CICLO ALIMENTO AYUNOCICLO ALIMENTO AYUNO

Manuel Concha Toledo20130122

EL HÍGADO COMO DIRECTOR DEL EL HÍGADO COMO DIRECTOR DEL TRÁNSITO EN EL METABOLISMOTRÁNSITO EN EL METABOLISMO

Después de la alimentación el hígado, Después de la alimentación el hígado, antes que cualquier otro órgano recibe por antes que cualquier otro órgano recibe por vía portal los nutrientes absorbidos en el vía portal los nutrientes absorbidos en el intestino y elevados niveles de insulina intestino y elevados niveles de insulina secretada por el páncreassecretada por el páncreas

El hígado capta los carbohidratos El hígado capta los carbohidratos (glucosa), lípidos ( A. grasos) y (glucosa), lípidos ( A. grasos) y aminoácidos, para metabolizarlos, aminoácidos, para metabolizarlos, almacenarlos o derivarlos a otros tejidosalmacenarlos o derivarlos a otros tejidos

EL HÍGADO COMO DIRECTOR DEL EL HÍGADO COMO DIRECTOR DEL TRÁNSITO EN EL METABOLISMOTRÁNSITO EN EL METABOLISMO

El hígado no usa preferencialmente la El hígado no usa preferencialmente la oxidación de la glucosa con fines oxidación de la glucosa con fines energéticos, antes prefiere oxidar los energéticos, antes prefiere oxidar los ácidos grasos y usar los alfa cetoácidos ácidos grasos y usar los alfa cetoácidos como fuente de energíacomo fuente de energía

El hígado regula la concentración de El hígado regula la concentración de varios metabolitos en la sangrevarios metabolitos en la sangre

ROL DEL HÍGADO EN EL METABOLISMO DE ROL DEL HÍGADO EN EL METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSLOS CARBOHIDRATOS

El hígado retiene el 60%(hasta los 2/3) de la El hígado retiene el 60%(hasta los 2/3) de la glucosa que le llega por la vía portal, después de glucosa que le llega por la vía portal, después de la alimentaciónla alimentaciónEl hígado favorece la utilización de la glucosa a El hígado favorece la utilización de la glucosa a través de las siguientes acciones:través de las siguientes acciones:1.1. Incrementa la fosforilación de la glucosaIncrementa la fosforilación de la glucosa2.2. Incrementa la síntesis de glucógenoIncrementa la síntesis de glucógeno3.3. Incrementa la vía de las pentosas fosfatoIncrementa la vía de las pentosas fosfato4.4. Incrementa la glicólisisIncrementa la glicólisis5.5. Disminuye la gluconeogénesisDisminuye la gluconeogénesis6.6. Aumenta la síntesis de acetil Co A para la formación de Aumenta la síntesis de acetil Co A para la formación de

colesterol y sales biliarescolesterol y sales biliares

ROL DEL HÍGADO EN EL METABOLISMO ROL DEL HÍGADO EN EL METABOLISMO DE LOS LÍPIDOSDE LOS LÍPIDOS

1.1. Incrementa la síntesis de los Incrementa la síntesis de los ácidos grasosácidos grasos

2.2. Incrementa la síntesis de Incrementa la síntesis de triglicéridostriglicéridos

3.3. Sintetiza las VLDL para retirar el Sintetiza las VLDL para retirar el exceso de triglicéridos exceso de triglicéridos sintetizadossintetizados

ROL DEL HÍGADO EN EL METABOLISMO DE ROL DEL HÍGADO EN EL METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOSLOS AMINOÁCIDOS

1.1. Incrementa la degradación de Incrementa la degradación de los aminoácidoslos aminoácidos--Tiene una limitada capacidad para degradar aminoácidos Tiene una limitada capacidad para degradar aminoácidos

ramificados, ya que ellos se metabolizan fundamentalmente ramificados, ya que ellos se metabolizan fundamentalmente en el músculoen el músculo

