Interrelaciones metabólicas

Dra. María Victoria Aguirre Prof. Adjunta- Cátedra Bioquímica Facultad Medicina UNNE

Objetivos  Conocer el destino y uso de los combustibles metabólicos alternativos  Analizar la bioquímica del ciclo ayunoalimentación  Relacionar los metabolismos de hidratos de carbono, lípidos y proteínas en diferentes situaciones fisiológicas: ejercicio, stress  Analizar las interrelaciones en situaciones patológicas: diabetes, obesidad, trauma y sepsis.

PRINCIPALES ENCRUCIJADAS METABOLICAS

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Respuesta Hormonal a la Hipoglucemia •

Valores de Referencia de glucosa: 70-110 mg/dl

Glucemia

Respuesta

Función en la Prevención

(mg/dl) > 85

↑ Insulina

80-85

↓ Insulina

Fundamental, primera defensa

65-70

↑ Glucagon

Fundamental en contrarregulación de la glucosa

65-70

↑ Adrenalina

Esencial en déficit de glucagon o hipoglucemia aguda.

60-65

↑ Cortisol

60-65

↑ Hormona Crecimiento

50-55 < 50

Signos y Sintomas

Comportamiento de defensa rápido (alimentos)

↓ Conocimiento

Afecta conducta de defensa

CICLO AYUNO - ALIMENTACIÓN

Destino de la glucosa Fase absortiva Fuentes de Glucosa

Utilización de la Glucosa

33%

Células b

Insulina

SNC + otros

Insulina

34%

33%

Inhibición de glucogenólisis y gluconeogénesis

Muscle + fat

Movilización de la Glucosa Período interingesta Movilización de la Glucosa

Células a

Utilización de la Glucosa

64%

SNC + otros

Glucagon

8%

90% 18%

Glucogenólisis Y Gluconeogénesis

Musculo + Tej. adiposo

10% Riñón

10% Riñón

ESR11-03

1. FASE ABSORTIVA O POSTPANDRIAL (ESTADO DE BUENA NUTRICION ) Posterior a ingesta Predomina secreción de insulina

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2-AYUNO TEMPRANO: (PERIODO POSTABSORTIVO O INTERDISGESTIVO)

Predomina secreción de glucagon • Glucogenólisis hepática • Inhibición de sintesis de glucógeno • Bloqueo de lipogénesis

• Gluconeogénesis • Mantenimiento de glucemia • Uso de acidos grasos por higado y músculo esquelético

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3- AYUNO INTERMEDIO

4. AYUNO PROLONGADO

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AYUNO PROLONGADO Un adulto bien alimentado de 70 kg -> Reservas combustibles de aprox. 161,000 kcal

-> Energía necesaria para ayuno de 24 hs --> 1600 kcal - 6000 kcal -> reservas suficientes para ayuno entre 1 – 3 meses -> sin embargo las reservas de glucosa se consumen en 1 día Aún bajo ayuno -> la glucenmia no debe bajar de 40 mg/100 ml

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AYUNO PROLONGADO Primera prioridad -> proporcionar suficiente glucosa para el cerebro y otros tejidos que dependen de él

Segunda prioridad -- Preservar proteínas tisulares - -> cambio de la utilización de la glucosa a la utilización de ácidos grasos + cuerpos cetónicos

-> Movilización de TAG en tejido adiposo + gluconeogénesis Después de 3 días de ayuno -> hígado forma grandes cantidades de cuerpos cetónicos (escasez de oxalacetato) -> uso de cc en cerebro y el corazón Después de varias semanas de hambre -> cuerpos cetónicos principal combustible del cerebro Después de agotamiento de las reservas de TAG -> acelera la degradación de las proteínas -> muerte debido a la pérdida funcional del corazón, el hígado y la función renal 25

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REGULACIONES METABOLICAS

METABOLISMO DEL EJERCICIO

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ELECCIÓN DE COMBUSTIBLES DURANTE EL EJERCICIO

Las vías predominantes dependen del ejercicio:

la creatina fosfato genera ATP durante contraccciones intensas musculares durante 5-6 seg -> sprinting -> glucogenólisis- glucólisis anaeróbica --> lactato -> maratón -> ejercitación aeróbica -> glucólisis aeróbica

 alta relación Insulina/glucagon movilización de ácidos grasos-37 beta oxidación

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INTERRELACIONES METABÓLICAS EN EL

Interrelaciones metabólicas en el stress Tipos de stress: • Físicos: Ayuno pre y post quirurgico Reparación de heridas e infecciones Enfermedades crónicas Sepsis Traumas • Psíquicos

