¡Descarga Nutri primer parcial y más Apuntes en PDF de Nutrición solo en Docsity!
NUTRICIÓ BLOC 1 METABOLISME
MACRONUTRIENTS: Hidrats de carboni, lípids i proteïnes
1 - HIDRATS DE CARBONI
Definició Classificació Conjugats Funcions Estructura Polihidroxi : aldehids (CH=O) o cetones (C=O) Fórmula empírica: (CH2O)n (n= 1-3)
- Abundants en la natura Es recomana que un 45 - 65% de l’energia provingui d’ells (260- 390g/dia) Monosacàrids Disacàrids Polisacàrids Glucoproteïnes Glucolípids Peptidoglicans i proteoglicans 1 - Combustibles i reserva 2 - Estructura i protecció 3 - Reconeixement intercel·lular i adhesió Funció Combustible i reserva Estructura i protecció Reconeixement intercel·lular i adhesió Element Monosacàrids, disacàrids, glucogen i midó Celulosa, quitina, peptidoglicans, proteoglicans, glicosaminoglicans Glucoproteïnes i glucolípids PRINCIPALS MONOSACÀRIDS:
DERIVATS DELS MONOSACÀRIDS:
Sucres reduïts, sucres esterificats i sucres desoxi. PRINCIPALS DISACÀRIDS:
POLISACÀRIDS:
Definició Classificació Funcions Polimers lineals o ramificats de +10 monosacàrids. Es diferencien entre si per el tipus de monosacàrids, per lo llarga que és la cadena i per la unió química o el grau de ramificació. Si el monosacàrid repetit es un mateix es diran: HOMOPOLISACÀRIDS i si son diferents HETEROPOLISACÀRIDS. Reservori d’E (midó i glucogen) Estructurals (cel·lulosa i quitina) MIDÓ: Homopolisacàrid de reserva en cèl·lules vegetals. Estructura: 2 tipus de polímers 1 - Amilosa: cadenes lineals de glucosa amb enllaç GLC (a1-4), helicoidal 2 - Amilopectina: glucosa (a1-4) ramificacions 20 - 24 glucoses. Amilopectina: glucosa (a1-4) ramificacions (a1-6) cada 20-24 glucoses. GLUCOGEN: Homopolisacàrid de reserva en cèl·lules animals. Estructura: cadenes lineals de glucosa unides per enllaços GLC (a1-4) amb ramificacions iniciades per enllaç GLC (a1-6) cada 12- 14 glucoses. Te una estructura 3D helicoidal semblant a la amilosa, el fet de ser helicoidal la fa més compacta i estable. Conté ponts d’hidrogen.
Forma solucions viscoses i la seva capacitat de reabsorbir aigua proporciona beneficis com:
- Relentitzar el buidament gàstric i la absorció intestinal
- Efecte saciant
- Disminueix la absorció d’ÀG i colesterol (secuestra en la matriu molècules de baix pes molecular)
- Ajuda a mantenir la glucèmia
- Dilueix agents tòxics ja que disminueix el temps de contacte entre ells i la mucosa intestinal.
- Efecte prebiòtic: disminueixen el pH al colon, això incrementa el peristaltisme i afavoreix el creixement de espècies bacterianes beneficioses. La fibra soluble es altament fermentable per els colonocits. Quan aquesta es metabolitza s’obtenen ÀG de cadena curta, aigua i gasos. ÀG de cadena curta: colonòcits per obtenir energia / Gasos: eliminats sense aprofitar FIBRA INSOLUBLE: no és metabolitzable ni fermentable No capta aigua a l'estómac i a l’intestí prim però si que capta molta al colon distal, augmentant el volum fecal, estimulant la motilitat i produint un efecte laxant. Beneficis:
- Millora l’estrenyiment
- Preveu diverticles, hemorroides i altres
- Efecte hipocolesterlolèmic: directe – quelant del colesterol / indirecte – redueix el temps de transit intestinal
- Ajuda a reduir el risc de patri càncer de colon RECOMANACIONS NUTRICIONALS DE FIBRA: EFSA recomana per tenir efectes beneficiosos: 20-35 g/dia Kcal aportades seria: 10-14g per cada 1.000 kcal La relació perfecta és de: 3 FI /1,5 FS o 75% FI / 25% FS (en persones grans 50-50) Nens entre 2 i 18: Edat del nen + 5g de fibra Els aliments amb més fibra són: llegums i fruits secs, però no tenen suficient així que complementem amb cereals, fruites i hortalisses.
ÍNDEX GLUCÈMIC (IG):
Relació menjar-glucosa en sang = impacte sobre la glucèmia. La ingesta de CH provoca augments temporals de la glucèmia. Els CH simples tindran un alt IG. La mateix quantitat de CH complexes no augmentaran tant la glucosa perquè la digestió i l’absorció son lentes.