2.2. Incrementa la síntesis proteicaIncrementa la síntesis proteica -- Sólo cuando las vías anabólicas están saturadas se favorecen Sólo cuando las vías anabólicas están saturadas se favorecen

las vías catabólicas de los aminoácidoslas vías catabólicas de los aminoácidos

Metabolismo en el Metabolismo en el MúsculoMúsculo

METABOLISMO EN EL MÚSCULO METABOLISMO EN EL MÚSCULO ESQUELÉTICO EN REPOSOESQUELÉTICO EN REPOSO

1.1. El músculo en reposo consume cerca del 30% El músculo en reposo consume cerca del 30% de oxígeno del organismo; en tanto que el de oxígeno del organismo; en tanto que el músculo en ejercicio consume cerca el 90%músculo en ejercicio consume cerca el 90%

2.2. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS:METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS:– En el estado alimentario en el músculo se En el estado alimentario en el músculo se

incrementa la captación de glucosa y su oxidación incrementa la captación de glucosa y su oxidación completa para cubrir sus necesidades energéticas y completa para cubrir sus necesidades energéticas y también se incrementa la síntesis de glucógenotambién se incrementa la síntesis de glucógeno

– En el estado postabsortivo, son los ácidos grasos y los En el estado postabsortivo, son los ácidos grasos y los cuerpos cetónicos quienes contribuyen más a cubrir cuerpos cetónicos quienes contribuyen más a cubrir los requerimientos energéticos del músculo en reposo los requerimientos energéticos del músculo en reposo

METABOLISMO EN EL MÚSCULO METABOLISMO EN EL MÚSCULO ESQUELÉTICO EN REPOSOESQUELÉTICO EN REPOSO

3.3. METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS.METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS.– Los ácidos grasos liberados de los quilomicrones son Los ácidos grasos liberados de los quilomicrones son

de segunda importancia para cubrir las necesidades de segunda importancia para cubrir las necesidades energéticas del músculo en reposo en el estado bien energéticas del músculo en reposo en el estado bien alimentado.alimentado.

4.4. METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOSMETABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS– Aumento en la síntesis proteicaAumento en la síntesis proteica– Aumento en la captación y metabolismo de los Aumento en la captación y metabolismo de los

aminoácidos ramificadosaminoácidos ramificados

METABLISMO DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO EN METABLISMO DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO EN REPOSO Y EN ACTIVIDADREPOSO Y EN ACTIVIDAD

El músculo esquelético en reposo prefire como El músculo esquelético en reposo prefire como combustible a los ácidos grasos; en tanto que combustible a los ácidos grasos; en tanto que cuando está en plena actividad prefiere a la glucosacuando está en plena actividad prefiere a la glucosaDurante la alta actividad muscular, es la glicólisis Durante la alta actividad muscular, es la glicólisis anaeróbica la que predomina y se producen anaeróbica la que predomina y se producen grandes cantidades de lactato que por el ciclo de grandes cantidades de lactato que por el ciclo de Cori regresan al músculo bajo la forma de glucosaCori regresan al músculo bajo la forma de glucosaTambién en el músculo que desarrolla gran También en el músculo que desarrolla gran actividad se forman cantidades importantes de actividad se forman cantidades importantes de alanina , la cual por el ciclo de la alanina regresa al alanina , la cual por el ciclo de la alanina regresa al músculo como glucosamúsculo como glucosa

Metabolismo Metabolismo en el Corazónen el Corazón

METABOLISMO EN EL MÚSCULO CARDIACOMETABOLISMO EN EL MÚSCULO CARDIACO

El músculo cardíaco difiere del músculo El músculo cardíaco difiere del músculo esquelético en 3 aspectos importantes:esquelético en 3 aspectos importantes:

1.- El corazón está permanentemente activo; en 1.- El corazón está permanentemente activo; en tanto que el músculo esquelético lo hace tanto que el músculo esquelético lo hace intermitentemente cuando hay demandaintermitentemente cuando hay demanda

