REGULACION E INTEGRACION METABOLICA

Para mantenernos vivos debemos:

Sintetizar componentes esenciales de las células

Proteger nuestro medio interno de toxinas

Homeostasis metabólica:

balance entre las necesidades de las células y la diponibilidad de combustibles

Homeostasis calórica:

disponibilidad constante de combustibles en la sangre

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

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

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

Reservas energéticas en el humano

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

Variación de los niveles sanguíneos de glucosa e insulina

Variación de los niveles sanguíneos de glucosa, insulina y glucagon

con la dieta

El glucagon no tiene receptores en músculo

¿Qué

ocurre con la glucosa que llega al hígado desde el intestino?

Hígado

Como incorporamos los lípidos de la dieta?

Como se metaboliza el quilomicron remanente que llega al hígado?

Saciedad

Metabolismo hepáticode los

Hidratos de carbono y lípidos

Saciedad

Lipogenesis

En hígado:

Como se metabolizan los aminoácidos de la dieta?

TML= trimetil lisina

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

Metabolismo de los hidratos de carbono en el ayuno

Lipolisis en el ayuno

Ayuno: metabolismo de los aminoácidos

Metabolismo de los aminoácidos en el ayuno

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.

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

Ciclo de la Alanina

-NH2: se refiere al grupo funcional amino

Ciclo de Cori

Fases de la homeostasis de la glucosa

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

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

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

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

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.

Fuente de energía en una carrera de 100 m (sprint)

Fuente de energía en una maraton

A mayor duración del ejercicio……………….…menor velocidad

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

Fuentes de energía en el músculo en ejercicio

Intervalo de tiempo y elección del sustrato

Glucosa sanguínea

“La pared”

Acidos grasosGlucógenomuscular

Utilizacion de glucogeno en el músculo

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