L’IG s’obté de l’àrea de sota de la corba de la glucèmia, després d’administrar una quantitat de cada aliment que correspon a la mateixa quantitat de CH. El menjar de referència sempre son 50g de glucosa pura. ≥ 70 aliment de IG alt 56 - 69 aliment de IG moderat ≤ 55 aliment de IG baix
CÀRREGA GLUCÈMICA DELS ALIMENTS
CG= IG x quantitat d’HC en grams / 100 L’ IG normalment es corregeix tenint en compte el % HC que tenen els diferents aliments (CG) La CG permet comparar l’efecte sobre la glucèmia de quantitats iguals de diferents aliments. 2 - LÍPIDS: Insolubles en aigua, es recomana que un 35% de la ingesta energètica vingui de lípids. GRUP Combustibles i reserva Components de membrana Lípids funcionals especials MOLÈCULES ÀG i 3AG Fosfoglicèrids, esfingolípids i colesterol Eicosanoides, vitamines liposolubles (AEDK), derivats del colesterol: àcids biliars i hormones estiroideas Estructura: àcids carboxílics amb cadenes hidrocarbonatades de 4-36 C. Saturats Insaturats Un doble enllaç Més d’un doble enllaç
Sòlids a T ambient Líquids a T ambient La solubilitat i el punt de fusió depèn de la longitud de la cadena i del grau de saturació. ·3AG TRANS: Son greixos insaturats. Dònuts, galetes, patates fregides poden ser aliments rics en grasses trans. Son factors de risc per desenvolupar malalties cardiovasculars. COMPONENTS DE LES MEMBRANES: FOSFOGLICÈRIDS: Estructura: glicerofosfolípids (i colesterol) tenen funció estructural, i son molècules amfipàtiques. Tenen un cap hidrofílid (fosfat etc) i una cua hidrofòbica (AG). COLESTEROL: No es degrada La única manera d’eliminar-lo és per les femtes, en forma de sals biliars. Només les membranes de les cèl·lules animals tenen colesterol. Disminueix la fluïdesa de les membranes, o sigui augmenta la rigidesa. DERIVATS DEL COLESTEROL : ACIDS BILIARS Molècules amfipàtiques Se sintetitzen al fetge a partir de colesterol Secretades per la vesícula biliar Faciliten la digestió del greix en l’intestí formant micel·les Única forma d’eliminació del colesterol DERIVATS DEL COLESTEROL : HORMONES ESTEROIDEES Les principals son les suprarenals, les sexuals (andrògens i estrògens) i les hormones derivades de la vitamina D. 3 - PROTEÏNES Principals polímers estructurals i funcionals dels éssers vius. Estructura: macromolècules formades per la unió de a-aminoàcids que formen cadenes lineals polipeptídiques. AMINOACIDS PROTEINOGÈNICS: ‘Un a-aminoàcid és un àcid carboxílic amb un grup amino en el carboni a’ L’estructura general està formada per un grup amino, un grup carboxil, un àtom de carboni central i una cadena radical lateral. Aquesta ultima es diferent a cada aminoàcid. Existeixen 20 aminoàcids diferents. Tots els aminoàcids son necessaris i indispensables per la vida.
Essencials No essencials Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Treonina Triptòfan Valina Histidina (en nens) (en fases de creixement s’afegeix arginina) Alanina Arginina Asparagina Àcid aspàrtic Cisteïna Àcid glutàmic Glicina Prolina Serina Tirosina Histidina (en adults) En les proteïnes els aminoàcids s’uneixen mitjançant enllaços peptídics entre el grup carboxil d’un aminoàcid i el grup amino del següent. Es formen dipèptids, polipèptids, etc. FUNCIONS: Catàlisi enzimàtica Transport Moviment coordinat Protecció immune Generació i transmissió del impuls nerviós Control del creixement i la diferenciació Estructural REQUERIMENTS: Proteïnes son la única font de N que els humans podem utilitzar. Les proteïnes de la dieta han de proporcionar els aminoàcids essencials en suficient quantitat així com el N suficient per l’organisme. El requeriment mínim de proteïnes se estima en 0,45 g/KG de pes corporal i el rang aconsellat entre 0,8-1,5g/Kg PROTEÏNES SEGONS EL SEU CONTINGUT D’AA ESENCIALS: Proteïnes completes o equilibrades Proteïnes incompletes o no equilibrades Definició Contenen tots els aminoàcids essencials en quantitat i proporció adequada. També se’ls i diu de alta qualitat o alt valor biològic. Manquen d’algun o més aminoàcids essencials. Permeten la vida però no el creixement i desenvolupament adequats.