2.- El corazón tiene un metabolismo 2.- El corazón tiene un metabolismo completamente aeróbico ( rico en mitocondrias)completamente aeróbico ( rico en mitocondrias)

3.- El corazón tiene cantidades insignificantes de 3.- El corazón tiene cantidades insignificantes de almacenamiento de glucosa y de lípidosalmacenamiento de glucosa y de lípidos

METABOLISMO ENERGÉTICO DEL METABOLISMO ENERGÉTICO DEL CORAZÓNCORAZÓN

El ATP que requiere el corazón para mantener su El ATP que requiere el corazón para mantener su función contráctil deriva del metabolismo de la función contráctil deriva del metabolismo de la glucosa y ácidos grasosglucosa y ácidos grasos

La ventaja de la vía glicolítica es que permite la La ventaja de la vía glicolítica es que permite la síntesis de ATP sin necesidad de oxígeno; pero síntesis de ATP sin necesidad de oxígeno; pero normalmente sólo contribuye entre el 1 al 5% del normalmente sólo contribuye entre el 1 al 5% del total de ATP que genera el corazóntotal de ATP que genera el corazón

METABOLISMO ENERGÉTICO DEL METABOLISMO ENERGÉTICO DEL CORAZÓNCORAZÓN

Un 20 a 30% de la producción de ATP se Un 20 a 30% de la producción de ATP se obtiene del ingreso del piruvato al ciclo de obtiene del ingreso del piruvato al ciclo de Krebs, previa formación de acetil Co AKrebs, previa formación de acetil Co ALa oxidación completa de los ácidos La oxidación completa de los ácidos grasos constituye la mayor fuente de ATP grasos constituye la mayor fuente de ATP para el corazón (del 60 al 80%)para el corazón (del 60 al 80%)Los ácidos grasos requieren más oxígeno Los ácidos grasos requieren más oxígeno que lo que requiere la glucosa para que lo que requiere la glucosa para producir la misma cantidad de ATPproducir la misma cantidad de ATP

arteriavena

GLUCOSA

PIRUVATO LACTATO

ACIDOS GRASOS

ACETIL CoA

Ciclo de Krebs

CO2

NADH

VENA

ARTERIA

MITOCONDRIA

MIOCARDIO

C.R.

ATP

ATP

FLUJO SANGUINEO NORMAL

O2

arteriavena

GLUCOSA

PIRUVATO

ÁCIDOS GRASOS

ACETIL CoA

Ciclo de Krebs

CO2

NADH

VENA

ARTERIA

MITOCONDRIA

MIOCARDIO

C.R.

ATP

ATP

ISQUEMIA MIOCÁRDICA (20-60% DEL FLUJO NORMAL

O2

LACTATO

GLUCÓGENO

arteriavena

GLUCOSA

PIRUVATO

VENA

ARTERIA

MITOCONDRIA

MIOCARDIO

C.R.

ATP

ISQUEMIA MIOCÁRDICA SEVERA

LACTATO

GLUCÓGENO

NO HAY FLUJO SANGUINEO

Metabolismo Metabolismo del Cerebrodel Cerebro

METABOLISMO DEL METABOLISMO DEL CEREBROCEREBRO

Sólo representa el 2% del peso corporal y Sólo representa el 2% del peso corporal y si embargo consume el 20% del oxígeno si embargo consume el 20% del oxígeno corporalcorporalEn el estado alimentado el cerebro usa En el estado alimentado el cerebro usa glucosa con exclusividad, como glucosa con exclusividad, como combustible (usa 140g/ día)combustible (usa 140g/ día)Sintetiza cantidades insignificantes de Sintetiza cantidades insignificantes de glucógenoglucógenoNo utiliza ácidos grasos para su No utiliza ácidos grasos para su metabolismometabolismo

