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Metabolismo
Metabolismo de los Hidratos de Carbono y formación del ATP
• Liberación de energía de los alimentos– Reacciones acopladas
• Uso de enzimas para obtener energía• Sistemas de transferencias
– Energía libre• Por oxidación completa de un alimento• Se expresa en calorías• 1 mol de glucosa (180 g)686000 calorías
Papel del ATP en el metabolismo
• Compuesto químico lábil• Composición:
– Adenosina– 3 radicales fosfato ( los 2 últimos unidos por dobles enlaces
de alta energía)7300-1200 cal– Ribosa
• ATPADPAMP • Formación principaloxidación gradual de alimentos• 90% de los carbohidratos se usan para su formación
NUCLEÓTIDOS DE NUCLEÓTIDOS DE ENERGÍAENERGÍA
GTP ATP UTP TTPCTP
Hidrólisis del ATPHidrólisis del ATP
ADENOSINA
P
P
P
ADENOSINA
P
Pi P
ENERGÍAATPasa
ATP ADP
+H2O
H+
Adenosín Trifosfato Durante el ejercicio intenso la Durante el ejercicio intenso la concentración el ATP sólo alcanza para concentración el ATP sólo alcanza para abastecer de energía al músculo durante abastecer de energía al músculo durante 0,5”.0,5”.
1 Mol de ATP pesa 503 gramos1 Mol de ATP pesa 503 gramos
Papel central de la glucosa en el metabolismo de los HC
• Productos de la digestión de los CH80% glucosa• Absorción fructosa y galactosa se convierten en glucosa en el
hígado• Se convierte en la vía final• El hígado libera monosacárido en forma de glucosa (fosfatasa de
glucosa)• Transporte de glucosa a través de la membrana celular
– Peso molecular elevadoDifusión facilitada (proteínas transportadoras)– En epitelio intestinal y renal el transporte es por cotransporte activo Na+ -
glucosa– Papel de la insulina aumenta la difusión facilitada
EN LA CÉLULA
• Fosforilación de la glucosa por glucocinasa o hexosacinasa
• Glucosa queda atrapada en la célula.
• No en hígado, riñón y epitelio intestinal (fosfatasa)
DEPOSITO DE GLUCÓGENO:Hígado y Músculo
• Polímero de glucosas• Hígado: depósito 5-8% del peso• Músculo: 1-3%• El glucógeno evita cambios de
presión osmótica entre el LEC y LIC
• Glucogénesis: glucosa, otros monosacáridos, acido lactico, pirúvico, glicerol, aa desaminados
• Glucogenólisis : fosforilasa• Activación de la fosforilasa:
epinefrina y glucocagónAMPc
Liberación de energía por via glucolítica
• Glucólisis: formación del ácido pirúvico 2 ATP• Conversión del ácido pirúvico en acetilcoenzima A• Ciclo del ácido cítrico, tricarboxílico o de Krebs2 ATP• Fosforilación oxidativamecanismo quimioosmótico 30 ATP
deshidrogenación 4 ATP
• 38 ATP 456000 calorias ( total 686000 cal) 66% de eficacia• Control de la liberación de energía a partir del glucógeno:
Concentración de ATP y ADP• Liberación anaerobia de energía: glicólisis anaerobia
Vía de la pentosa fosfato
• Es otra vía de degradación de la glucosa• Responsable del 30% de la degradación de la glucosa en el
hígado y más en las células grasas• Glucosa que ya no puede transformarse en glicógeno se
convierte en grasa en el hígado y adipocitos.• Neoglucogénesis : formación de HC a partir de proteínas y grasa
Lípidos
• Grasa neutra o triglicéridos• Fosfolípidos• Colesterol• Transporte de lípidos por líquidos corporales
– Triglicéridos y otros lípidos por la linfa: Quilomicrones– Extracción de los quilomicrones de la sangre– Transporte de AG en la sangre con albúmina: ácidos grasos libres– Lipoproteínas: transporte del colesterol y fosfolípidos– Tipos de lipoproteínas: HDL,VLDL,LDL,IDL
Comparación H de Carbono - Lípidos
• Aporte calórico
• Almacenamiento
• Aporte de ATP
• Utilización
Rendimiento Metabolismo Aeróbico
1 molecula de Glucógeno (180 gr)
38 moles de ATP
1 molecula de Grasa (Ac. estearico)
147 moles de ATP
AGL Plasmáticos 4 Kcal
TG Plamáticos 40 Kcal
Tejido Adiposo 101000 Kcal
TG Intramusculares 2700 Kcal
Total aprox. 110000 Kcal
Reservas de Lípidos
Crecimiento del Tej. Adiposo
Nº Adipocitos
Diámetro Tej Adiposo
Kg
Nacimiento 5.000 Millones
30/40 micras 0.5 Kg
Adulto Joven
50.000 Millones
80/90 micras 10-14 Kg
Depósito de grasa
• Tejido Adiposo– Células grasas: fibroblastos especializados– Intercambio de grasa entre el tejido adiposo y la sangre
Lipasas tisulares• Lípidos hepáticos
– Degradar los AG en pequeños compuestos para ser utilizados como energía
– Sintetizar TGC a partir de HC y de AA– Sintetizar otros lípidos a partir de los AG (colesterol y
fosfolípidos)
