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REGULACION E INTEGRACION METABOLICA
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Para mantenernos vivos debemos:
Sintetizar componentes esenciales de las células
Proteger nuestro medio interno de toxinas
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Homeostasis metabólica:
balance entre las necesidades de las células y la diponibilidad de combustibles
Homeostasis calórica:
disponibilidad constante de combustibles en la sangre
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Como se logra mantenr la homeostasis metabólica?
Integración entre los diferantes tejidos a través de la articulación de 3 factores:
Concentración de los nutrientes en la sangre
Hormonas
Sistema nervioso central
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Mecanismos de regulación del metabolismo energético
1. Disponibilidad de sustrato.2. Compartimentación celular.3. Modificación alostérica.4. Modificación covalente5.
Inducción y represión enzimáticas.
6. Especialización celular.7. Mecanismos múltiples8. Casos particulares
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Consecuencias de la hiper e hipoglucemia
Glucemia
(mmol/l (mg %)
Resultado
8 mmol/l (144 mg%) Supera umbral renal, glucosuria
5,5 mmol/l (100 mg%) insulina
4,6 mmol/l (83 mg%) insulina
3,8 mmol/l (68 mg%) glucagon, adrenalina, HG
3,2 mmol/l (58 mg%) cortisol
2,8 mmol/l (50 mg%) Confusión
1,7 mmol/l (31 mg%) Debilidad, mareos, nauseas
1,1 mmol/l (20 mg%) Calambres musculares0,6 mmol/l (11 mg%) Daño cerebral, muerte
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Reservas energéticas en el humano
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Glucemia en los diversos estadíos del ayuno
Glucosa (mg%)
Glucosa, 700 g/día i.v. 100Ayuno, 12 horas 80Ayuno prolongado, 3 días 70Ayuno prolongado, 5-6 semanas 65
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Variación de los niveles sanguíneos de glucosa e insulina
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Variación de los niveles sanguíneos de glucosa, insulina y glucagon
con la dieta
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El glucagon no tiene receptores en músculo
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¿Qué
ocurre con la glucosa que llega al hígado desde el intestino?
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Hígado
Como incorporamos los lípidos de la dieta?
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Como se metaboliza el quilomicron remanente que llega al hígado?
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Saciedad
Metabolismo hepáticode los
Hidratos de carbono y lípidos
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Saciedad
Lipogenesis
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En hígado:
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Como se metabolizan los aminoácidos de la dieta?
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TML= trimetil lisina
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Adaptaciones metabólicas en el ayuno-inanición
El cuerpo humano se adapta a condicones de ayuno-inanición alterando el flujo metabólico de metabolitos entre tejidos en orden de extender la vida el mayor tiempo posible.. El desafío metabólico primario es proveer la suficente glucosa al cerebro par amantener las funciones de las celulas neuronales. El cerebro no puede usar acidos grasos como combustible metabólico debido a la barrera hamato-encefalica.
Los eritrocitos son tambien dependientes de la glucosa plasmática como unica fuente de energia para generar ATP porque carecen de mitocondrias y no son capaces de utilizar acidos grasos
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Metabolismo de los hidratos de carbono en el ayuno
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Lipolisis en el ayuno
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Ayuno: metabolismo de los aminoácidos
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Metabolismo de los aminoácidos en el ayuno
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Desaminación
Oxidativa
Glutamato + H2 O + NAD(P) α-Cetoglutarato + NH4+ + NAD(P)H +
2 H+
Glutamato
Deshidrogenasa
NADH
NADP+
+ GDH
L-glutamato que contiene los grupos aminos provenientes de las reacciones anteriormente descriptas ingresa a la mitocondria a través de transportadores y puede eliminar el grupo amino proveniente del aminoácido inicial a través de una reacción de desaminación oxidativa, que se considera como la principal vía de salida del amoníaco.
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TRANSPORTE Y DESTINO DEL AMONÍACO
La mayoría de los tejidos
Hígado Músculo
Ciclo de la Glucosa Alanina
Glutamato
Glutamina
Glutamina sintetasa
Glutamato
Glutamina
Aminoácidos
Glutamato
deshidrogenasa
AlaninaPiruvato
Glucosa Glucosa
Alanina Piruvato
Glutaminasa
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Ciclo de la Alanina
-NH2: se refiere al grupo funcional amino
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Ciclo de Cori
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Fases de la homeostasis de la glucosa
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CEREBRO: Transp. Iones para mantener CEREBRO: Transp. Iones para mantener el potencial de membrana; el potencial de membrana; Sistema de recepciSistema de recepcióón de estn de estíímulos de mulos de interiorinterior
y exterior y envy exterior y envíía sea seññales a los ales a los otros otros óórganos.rganos.