METABOLISMO DEL METABOLISMO DEL CEREBROCEREBRO

La mayor parte de la energía que genera La mayor parte de la energía que genera la utiliza para mantener en potencial de la utiliza para mantener en potencial de membrana necesario para el metabolismo membrana necesario para el metabolismo cerebralcerebralEl consumo de glucosa y oxígeno lo El consumo de glucosa y oxígeno lo mantiene aún durante el sueño y durante mantiene aún durante el sueño y durante el reposoel reposoEl transportador de glucosa operativo en El transportador de glucosa operativo en el cerebro es GLUT 3, quien tiene una Km el cerebro es GLUT 3, quien tiene una Km muy baja para el carbohidratomuy baja para el carbohidrato

DIFERENCIAS EN EL METABOLISMO DIFERENCIAS EN EL METABOLISMO MUSCULAR Y CEREBRALMUSCULAR Y CEREBRAL

Los requerimientos energéticos del músculo Los requerimientos energéticos del músculo dependen de su nivel de actividaddependen de su nivel de actividad

El músculo almacena normalmente El músculo almacena normalmente glucógeno, que puede degradarlo con fines glucógeno, que puede degradarlo con fines energéticos cuando lo necesiteenergéticos cuando lo necesite

El músculo utiliza glucosa, igual que el El músculo utiliza glucosa, igual que el cerebro, pero también tiene la capacidad de cerebro, pero también tiene la capacidad de oxidar ácidos grasos que no la tiene el oxidar ácidos grasos que no la tiene el cerebro. Incluso degrada aminoácidoscerebro. Incluso degrada aminoácidos

Metabolismo del Riñón

METABOLISMO DEL RIÑÓNMETABOLISMO DEL RIÑÓN

El riñón necesita energía para los procesos de El riñón necesita energía para los procesos de excreción y reabsorción tubularexcreción y reabsorción tubular

Los productos de desecho solubles en el agua son Los productos de desecho solubles en el agua son excretados y el exceso de agua retirado de la excretados y el exceso de agua retirado de la sangre para mantener la osmolaridadsangre para mantener la osmolaridad

Después del hígado, los riñones son muy Después del hígado, los riñones son muy importantes para realizar la importantes para realizar la gluconeogénesisgluconeogénesis, por , por eso durante el ayuno los riñones contribuyen con eso durante el ayuno los riñones contribuyen con cantidades significativas de glucosa a la sangrecantidades significativas de glucosa a la sangre

Metabolismo Metabolismo del Tejido del Tejido AdiposoAdiposo

METABOLISMO DEL TEJIDO METABOLISMO DEL TEJIDO ADIPOSOADIPOSO

El adipocito está especializado en el El adipocito está especializado en el almacenamiento de triglicéridos. Ellos almacenamiento de triglicéridos. Ellos almacenan del 50 al 70% de la energía almacenan del 50 al 70% de la energía total que tiene el organismo como reservatotal que tiene el organismo como reserva

Los TG almacenados en el tejido adiposo Los TG almacenados en el tejido adiposo son permanentemente sintetizados y son permanentemente sintetizados y degradadosdegradados

El exceso de glicerol de este tejido es El exceso de glicerol de este tejido es exportado al hígadoexportado al hígado

METABOLISMO DEL TEJIDO METABOLISMO DEL TEJIDO ADIPOSOADIPOSO

METABOLISMO DE LOS METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOS

En el estado alimentario, hay gran En el estado alimentario, hay gran captación de glucosa por el tejido adiposo, captación de glucosa por el tejido adiposo, por la acción de la insulina activando a por la acción de la insulina activando a GLUT 4GLUT 4

Incremento en la glicólisisIncremento en la glicólisis

Incremento en la vía de las pentosas Incremento en la vía de las pentosas fosfatofosfato

METABOLISMO DEL TEJIDO METABOLISMO DEL TEJIDO ADIPOSOADIPOSO

METABOLISMO DE LOS LÍPIDOSMETABOLISMO DE LOS LÍPIDOS

Aumenta la síntesis de los ácidos grasos, Aumenta la síntesis de los ácidos grasos, aunque esta no es tan importanteaunque esta no es tan importante

