14/09/2013

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Fisiologa metablicaDr. Mauricio J. Giuliodori

Ctedra de Fisiologa, Facultad de Ciencias Veterinarias, Universidad Nacional de La Plata.

La Plata, Argentina.

mauriciog@fcv.unlp.edu.ar

De dnde proviene la energa para abastecerla funcin celular continua?:

Cunto tiempo duran las reservas celulares?

Pregunta.

ATP

Cunto tiempo duran las reservas celulares?

Moraleja:

Las reservas celulares de ATP duranmenos de 1 minuto

Hay que producirlo constantemente

Combustibles

Contraccin

Para qu se usa el ATP?

Divisin

ATP

Contraccin muscular

Sntesis de molculas

Transporte activo

Divisin celular

cidos grasos

A partir de qu se produce el ATP?

Cuerpos cetnicos

Aminocidos

Adenosintrifosfato (ATP)

Glucosa

De dnde provienen los sustratos para producir ATP?

Hgado (Glucgeno)

Dieta (Almidn)

Dieta (Lpidos)

T. Adiposo (AGL)

Dieta Plasma/msculo

cidos grasos

Aminocidos

Adenosintrifosfato (ATP)

Glucosa

C. Cetnicos

(Glucgeno)Hgado Rumen

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id

Metabolismo heptico

C t i

Fabrica (produce)

cidos grasos

AminocidosGlucosa

C. cetnicos

Consume

Metabolismo del adipocito

Fabrica (produce)

Triglicridos

cidos grasos

AminocidosGlucosa

Consume

Metabolismo del miocito

TriglicridosProtenasGlucgeno

Fabrica (produce)

cidos grasos

AminocidosGlucosa

Cuerpos cetnicos

Consume

Metabolismo neuronal

Protenas

Fabrica (produce)

Glucosa C. cetnicos

e

Consume

Qu procesos incrementan la glucemia?

[ ] Glucemia

Neoglucognesis Liplisis y protelisis

Glucogenlisis

Glucogenognesis Lipognesis y proteognesis

[ ] Glucemia

Qu procesos disminuyen la glucemia?

Gluclisis

Aminocidos

Secrecin de insulina

cidos grasos libresGlucosa

Ach GLP-1

AdrenalinaNoradrenalina

Aminocidos Ach, GLP-1, GIP

Insulina

+ + + + -

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Glucosa, Aminocidos, AGL,

Cetocidos, K+

Retroalimentacin homeosttica: insulina - nutrientes

secrecin

Berne & Levy (2002)

captacin, metabolismo,

depsito

Insulina

Proteosntesis

Funciones de la insulina

Centro de la

Insulina

+ +

(msculo)

Lipognesis(hgado y tejido

adiposo)

Uso de glucosa(Msculo,

hgado y tejido adiposo)

saciedad

Clulas (Glucagn)

+ + -

Retroalimentacin homeosttica: glucagn - nutrientes

conversinGlucosa,

AGL,

Aminocidos

secrecinBerne & Levy (2002)

liberacinGlucagn

Cetocidos

secrecin

Insulina: efectos metablicos

Hgado Msculo

Glucosa

AminocidosGlucgeno

Glucosa-PGlucgeno

Protena

GrasasPiruvato

TAGCetognesis

C. Cetnicos

AGL

Glucagn: efectos metablicos

Hgado Msculo

Glucosa

Glucgeno

Glucosa-PGlucgeno

ProtenaAminocidos

Grasas

AGL

PiruvatoCO2

TAGCetognesis

C. Cetnicos

Relacin insulina / glucagn =

ATP

HepatocitosGLUT-2 GLUT-3

TG, C, FL

Glucosa

Encfalo

Msculo Adipocitos

Triglicridos (TG)

ATP

Glucgeno

GLUT-4

ATP

GLUT-4

Glucgeno

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Relacin insulina / glucagn =

ATP

HepatocitosGLUT-2 GLUT-3

Aa, lactato, glicerol

Glucosa

CCEncfalo

Msculo AdipocitosGLUT-4

ATP

GLUT-4

Glucgeno

AGL

TG

CCAGL

ATP

GlucgenoProtenas

Aa

+- - - ++ -+-+

+Glucagn

+Insulina

Mapa conceptual de regulacin de glucemia

Glucgen i

Lipo- y P

Neogluco i

Lipo y P

Glucogen li i

+

Sensores de hipoglucemia

+

Sensores de hiperglucemia

Giuliodori (2006)

Glucemia

gnesis

- -

Proteo-gnesis

gnesis

+ +

Proteo-lisis

lisis

+

[ ] [ ]

Qu hace la insulina en los hepatocitos para reducir la glucemia ?

Glucoquinasa+

Hepatocito

Glucgeno

Glucosa

Glucosa-6-Pasa

Glucosa-6-P

-

Insulina

Metabolismo del tejido adiposo

ATGL/LHS

Triglicridos (TG)

DGAT

Adipocito Adrenalina

Cortisol

Somatotrofina

LiplisisLipgnesis

Insulina

AGLGlicerol + AGL

GlucosaGlicerolGlucosaGLUT-4

DGAT: Diacilglicerol transferasa 1 y 2; ATGL: Triglicrido lipasa del tejido adiposo; LHS: Lipasa hormono-sensible; GLUT-4: Transportador de glucosa 4, LPL: Lipoprotein-lipasa

LPL

Hepatocito

Destino heptico de los cidos grasos no esterificados (AGNE)

AGNE

Insulina/Glucagn

Lipognesis(TAG)

TAG: triacilglicerol, ACAC: acetoacetato,

Cetognesis(ACAC)

Hepatocito

Qu destino heptico tienen los AGNE en balance energtico positivo?

