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