Aumenta la síntesis de triglicéridosAumenta la síntesis de triglicéridos

Disminuye la degradación de los Disminuye la degradación de los triglicéridos ya que la triglicéridos ya que la insulina inactiva a la insulina inactiva a la lipasa sensible a hormonaslipasa sensible a hormonas

ADAPTACIONES METABÓLICAS EN

DIFERENTES ESTADOS NUTRICIONALES

INSULINA

VENA PORTAL

PÁNCREAS (Células

Glucosa

Amino ácidos

Lípidos

VLDL

TEJIDO ADIPOSO

VASOS LINFÁTICOS

Quilomicrones

HEMATIES

TEJIDO MUSCULAR

Glucógeno

Glucógeno

Piruvato

Lípidos

Aminoácidos

Síntesis proteica

Lactato

Urea

Síntesis Proteica (todos los

tejidos)

Lactato

CO2 + H2O

HÍGADOINTESTINO

Glucosa

CO2 + H2O

CEREBRO

DISPOSICIÓN DE GLUCOSA, AMINOÁCIDOS Y LÍPIDOS EN EL ESTADO BIEN ALIMENTADO

GLUCAGON

VENA PORTAL

PÁNCREAS

(Células

TEJIDO ADIPOSO

VASOS LINFÁTICOS

TEJIDO MUSCULAR

Glucógeno

Lactato

HIGADOINTESTINO

Glucosa

CO2 + H2O

CEREBRO

Lactato

Piruvato

Alanina

HEMATIES

Ciclo Alanina - Glucosa

Ciclo de Cori

INTERRELACIONES METABÓLICAS DE LOS MAYORES TEJIDOS EN EL ESTADO DE AYUNO TEMPRANO

GLUCAGÓN

VENA PORTAL

PÁNCREAS (Células

TEJIDO ADIPOSO

VASOS LINFÁTICOS

TEJIDO MUSCULAR

Lactato

Urea

HIGADO

CO2 + H2O

CEREBRO

CO2 + H2O

Alanina

Aminoácidos

Proteína

Glucosa

INTESTINO

Glicerol

Cuerpos Cetónicos

Glicerol

Ácidos Grasos

Amino ácidos

Proteínas

Lactato

HEMATÍES

Alanina

Alanina

Glutamina

Enterocitos

INTERRELACIONES METABÓLICAS DE LOS PRINCIPALES TEJIDOS DURANTE EL ESTADO DE AYUNO

164 2824200 8 12 2 8 16 24 32 40

I II IVIII VFase

Horas Días

10

20

0

30

40

Glu

cosa

usa

da

g /

h

EXÓGENA

GLUCÓGENO

GLUCONEOGÉNESIS

Almacenamiento,movilización yuso decombustiblesen distintostejidos y endiferentessituaciones

FASE ORIGEN DE LA GLUCOSA

SANGUINEA

TEJIDOS QUE USAN GLUCOSA

MAYOR COMBUSTIBLE DEL CEREBRO

I Exógeno Todos Glucosa

II

4-16 h-

Glucógeno Gluconeogénesis

hepática

Todos, excepto el hígado Músculo y

Tejido adiposo en pequeña proporción

Glucosa

III

16-30 h

Gluconeogénesis hepática

Glucógeno

Todos, excepto el hígado Músculo y

Tejido adiposo en cantidades intermedias

entre II y IV

Glucosa

IV

30h a 24 dias

Gluconeogénesis hepática y Renal

Cerebro, hematíes, médula renal y pequeñas cantidades

por el músculo.

