METABOLISMO 2
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METABOLISMO
Fabiola León Velarde Dpto. de Ciencias Biológicas y Fisiológicas
METABOLISMO ENERGÉTICO
METABOLISMO (DEFINICIÓN GENERAL)
Sumatoria de TODAS las reacciones químicas que ocurren dentro
del organismo
ANABOLISMO CATABOLISMO
SIMPLE COMPLEJO COMPLEJO SIMPLE
METABOLISMO ENERGÉTICO Primera Ley de la Termodinámica:
“la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”
ENERGÍA QUÍMICA (ALIMENTOS)
DIGESTIÓN
ABSORCIÓN
EXCRECIÓN
BIOSINTESIS
ALAMCENAMIENTO
TRABAJO Contracción
CALOR
DE ENERGÍA
Muscular
Glicógeno
Proteínas
TASA METABOLICA BASAL
TASA METABOLICA
BASAL (TMB)
Tasa metabólica de un organismo en reposo en ayuno y que se encuentra realizando SOLO funciones vitales para la vida (Ej. respiración, circulación, tono muscular, etc.).
TASA METABOLICA (TM)
TASA METABOLICA
(TM)
Calorimetría
energía metabólica liberada por unidad de tiempo
método para determinar TM en base a la cantidad de energía metabólica liberada
TASA METABOLICA:MEDICIÓN
Puede medirse: CALORIMETRIA INDIRECTA
CALORIMETRIA DIRECTA
TASA METABOLICA
Determinando al diferencia entre la energía de los alimentos ingeridos y la de los alimentos excretados (Kcal)
Determinando la cantidad total de calor producida por el organismo
Determinando el consumo de O2 = VO2
CALORIMETRIA INDIRECTA:1) Determinado por al diferencia entre la energía de los alimentos ingeridos y excretados (Kcal)
La diferencia indica el gasto de energía.
Este método: requiere medir las Kcal muy laborioso
asume que no hay cambios
en la composición del
organismo como ó
en el almacén de grasas
Energía de alimentos ingeridos
Energía de alimentos excretados
TM =
CALORIMETRIA DIRECTA:2) Determinación de TM por cantidad total de calor producido TM también se puede medir determinando la cantidad total de calor
producido por el organismo.
Este método: da información acerca de TODO el combustible usado
Requiere de un calorímetro calor producido por el organismo es medido
por la ≠ de T (º C) en el H2O quecircula por el calorímetro
muy costoso
c
NOTA:
La energía de los alimentos que no es absorbida se encuentra en heces y orina.
La energía excretada no se pierde, sino mas bien NO se encuentra disponible para ser procesada por el metabolismo de ese organismo (1era Ley de la Termodinámica).
CALORIMETRIA INDIRECTA:3) Determinación del consumo de O2 = VO2
“La cantidad de calorías producidas por cada litro de O2 en el metabolismo es relativamente constante,
cualquiera que séa el combustible usado:
carbohidratos, lípidos ó proteínas”
Carbohidratos:
4.2 Kcal / g ÷ 0.84 LO2 / g = 5.0 Kcal / LO2
Lípidos:
9.4 Kcal / g ÷ 2.0 LO2 / g = 4.7 Kcal / LO2
Proteínas:
4.3 Kcal / g ÷ 0.96 LO2 / g = 4.5 Kcal / LO2
≠ cantidad de energía / g de combustible
≠ cantidad de O2 / g de combustible
= cantidad de energía / LO2
COCIENTE RESPIRATORIO (CR o RQ):Es la relacón del volumen de CO2 producido entre el volumen de O2 consumido por unidad de tiempo
Este método: requiere la determinación de la
cantidad de O2 empleado en los
procesos de oxidación
puede ser empleado como medida
de TM porque la cantidad de calorias
producidas por Litro de O2 empleado
en el metabolismo es relativamente
constante
C.R. (RQ) = V CO2
V O2
aplicable a cualquier sustrato combustible (carbohiratos, lípidos, proteínas)
técnicamente muy sencillo
COCIENTE RESPIRATORIO (RQ)
Las razones para emplear VO2 y no VCO2 como medida de la TM son: La gran cantidad de CO2 que hay en el organismo es
fácilmente intercambiable.