Son les amines de la vida, poden formar-se a l’organisme però generalment no es suficient per cobrir les necessitats i han de ser aportades per la dieta. VITAMINES LIPOSOLUBLES: Vitamina A Visió, maduració i diferenciació cel·lular. Capacitat Antioxidant sobretot el carotenoides (precursors de vitA) Carn, fetge, llet, llema de l’ou La + rica: oli de fetge de peix Vitamina D No es essencial ja que en presencia de llum solar (UV) la pell pot sintetitzar-la. Necessària per la formació normal de l’esquelet i la homeòstasi del calci. Peixos grassos, ous i làctics. De la D1 a la D5 però només dos compleixen funcions del cos humà: Colecalciferol (D3, origen animal, la produïm amb rajos UV) Ergocalciferol (D2 origen vegetal) Vitamina E Antioxidant de ÀG poliinsaturats evitant que aquests atrapin radicals lliures protegint al cos de oxidacions. Cereals, fetge, oli de gira- sol i fruits secs Vitamina K Cofactor per la coagulació Aportació complementada per vitK sintetitzada per bactèries sapròfites del intestí. Vegetals verds intensos i crucíferes (col, coliflor) Llema del ou i fetge. 120 u/dia homes adults 90 u/dia dones adultes VITAMINES HIDROSOLUBLES: Coenzims per el metabolisme cel·lular. Les vitamines participen en el metabolisme proteic, de HC i de greixos i tots aquests donen energia per realitzar les funcions vitals. Vitamina C (àcid absòrbic) Antioxidant Cofactor enzimàtic:
- Síntesi de col·lagen
- Síntesi de NT (catecolamines)
- Regulació de la expressió gènica 2 - MINERALS Son nutrients inorgànics essencials com a components estructurals i reguladors de processos corporals.
No poden ser sintetitzats i han de formar part de la alimentació diària. S’han detectat 45 presents en els organismes però només 22 son essencials per la vida animal. Macrominerals Microminerals o oligoelements Elements ultratrasa IR >/= a 100 mg/dia IR < 100 mg/dia És estret el marge entre nivell biològicament actiu i nivell tòxic. IR < 1 mg/dia Sodi Potassi Clor Calci Fòsfor Magnesi Sofre Ferro Iode Fluor Zinc etc 3 - AIGUA És el principal component del nostre cos, per el que es considera un element imprescindible a la nostre dieta. Som bàsicament aigua, de un 50% a un 70% del nostre pes es aigua. La quantitat d’aigua varia en funció de l’edat el sexe i la greix corporal. LEC (1/3):
- Intravascular, plasma 3 litres
- Intersticial 11 litres
- Transluminal 1 litre LIC (2/3): massa musculo-esqueletica i aigua de les cèl·lules CONCEPTES I FUNCIONS CLAUS DE L’AIGUA: Aspectes clau Funcions
- Component essencial per la vida
- No es digereix, s’absorbeix
- No es guarda, s’ha d’ingerir en la mateixa quantitat que s’excreta
- Transporta nutrients, electròlits i oxigen a les cèl·lules
- Es el medi on es desenvolupen els processos químics, pot actuar com a S o P de reaccions metabòliques
- Es el vehicle d’excreció de les substancies de rebuig
- Lubricació d’articulacions i membranes
- Regula la temperatura corporal BALANÇ HÍDRIC: Ingesta (beguda i menjar) + aigua metabòlica = pèrdues de agua Aportació Pèrdua Aliments Vapor d’aigua durant la expiració.
MODIFICACIÓ DEL BALANÇ HÍDRIC:
DIGESTIÓ, ABSORCIÓ I METABOLISME DE NUTRIENTS:
CONCEPTES BÀSICS:
Nutrients: components dels aliments que tenen una funció energètica, estructural o reguladora.
- Macro: a) HC (55-65%) b) Lípids (25%) c) Proteïnes (15%)
- Micro: vitamines i minerals Digestió: Procés pel qual l’organisme mitjançant recursos mecànics i químics, transforma els aliments que s’ingereixen en molècules de petit tamany per que puguin ser absorbits. Absorció: Substancies resultants de la digestió passen a la sang i posteriorment als teixits per ser utilitzats a nivell intracel·lular. El metabolisme és font d’energia i matèria per els essers vius. És l’activitat cel·lular que permet materialitzar l’energia, conjunt de totes les transformacions químiques que es produeixen a la cèl·lula/organisme, tenen lloc una sèrie de reaccions catalitzades per enzims organitzats en rutes metabòliques. Transportadors d’electrons: NAD+, NADP+, FAD Un substrat A es transforma en un producte P a través d’intermediaris metabòlics (B,C,D,E) metabòlits. Es tracta d’una activitat cel·lular coordinada en la que les rutes cooperen per:
- Obtenir energia química captant energia solar (autòtrofs) o nutrients rics en energia (heteròtrofs)
- Convertir la font de carboni en molècules per la cèl·lula com macromolècules.