SISTEMA LINFSISTEMA LINFÁÁTICO : lleva TICO : lleva llíípidos desde el intestino al hpidos desde el intestino al híígadogado
TEJIDO TEJIDO ADIPOSO: ADIPOSO: sintetiza, sintetiza, almacena y almacena y moviliza TAGmoviliza TAG
MMÚÚSCULO ESQUELSCULO ESQUELÉÉTICO: Usa ATP TICO: Usa ATP para realizar trabajo mecpara realizar trabajo mecáániconico
PANCREAS: PANCREAS: secreta insulina secreta insulina y y glucagglucagóónn
en en respuesta a respuesta a cambios en la cambios en la glucemiaglucemia
HHÍÍGADO: procesa, GADO: procesa, glglúúcidoscidos,,
proteproteíínas nas de la dieta. Sintetiza y distribuye de la dieta. Sintetiza y distribuye llíípidos, pidos, CcetCcetóónicosnicos
y glucosa para otros y glucosa para otros tejidos. Convierte el exceso de N en tejidos. Convierte el exceso de N en UreaUrea
VENA PORTA: lleva NUTRIENTES desde el intestino al hígado
VENA PORTA: lleva NUTRIENTES VENA PORTA: lleva NUTRIENTES desde el intestino al hdesde el intestino al híígadogado
INTESTINO DELGADO: absorbe nutrientes de la dieta, los mueve a la sangre o al sistema
INTESTINO DELGADO: absorbe nutrientes de la INTESTINO DELGADO: absorbe nutrientes de la dieta, los mueve a la sangre o al sistemadieta, los mueve a la sangre o al sistema
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Glucolisis (corazón)
Transporte de glucosa
Oxidación deÁcidos grasos
Síntesis de ácidos grasos
Lipólisis Síntesis decolesterol
Síntesis de Trigliceridos
Síntesis deglucógeno
Síntesis de proteínas
FFK2 GLUT 1GLUT4
Acetil CoAcarboxilasa
LHS HMGR TGS GS eEFR2mTOR
AMPK
PANCREASSecreción insulina
HIGADOSíntesis deAcidos grasos y colesterol
ADIPOSOSíntesis de Ácidos grasos-lipólisis
CORAZONOxidación de ácidos grasosCaptación de glucosaglucolisis
MUSCULOESQUELETICOOxidación de acidos grasosCaptación de glucosa
AMPK estimula las vias productoras de energía y inhibe las que utilizan energía
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La energía para la contracción muscular procede del ATP (ATP →
ADP+Pi). Este nucleótido es regenerado por distintos
sistemas dependiendo de la actividad o intensidad del trabajo muscular
Sistema de la creatina fosfatoGlucólisis anaerobia
Oxidación de sustratos.
UTILIZACIÓN DE ENERGÍA POR EL MÚSCULO
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FUENTES DE ENERGÍA EN EL EJERCICIO
Dependen de la intensidad del ejercicio así
podemos distinguir:
Reposo: el músculo utiliza principalmente ácidos grasos
Trabajo: el músculo consume ATP que proviene de
CPGlucosa procedente del glucógeno Glucosa procedente de la sangreAG
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FUENTES DE ENERGÍA EN EL EJERCICIO
En el trabajo intenso (sprint) el PC se agota a los 15 segundos, y el ATP casi al mismo tiempo. El organismo humano renueva diariamente una cantidad de ATP equivalente al peso corporal.
La glucólisis es activa durante 3-4 minutos. Es máxima en los ejercicios intensos que duran 1-2 min. En estos casos el láctico (lactato) en el músculo puede aumentar de 1mmol/kg de músculo a 25. El aumento del láctico produce inhibición de la glucólisis de la glucogenolísis y disminución de la contracción.
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Fuente de energía en una carrera de 100 m (sprint)
Fuente de energía en una maraton
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A mayor duración del ejercicio……………….…menor velocidad
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Composición de las fibras del cuádriceps de un atleta
1.- Muchas mitocondrias2.- Bien oxigenado3.- Glucolisis aerobica lenta, “rápida” oxidacion de acidos grasos
Tinción de miosina ATPasa: oscuras:contracción
rápida
Saltador de altura Corredor de maraton
1.- Pocas mitocondrias2.- Gran depósito de glucógenos3.- Glucolisis anaeróbica extremadamente rápida, limitada oxidación
de ácidos grasos
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Fuentes de energía en el músculo en ejercicio
Intervalo de tiempo y elección del sustrato
Glucosa sanguínea
“La pared”
Acidos grasosGlucógenomuscular
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Utilizacion de glucogeno en el músculo
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Frente a una demanda importante de energía:
Porqué
dejamos de usar HdC como fuente de energía y se comienza a usar acidos grasos?
Rta: debido a la regulación de la PDH
En la medida que los ácidos grasos cubran las necesidades mitocondriales para generar AcCoA, las mitocondrias no utilizan piruvato proveniente de la glucolisis
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