Uso de TGC para formar ATP• 40% de la energía proviene de los TGC• Como:
– Hidrólisis de los TGC a AG y Gliceroltransporte a tejido activo (Ox)– Entrada de los AG a la mitocondria carnitina– Degradación del AG a Acetilcoenzima A por oxidación beta– Oxidación de la Acetilcoenzima A– Ganancia de ATP 146 mol– Pequeñas formaciones de acidos acetoacético, B-hidroxibutírico y
acetona en el hígado– Síntesis de TGC a partir de HC transporte del hígado por las VLDL al
tejido adiposo• Conversión de HC AcetilCoa AG union con alfa glicerofosfatoTGC• Conversión de proteínas a TGC
Aporte Energético
H. De Carbono
2000 kcal95 min
Grasas
110000Kcal119 hr
Limitación de la Oxidación de las Grasas
Capacidad de transporte de Ac. grasos libres disponibles en el plasma
Capacidad oxidativa del músculo
No por la cantidad de Ac. Grasosdisponibles en el plasma
ETAPAS DEL TRANSPORTE DE LAS GRASAS
Absorción Almacenamiento Salida del adipocito Paso al torrente sanguíneo Ingreso a la célula muscular Ingreso a la mitocondria Ingreso al ciclo de Krebs
Metabolismo de las Grasas
TRIGLICERIDO
AGG
Glicerol Ac Graso + Albumina
Ac. Grasos
Acil-CoA
CO2
H2O
Lipasa-hormono sensible
CatecolaminasGH
Músculo
Plasma
TejidoAdiposo
Tasa de Lipólisis
ESTIMULANTES
LPLhs
SNS Adrenalina Cafeína GH
INHIBIDORES
LPLhs
Insulina Lactato Cuerpos Cetónicos
Movilización de Ac grasos desde el Tej. adiposo
Reesterificacion
Transporte de AG hacia el Músculo
Paso desde la Sangre a la Célula muscular
Ingreso a la Mitocondria
Oxidación de AG dentro de la mitocondria
Posibles reguladores de la oxidación de grasas
Actividad HormonalIntensidad de trabajoReclutamiento de fibrasActividad de la MalonilCoA
Acción de la MalonilCoA
Acc= AcetilCoA carboxilasa
Regulación de la liberación de energía a partir de los TGC
• Presencia excesiva o ausencia de HC • Regulación hormonal
– Falta de insulina– Adrenalina y Noradrenalina– Corticotropina y glucocorticoides– Hormona de crecimiento– Hormonas Tiroideas
Fosfolípido y Colesterol
• Fosfolípidos– Lecitinas, cefalinas, esfingomielina– Acido graso+radical de ácido fosfórico+base nitrogenada– 90% se sintetiza en el hígado– Uso de los fosfolípidos: constituyentes de la lipoproteínas, producción de
la tromboplastina, mielina, formación de elementos estructurales celulares• Colesterol
– Colesterol exógeno y endógeno– Se encuentra en forma de ester de colesterol– Circula como lipoproteína previa formación en el hígado– Sirven para formar parte de estructuras celulares, formar sustancias
como: ácido cólico, hormonas esteroideas, depósito en el estrato córneo de la piel (ayuda a evitar perder agua )
NO C O NT RA C T IL E S34%
C O NT RA C T IL E S66%
PRO T E ÍNA S
Metabolismo de las proteínas
• ¾ parte de lo sólido del cuerpo es proteína• Propiedades básicas
– Aminoácidos: son 20, se componen de radical carboxilo y de nitrógeno o grupo amino
– Forman enlaces peptídicas para unirse
• Transporte y almacenamiento de AA– En la sangre: 35 y 65 mg/dl. Digestión y absorción intestinal lenta, ingreso
celular por transporte activo o facilitado– Se almacenan como proteínas celulares. Insulina y H. De crecimiento
ayudan en su depósito– Se liberan según necesidad, los glucocorticoides ayudan
Aminoácidos
Grupo AminoNH2
Piruvato
Alanina
Músculo
Hígado2-4 hr
Transaminacion
aa Transaminados
Intermediarios del
Ciclo de Krebs
CICLO ALANINA - GLUCOSA
Glucógeno
PiruvatoGlucosa
NH2
Glucosa
Alanina
HIGADO
MUSCULO
Glucosa Plasmática
Urea
Glucógeno
AlaninaPiruvato
AminoácidosNH2
Alanina Plasmática
Funciones de las proteínas plasmáticas
• Albúmina (presión coloidosmótica), globulina (inmunológico) y fibrinógeno (hemostasia)
• Se forman la mayoría en el hígado, las globulinas en tejidos linfoides (gammaglobulinas): 30 g/dia
• Uso de las proteínas plasmáticas como fuente de AA para los tejidos (reposición rápida)
• Equilibrio reversible entre las proteínas plasmáticas y tisulares
Uso de proteínas para obtener energía
• Desaminación activación de aminotransferasa • Formación de urea en el hígado: el amoniaco liberado se
convierte en urea y se elimina• Oxidación de los aa desaminados (cetoacido)• Gluconeogénesis y cetogénesis• Regulación del metabolismo proteico
– Hormona de crecimiento– Insulina– Testosterona– Glucocorticoides– Tiroxina
Aminoacidos oxidados en el músculo esquelético
• Alanina• Aspartato• Glutamato
• aa de cadena ramificada
• Valina• Leucina• Isoleucina