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COORDINACIÓN METABÓLICA.

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Fanita Touris

on 1 July 2016

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COORDINACIÓN METABÓLICA.
CONTROL METABÓLICO

INTERDEPENDENCIA DE LOS PRINCIPALES ÓRGANOS EN EL METABOLISMO DE LOS COMBUSTIBLES EN LOS VERTEBRADOS
Entradas y salidas de combustible
Los principales órganos que intervienen en el metabolismo de los combustibles presentan diferencias en cuanto a sus concentraciones de enzimas específicas, de manera que
cada órgano está especializado en el almacenamiento, uso y generación de distintos combustibles.
Los principales depósitos de combustible son los
triacilgliceroles
, que se almacenan principalmente en el tejido adiposo, las
proteínas
, que en su mayor parte se encuentran en el músculo esquelético, y el
glucógeno,
que se almacena en el hígado y el músculo. En general, un
órgano especializado en la producción de un determinado combustible carece de las enzimas que utilizan ese combustible.
Así, por ejemplo, en el hígado el catabolismo de los cuerpos cetónicos es escaso.
Cerebro
En condiciones normales, el cerebro sólo utiliza glucosa para satisfacer sus enormes requerimientos energéticos (60% de la utilización de glucosa del organismo en reposo).
Músculo
El músculo puede utilizar diversos combustibles: glucosa, ácidos grasos y cuerpos cetónicos. En el músculo en reposo, los ácidos grasos constituyen la mayor fuente de energía, mientras que durante el ejercicio la fuente principal es la glucosa
Corazón
El metabolismo del músculo cardíaco difiere del músculo esquelético en
tres aspectos importantes
.
En primer lugar, la variación del trabajo realizado es muy inferior a la del músculo esquelético.
En segundo lugar, el corazón es un tejido
completamente aerobio,
mientras que el músculo esquelético puede funcionar de forma anaerobia durante períodos limitados. En tercer lugar, el corazón no posee reservas energéticas significativas.
Tejido adiposo
El tejido adiposo constituye el principal depósito de combustible animal.
Si no hay complicaciones metabólicas, los triacilgliceroles almacenados constituyen el combustible suficiente para mantener la vida durante un par de meses en ausencia de ingestión calórica.
El adipocito está diseñado para la síntesis y degradación continua de triacilgliceroles, de tal manera que la degradación se controla en gran parte mediante la la activación de la lipasa sensible a hormonas.
Hígado
El músculo carece de la enzima glucosa 6-fosfatasa, por lo que la glucosa fosfato derivada del glucógeno no puede convertirse en glucosa y liberarse por la célula para ser utilizada por otros tejidos. Durante el ejercicio, la velocidad de la glucólisis supera a la del ciclo del ácido cítrico, acumulándose lactato, que es liberado. Otro producto metabólico es la alanina. La alanina y el lactato son transportados por la sangre hasta el hígado para ser reconvertidos en glucosa mediante la gluconeogénesis (Ciclo de Cori).
La función principal del hígado es la síntesis de combustibles para su uso por otros órganos.
El hígado es una localización principal de la síntesis de los ácidos grasos. También produce glucosa, tanto a partir de sus propias reservas de glucógeno como a partir de la gluconeogénesis: para esta última puede utilizar el lactato y la alanina procedentes del músculo y el glicerol del tejido adiposo. Los cuerpos cetónicos también se forman en gran parte en el hígado.
Otra función importante del hígado es la de controlar la glicemia. El hígado detecta el estado de ingesta y actúa almacenando el combustible derivado de la glucosa. Además, este órgano actúa detectando el estado de ayuno aumentando la síntesis y exportación de glucosa cuando la glicemia es baja.
Para satisfacer sus necesidades energéticas internas, el hígado puede utilizar diversos tipos de combustible, como la glucosa, los ácidos grasos y los aminoácidos.
Profesora Fanny Alarcón Touris
1. En ejercicios muy intensos (de menos de 5-6
segundos) casi toda la energía (aproximadamente un 80%) proviene del sistema de creatinfosfato.
2. En ejercicios de aproximadamente 30 segundos la energía procede en parte del sistema de fosfocreatina y fundamentalmente (aproximadamente un 60-70%) de la glucólisis.
3. En ejercicios que duran aproximadamente 45