Ej. Hiperventilación La oxidación de los diferentes combustibles dan
diferentes cantidades de energía / Litro de CO2
Además con la medida del VO2 no es necesario
conocer exactamente que combustible esta siendo oxidado en un momento dado.
COCIENTE RESPIRATORIO (RQ)
Carbohidratos: cuando se oxidan completemente, el consumo de VO2 es = a la producción de CO2
Ej. Glucosa:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O
1 mmol de glucosa (180g) requiere:
6 x 22.4mL = 134.4 mL de O2
6 x 22.4mL = 134.4 mL de CO2
C.R. = 134.4 mLCO2 =
134.4 mL O2
1
COCIENTE RESPIRATORIO (RQ)
Lípidos: cuando se oxidan, el VO2 consumido sobrepasa al VCO2 formado.
Ej. Tripalmitina:
C51H98O6 + 7.5 O2 51 CO2 + 49 H2O
1 mol de tripalmitina (806g) requiere:
72.5 x 22.4mL = 1624 mL de O2
51.0 x 22.4mL = 1142 mL de CO2
C.R. = 1142 mLCO2 =
1624 mL O2
0.7
COCIENTE RESPIRATORIO (RQ)
Proteínas: no son oxidadas completamente en el oraganismo, parte de ellas son
excretadas como componenetes nitrogenados.
Ej. 1mg N2 en la orina = 6.25 mg de proteína
C.R. = 4.76 mL CO2 =
5.94 mL O2
0.8
Alcance Metabólico
Rango posible de tasas metabólicas: alcance metabólico aeróbico
Describe la relación de la tasa metabólica máxima a la tasa metabólica basal
La TM aumenta de 10 a 15 veces durante el ejercicio.
Durante la actividad sostenida (i.e. marathon) aumentan los procesos anaeróbicos.
VIAS ANAEROBICAS POSIBLES:
Lactato
PIRUVATO Etanol
Acetil CoA
Glucosa+2Pi+2ADP 2Etanol+2CO2+2ATP
Glucosa+2Pi+2ADP 2Lactato+2ATP Piruvato+NAD++CoAAcetilCo+CO2+NADH+H
+Oxaloacetato (C. de Krebs)
Deuda de Oxígeno
Periodos de absorción y de post-absorción
P. de absorción: en el intestino P. de post-absorción: mobilisación
Glucogenolisis – glucógeno glucosa Lipolisis - triglicéridos ácidos grasos Proteólisis - proteinas aminoácidos Gluconeogénesis –
aminoácidos glucosa “nueva” En hígado, músculo esquelético, tejido adiposo
Sustratos almacenados, uso en el periodo de post-absorción.
Sustratos usados
Contenido corporal
(kg)
Contenido energético
(kcal/g)Total %
Carbohidrat 0.5 4 1
Triglicerol 15.6 9 78
Proteina 9.5 4 21
Sustratos Preferenciales
Cerebro glucosa
Otros tejidos glucosa o ácidos grasos
En hipoglicemia, sustrato preferencial ácidos grasos. La glucosa se “guarda” para el cerebro.
Control de las Vías
Producción de ATP : glucolisis, ciclo de krebs, y fosforilación oxidativa
Controladas por:
Niveles de glucosa en plasma: receptores en hipotálamo y páncreas
Hormonas secretadas: insulina y glucagón
TASA METABOLICA (TM) Y TAMAÑO CORPORAL (Pc)
Un elefante (Pc = 4 toneladas) es un millón de veces mayor que una musaraña (Pc = 4 gramos.).
La TM (VO2) de un animal mas grande sera mayor:
Elefante268000 mLO2/h
Mas si la TM se calcula por gramo de Pc:0.07 mLO2/h
Musaraña 35.5 mLO2/h
7.4mLO2/h
TASA METABOLICA (TM) Y TAMAÑO CORPORAL (Pc)
Log VO2 (mL / h) = Log 0.68 + 0.75 Log Pc
TASA METABOLICA (TM) Y TAMAÑO CORPORAL (Pc) Asumiendo que VO2 es proporcional a Pc:
Vaca diseñada
a partir del VO2 de
ratón:
Ratón diseñado a partir del VO2 de
una vaca:
tendría
una temperatura de
100 (ºC) para
mantenerse fría
tendría que tener un pelaje de 20cm de espesor para mantenerse caliente