Glucosa Cuerpos cetónicos

V

24 dias a 40m días

Gluconeogénesis hepática y Renal

Cerebro y en proporción disminuida por hematíes y

médula renal

Cuerpos cetónicos Glucosa

FASES DE LA HOMEOSTASIS DE LA GLUCOSA EN HUMANOS

PERFILES METABÓLICOS DE LOS ÓRGANOS MÁS IMPORTANTES

EL CICLO DE CORI

EL CICLO DE LA ALANINA

RESERVA ENERGÉTICA EFECTIVA EN UN RESERVA ENERGÉTICA EFECTIVA EN UN HOMBRE ALIMENTADO DE 70 KG DE PCHOMBRE ALIMENTADO DE 70 KG DE PC

ÓRGANO CARBOHIDRATOS

(Glucógeno o glucosa) Kcal

LÍPIDOS

(Triglicéridos) Kcal

PROTEÍNAS

(Movilizables)

Kcal.

Músculo 1200 450 24000

Hígado 400 450 400

T. Adiposo 80 135000 40

Cerebro 8 0 0

Sangre 60 45 0

TOTAL 1748 135 945 24400

CONCENTRACIONES HORMONALES Y DE ALGUNOS CONCENTRACIONES HORMONALES Y DE ALGUNOS INTERMEDIARIOS METABÓLICOS EN LA SANGRE EN EL AYUNOINTERMEDIARIOS METABÓLICOS EN LA SANGRE EN EL AYUNO

HORMONAS O METABOLITOS

ALIMENTADO 12 HRS. DE AYUNO

3 DÍAS 35 DÍAS

Insulina ( uU/ml) 40 15 8 6Glucagon ( ng/ml)

80 100 150 120

Rel Ins/Gluc 0.5 0.15 0.053 0.05Glucosa ( mg%)

109 85 68 65

A. Grasos (mM)

0.14 0.60 1.20 1.40

Acetoacetato (mM)

0.04 0.05 0.4 1.30

Β OH butírico (mM)

0.03 0.10 1,4 6.0

CANTIDAD DE COMBUSTIBLE FORMADO O CANTIDAD DE COMBUSTIBLE FORMADO O CONSUMIDO DURANTE EL AYUNO (g/24h)CONSUMIDO DURANTE EL AYUNO (g/24h)

CEREBRO Glucosa consumida

Cuerpos cetónicos consumidos100

50

40

100

MÚSCULOProteínas degradadas 75 75

TEJIDO ADIPOSO Lipólisis 180 180

3 DÍAS 40 DÍAS

Rol Metabólico- Malonil CoARol Metabólico- Malonil CoA

TODOS LOS TEJIDOS

MÚSCULO ESQUELÉTICO

AMP señal intracelularAMP acoplada a kinasa controla absorción y metabolismo de AGActivador de movilización de glucógeno (metabolismo del azúcar)

Control del Metabolismo de los Control del Metabolismo de los carbohidratos hepáticoscarbohidratos hepáticos

Protein kinasa activada (AMPK)

Transporte de ácidos grasos (acilCoA) al Transporte de ácidos grasos (acilCoA) al interior de la Mitocondriainterior de la Mitocondria

Acetil CoA es central en el Acetil CoA es central en el Metabolismo Energético!Metabolismo Energético!

Regulación del apetito

Secreción modulada por insulina

Viaja unida a proteínas

En hipotálamo activa señales para reducir apetito

Se elimina por vía renal

En músculo e hígado aumentan la oxidación de AG libres y disminuyen la lipogénesis

Producida en estómago e intestino

Está aumentada en el ayuno (valor máximo antes de comer)

Aumenta la utilización de HC, aumenta lipogénesis, incrementa peso (obesidad)

Estimula la motilidad y acidez gástrica

Producida en estómago e intestino

Se encuentra en ileon terminal,colon y recto

En sus extremos tienen residuos de Tyr el cual bloquea secreción gástrica y pancreática

Niveles altos de NPY, se producen por abundante ingesta de comida y baja actividad física

En el hipotálamo, estimula liberación de CRH que también disminuye el apetito y aumenta gasto energético

Colecistocinina

Se libera cuando llega grasa al duodeno, actúa sobre hipotálamo reduciendo la ingesta de alimentos

La orexina incrementa el ansia por la comida, e interactúa con sustancias que promueven su producción (hormona concentradora de melanina (MCH)