Stress Hormonas intervinientes: • Adrenalina • Glucagón • Insulina  b-LPH • cortisol

Adaptación al Estrés

Adaptación al Estrés

El perfil metabólico del stress NO es el igual al del ayuno • Ayuno= disminución de gasto energético, uso de combustibles alternativos , ahorro de catabolismo proteico, uso de reservas de glucógeno en 24 hs • Ayuno tardío= acidos grasos, cuerpos cetónicos y glycerol proveen de energía a todos los tejidos excepto SNC y hematíes. • Stress = estado hipermetabólico con acelerado gasto energético • Alta lipólisis, hiperglucemia y catabolia proteica muscular • Resistencia periférica a insulina

INTERRELACIONES METABÓLICAS EN LA DIABETES

La diabetes no controlada se asemeja metabólicamente a un ayuno

Trastornos alimentarios: desafíos al balance calórico

ANOREXIA NERVIOSA

• • A norexia • A delgazamiento • A menorrea • A lteración del esquema corporal

BULIMIA NERVIOSA • C ompulsiones • C omilonas • C ontrol excesivo de peso • C atarsis autoinducidas

OBESIDAD • • • •

O rexia aumentada O lvido de control de peso O cultamiento de ingesta real O stracismo social (imagen ideal cultural)

LA ENERGÍA DE LOS OPUESTOS YING • Noradrenalina

YANG • Serotonina • CRH

• NP Y

• CCK

• AGRP

• Leptina

• Agouti

• CART

• Ghrelina

• MSH a

• NP 336

Obesidad ADIPOCITOS • Leptina (pp de 146 aa) • Resistina (pp de 108 aa)

Suprime el apetito Bloquea la acción de insulina sobre el adipocito

HIPOTALAMO • Neuropéptido Y

Estimula el apetito

(péptido de 36 aa)

ESTOMAGO VACIO • Ghrelina (péptido de 28 aa)

Estimula el apetito

TRACTO GASTROINTESTINAL • PYY (péptido de 3-36 aa)

Suprime el apetito

INTERRELACIONES METABOLICAS FISIOLÓGICAS: UN RESUMEN

CEREBRO

HIGADO

Glucosa GLUCÓGENO

Piruvato Acetil-CoA

ATP

CO2+H2O

Glucosa

Glucosa Glucosa

T. ADIPOSO Citrato

DHAP Acetil-CoA G-3-P Triacilglicerol

INGESTA Glucosa

GLUCOGENO

Piruvato Acetil-CoA CO2+H2O

ATP MUSCULO

Acil-CoA

CEREBRO

HIGADO

Glucosa GLUCÓGENO

Piruvato Acetil-CoA

ATP

CO2+H2O

Glucosa

Glucosa T. ADIPOSO

Triacilglicerol

AYUNO LEVE Glucosa

GLUCOGENO

Piruvato Acetil-CoA CO2+H2O

ATP MUSCULO

CEREBRO

HIGADO

Glucosa

Piruvato

GLUCÓGENO

Cuerp. cet.

Acetil-CoA Cuerpos cetónicos

Glucosa

ATP

CO2+H2O

ß-oxidación DHAP G-3-P Acil-CoA

Glicerol Glucosa

Ácidos grasos

T. ADIPOSO

Glicerol Triacilglicerol Ácidos grasos

AYUNO PROLONGADO Glucosa

GLUCOGENO

ß-Oxidación

Piruvato Acetil-CoA CO2+H2O

Acetil-CoA ATP

CO2+H2O

ATP MUSCULO

CEREBRO

HIGADO Lactato Cuerp. cet.

Glucosa

Piruvato

GLUCÓGENO

Acetil-CoA Cuerpos cetónicos

Glucosa

ATP

CO2+H2O

ß-oxidación DHAP G-3-P Acil-CoA

Glicerol Glucosa

Ácidos grasos

T. ADIPOSO

Glicerol Triacilglicerol Ácidos grasos

EJERCICIO o ESTRÉS ATP

Glucosa

GLUCOGENO

Lactato ß-Oxidación

Piruvato Acetil-CoA CO2+H2O

Acetil-CoA ATP

CO2+H2O

ATP MUSCULO

Conclusiones • El metabolismo energético se adapta de manera versátil al uso y movilización de diferentes combustibles Según necesidades fisiológicas: • Ayuno-ingesta • Ejercicio • Stress Como en situaciones patológicas : Diabetes, obesidad extrema, traumas, infecciones y sepsis