segundos se utilizan el sistema de fosfocreatina, la glucólisis y la oxidación aeróbica. Por ejemplo, en 60 segundos de ejercicio (una serie de 400 metros “a tope”) el 70% de la energía procede de vías anaeróbicas y el 30% de vías aeróbicas.
¿Y en el triatlón?
En ejercicios submáximos prolongados (triatlón) la energía se obtiene principalmente por oxidación aeróbica a partir de las grasas y los hidratos de carbono. Utilizar más grasas o más carbohidratos depende de numerosos factores:
la intensidad del ejercicio, la dieta, el tipo de entrenamiento realizado y la duración de la actividad.
En general, en los primeros momentos del ejercicio y durante el trabajo de media y alta intensidad se utilizan más los carbohidratos; y, en las fases intermedias, las grasas.
En general, cuanto más corta y/o más intensa es la actividad más participarán los sistemas que no necesitan oxígeno (es decir, el creatinfosfato y la glucólisis).
Por el contrario, en ejercicios largos y/o no muy intensos (el triatlón es un buen ejemplo de esto) la energía se obtiene fundamentalmente de la oxidación aeróbica, utilizando grasas e hidratos de carbono.
Si, se encuentra solo en el músculo y entrega energía solo los primeros segundos de actividad física.
La fosfocreatina le entrega un fosfato al ADP formando el ATP para generar la contraccion
TAREA
Correlación entre las hormonas insulina y glucagón.
Relación de la síntesis de los ácidos grasos con el metabolismo de los hidratos de carbono
En el citosol, la acetil-CoA se convierte a su vez en ácidos grasos. Así, la acetil-CoA procede tanto de la degración de las grasas como de la de los hidratos de carbono y es, además, el principal precursor de las grasas. Sin embargo, la acetil-CoA no puede experimentar una conversión neta en hidratos de carbono. Ello se debe a la práctica irreversibilidad de la reacción de la piruvato deshidrogenasa. Por lo tanto, en los animales la conversión de los hidratos de carbono en grasas es unidireccional.
La acetil-CoA como intermediario clave entre el metabolismo de las grasas y el de los hidratos de carbono
Cetogénesis
La concentración sanguínea de los cuerpos cetónicos totales en los mamíferos bien alimentados normalmente no excede de 0.2 mmol/L.
El hígado
parece ser el único órgano que contribuye con cantidades considerables de cuerpos cetónicos a la sangre. Los tejidos extrahepáticos utilizan estos cuerpos como sustratos respiratorios.
Las enzimas responsables de la formación de los cuerpos cetónicos se asocian principalmente con las
mitocondrias.
La acetoacetil-CoA, que es el material de partida para la cetogénesis, se origina ya sea de manera directa en el transcurso de la β-oxidación o como resultado de la condensación de dos moléculas de acetil-CoA (inversión de la reacción de la tiolasa). La vía de la cetogénesis incluye la condensación de la acetoacetil-CoA con otra molécula de acetil-CoA para formar la HMG-CoA, reacción catalizada por la HMG-CoA sintasa. Otra enzima, la HMG-CoA liasa, produce la fragmentación de la HMG-CoA para generar acetil-CoA y acetoacetato.
Bajo ciertas condiciones metabólicas vinculadas con un índice elevado de la oxidación de los ácidos grasos, se producen en el hígado cantidades considerables de
acetoacetato
y de
β-hidroxibutirato.

El acetoacetato continuamente es objeto de una descarboxilación espontánea para producir
acetona.

Estas tres sustancias se conocen en conjunto como cuerpos cetónicos.
El acetoacetato y el β-hidroxibutirato se interconvierten mediante la enzima mitocondrial β-hidroxibutirato deshidrogenasa.
Biosíntesis de los cuerpos cetónicos en el hígado
Los cuerpos cetónicos sirven como combustibles para los tejidos extrahepáticos
La cetogénesis se produce fundamentalmente en el hígado, debido a las elevadas concentraciones de HMG-CoA sintasa en ese tejido. Los cuerpos cetónicos se transportan desde el hígado a otros tejidos, en donde el acetoacetato y el β-hidroxibutirato pueden reconvertirse de nuevo en acetil-CoA para la generación de energía. Tal reconversión implica la transferencia enzimática de una porción CoA desde la succinil-CoA al acetoacetato para generar acetoacetil-CoA y succinato. La acetoacetil-CoA formada se escinde en 2 acetil-CoA mediante la tiolasa y se oxida en el ciclo del ácido cítrico.
Sintesis de cuerpos cetónicos en el higado y su uso en los tejidos extrahepáticos
INGESTA
AYUNO LEVE
AYUNO PROLONGADO
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