AGNE

Malonil coA Insulina/Glucagn

Lipognesis

CPT-1 ACAC TAG

AGNE: cidos grasos no esterificados, TAG: triacilgliceroles, ACAC: acetoacetato, CPT-1: Carnitil-palmitoil transferasa

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Hepatocito

Qu destino heptico tienen los AGNE en balance energtico negativo (BEN)?

AGNE

Malonil coA Insulina/Glucagn

Cetognesis

CPT-1 TAG

AGNE: cidos grasos no esterificados, TAG: triacilgliceroles, ACAC: acetoacetato, CPT-1: Carnitil-palmitoil transferasa

BHB

ACAC

Metabolismo del tejido muscular

Protena

Insulina Cortisol

DegradacinSntesis

AminocidosAminocidos

Insulina Cortisol

Glucosa GlucosaGLUT-4+

Miocito

Qu es el balance energtico?

C id d d

EN consumida

EN manutencin y produccin

Cantidad de energa de un

sistema abierto (Organismo)

Ingresos

Modell & Modell (1997)

Egresos

+ +

EN: energa neta

Cmo saben las clulas cul es el balance energtico del organismo ?

Anabolismo_

ACATP

Catabolismo

AC: adenilato ciclasa, AMPK: AMP cinasa

ADP AMP

+

ACAMPK

Ciclo de lactancia en la vaca

LecheCMS

Perodo seco

Lactancia media

Final de lactancia

Inicio de lactancia

Leche

CC

Meses0 3 6 9 121 2 4 5 118 107

CMS: Consumo de materia seca (kg/d), Leche: produccin (kg/d), CC: condicin corporal

Crecimiento fetal

Qu cambios se producen en el consumo periparto?

20

25

30

od

ea

(kg)

tero gestante y grasa abdominal le quitan espacio al rumen

Estrgenos y cidos grasos no esterificados (AGNE) son anorexgenos

5

10

15

20

-14

-12

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Con

sum

om

ater

iase

c

Das periparto Bertics et al. (1992)

Cmo responde el organismo?

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Cmo es la curva de aceleracin de produccin de leche?

Alta aceleracin al inicio de la lactancia requerimientos

Compara la produccin diaria de leche de cada da

con la del da anterior

Friggens et al. (2005)

Qu cambios endcrinos hay en el periparto?

Catabolismo

Cortisol

Hormona de crecimiento

P l ti

Bell (1995)

Anabolismo

Prolactina

Progesterona

Estrgenos

Cmo cambian las concentraciones plasmticas de somatotrofina e insulina periparto?

150

200

2.53

3.54

(pM

/L

)

g/m

L)

STH Insulina

Anabolismo Catabolismo

0

50

100

00.5

11.5

2

-14

-12

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Insu

lina

(

STH

(n

g

Das periparto Ingvartsen & Andersen (2000)

Cmo es el requerimiento de energa neta del tero vs. la ubre?

20

25

30

La demanda energtica se duplica al inicio de la lactancia coincidiendo con el menor consumo

0

5

10

15EN

(Mcal/d)

Bell (1995), Drackley et al. (2005)

tero Ubre

Liplisis

Balance energtico negativo (BEN)

Somatotrofina

Qu sucede con la insulina periparto?

Citoquinas pro-LiplisisSomatotrofina

AGNE

Resistencia a la insulina

proinflamatorias

Cmo es el metabolismo del tejido adiposo en balance energtico negativo?

Triglicridos (TG)

Desnutrina

Adipocito

Diglicridos (DG)Cortisol

Somatotrofina

IL-1,IL-6,

TNF

Liplisis

AGL

Adrenalina

Glicerol + AGLGlicerol

Desnutrina: Triglicrido lipasa del tejido adiposo (ATGL); LHS: Lipasa hormonosensible, MGL: monoglicrido lipasa

LHSMonoglicridos (MG)

MGL

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Cmo es el metabolismo del tejido muscular periparto en balance energtico (y nitrogenado)

negativo?

Protena

Cortisol

Protelisis

AaAminocidos (Aa)

Cortisol

Miocito

Resistencia a la insulina

Qu efecto tiene la resistencia a la insulina periparto?

Aumenta la gluco-

neognesis

Aumenta la liplisis

Estimula la produccin de leche

Reduce el uso perifrico de

glucosa

Cmo cambia la captacin de nutrientes periparto?

1200140016001800

La glndula mamaria duplica o triplica la captacin de nutrientes uterina

Bell (1995)

02004006008001000

g/d21d preparto

4d posparto

Cmo es la utilizacin de energa neta (EN) posparto?

20

25

30

35La glndula mamaria usa toda la energa consumida

0

5

10

15

20

Requerida Consumida Uso ubre

ENL(Mcal/d)

Drackley (1999)

Actividad endcrina

cidos Grasos No-Esterificados (AGNE)

Sustrato energtico

AGNE: algo ms que un sustrato energtico!!!

Citotoxicidad (lipotoxicidad)

ModulanInmunidad

Produccin de leche

Metabolismo energtico

Reproduccin

Enfermedades de la produccin

Consumo

Liplisis

Balance energtico negativo (BEN)

Somatotrofina

Balance endcrino - inmune

Citoquinas

Cortisol

Insulina

LiplisisSomatotrofina

AGNE

Resistencia a insulina

Citoquinas pro-

inflamatorias

Resistencia a IGF-1

InhibeEstimula

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Aumenta la

Resistencia a la somatotrofina IGF-1

Reduce el uso

Qu efecto tiene la resistencia al IGF-1?

Aumenta la disponibilidad de sustratos para la

respuesta inflamatoria

Reduce el uso de sustratos por

la ubre

Reduce la produccin de leche

Gracias!Gracias!