaMecánica

MineralesAniones y cationes

orgánicosAminoácidos

Transporte de membrana

Producción de calor

Regulación de la temperatura

Reacciones químicas ineficaces

Desintoxicación y degradación

Formación de ureaConjugación OxidaciónReducción

Termogénesis inducida por la dieta

Termogénesis sin escalofríos

Obligatoria

Facultativa

Actividades físicas inconscientes

Trabajo y ejercicio

Índice metabólico basal*Consumo mínimo absoluto de energía en una persona en reposo

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.

Tir

TirAdren

*A la mañana, en ayunas, acostado en reposo, a una temperatura corporal nomal y con temperatura ambiente agradable

Producción de energía

GlucosaGlucólisisCiclo de Krebs

Acidos grasosß-oxidación Acetil CoA

Acido acetoacéticoß-hidroxibutírico

Cociente respiratorio:

Proporción entre el CO2 producido (exhalado) y el O2 utilizado (inhalado)

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O

C15H31COOH + 23 O2 16 CO2 + 16 H2O

CR = 6 CO2/ 6 O2= 1

CR = 16 CO2/ 23 O2 = 0.7

Glucosa

Ácido graso (palmítico)

Incorporación de alimentos (energía) esperiódica

Deben existir mecanismos para hasta la necesidades futuras

almacenar la energía

Almacenamiento de energía

Reservas

Triglicéridos (75 %) 9 kcal/g

Proteínas (24 %) 4 kcal/g

Glucógeno (1 %) 4 kcal/g

Tejido adiposo

Hígado (25%) y músculo (75%)

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

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.

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

225 g/día de glucosa

55 % oxidación a CO2 (encéfalo)

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.

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 díaCuando aumenta la masa magra (niños, embarazo, postoperatorio) se requieren hasta 1.5 - 2 g/kg día.

Metabolismo de proteínas

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.

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:gluconeogénesiscetogénesisureagénesis

Existen ácidos grasos esenciales: linoleico, linolénico y araquidónico.

El transporte de lípidos en el plasma exige su incorporación a lipoproteínas complejas.

Metabolismo de las grasas

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 apo-B100 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 SNCAcidos grasos libres para el resto de los tejidos

Primeras 12-15 hs se vacían los depósitos hepáticosde 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 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

Gluc Adren

Ejercicio intenso.

• Energía requerida 12 kcal/min• Al glucógeno muscular se suma

captación de glucosa plasmáticaproducción 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

Adr

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 litrospara oxidar ácido láctico o convertirlo en glucosa

para recuperar contenido muscular de ATP y creatina-Ppara reponer O2 en pulmones, líquidos corporales, mioglobina y hemoglobina

Ejercicio prolongado y moderado

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-MSHNPY neuropeptido YPOMC: proopiomelanocortinaCART: transcripto relacionado a cocaina-anfetamina