- Sintetitzar macromolècules a partir de monomèrics
- Degradar biomolècules per obtenir energia en forma de treball útil. Bioenergètica: disciplina que estudia els fluxos d’energia del organisme Les cèl·lules necessiten energia per:
- Treball de síntesi
- Treball mecànic
- Transport actiu
- Treball elèctric
- Generar calor
L’energia els humans l’obtenim d’aliments que contenen, HC, lípids i proteïnes. FONTS D’ENERGIA PELS ORGANISMES VIUS: Autòtrofs: energia solar per fixar CO2 atmosfèric i sintetitzar biomolècules. En el procés generen oxigen. Heteròtrofs: utilitzen productes generat pels autòtrofs i els degraden fins a CO2, consumint O2 com acceptor final d’electrons i produint aigua. Els sers vius necessitem una font d’energia lliure (de Gibbs) AG > 0 Endergònica AG < O Exergònica Aquesta energia es pot aprofitar per realitzar treball a pressió i treball constants. L’energia lliure es genera per la transferència d’electrons entre compostos reduïts fins a compostos oxidats. Aquella font d’energia lliure es la transferència dels electrons cap a compostos amb moltes ganes de captar- los. La energia produïda per el transport electrònic es converteix en enllaços fosfat de alta energia en forma d’ATP. Les reaccions REDOX estan acoblades, quan una s’oxida l’altre es redueix simultàniament, l’electró que per la molècula oxidada es capta per un altre que es redueix. Els electrons mai estaran sueltos. NAD+ i FAD son els acceptors de electrons mes comuns en les reaccions metabòliques d’oxidació. Els acceptors finals son NADH i FADH2 i oxigen. La energia lliure que pot donar un compost depèn de la reacció i de la quantitat de reactiu. En canvi l’energia lliure en reaccions REDOX depèn el potencial REDOX. QUANTA ENERGIA NECESSITEM? Els requeriments corporals tenen tres components: 1 - Metabolisme basal 2 - Activitat física 3 - Termogènesis La tassa metabòlica basal (TMB) és la energia que consumeix el organisme per mantenir les funcions basals o processos vitals del cos en repòs i dejú. Aprox 1Kcal/KgxHora L’efecte tèrmic dels aliments TEF) es el gast d’energia realitzat per processar el menjar. FACTORS QUE INFLUEIXEN EN EL ÍNDEX DEL METABOLISME BASAL Augmenten el BMR Disminueixen el BMR Més massa corporal magre Menor massa corporal magra Més alçada Menor alçada Menys edat Edat avançada Nivells elevats de la hormona tiroides (hipertiroïdisme) Nivells baixos de la hormona tiroides (hipotiroïdisme)
CARACTERÍSTIQUES DE LES VIES CATABÒLIQUES I ANABÒLIQUES
- Irreversibles i exergòniques Reaccions enzimàtiques diferents Regulacions independents
- Tenen al menys una etapa obligada Reacció irreversible generalment al principi Etapa limitant de la velocitat de la via
- Tenen lloc en compartiments cel·lulars específics
- Estan regulades
- Catabolisme i anabolisme del mateix tipus de biomolècules no tenen lloc simultàniament en la mateixa cèl·lula. REGULACIÓ DE LES RUTES METABÒLIQUES L’enzim regulador generalment està al principi de la ruta i catalitza una reacció irreversible. Es considera la etapa limitant la que catalitza el segon enzim que seria el regulador d’aquesta via. Hi ha dos tipus de mecanismes de regulació de la activitat de les enzims que catalitzen les etapes limitants:
- Regulació de la activitat (curt termini) Disponibilitat de substrats i cofactors (compartimentalització): separació especial d’enzims, substrats i molècules reguladores en diferents regions o compartiments cel·lulars, permetent a la cèl·lula utilitzar de forma efiaç recursos relativament escassos. Al·losterisme (resposta immediata a canvis de la concentració de metabòlits reguladors) Modulació covalent (resposta a canvis en la concentració d’hormones)
- Regulació de la quantitat (llarg termini) Ve donada per canvis en la velocitat de síntesis o degradació de la proteïna enzimàtica, pot produir-se en resposta a hormones. Regulació transcripcional (síntesis de RNAm i maduració i vida mitja del RNAm) Regulació traduccional (síntesi de proteïna)
Regulació postraduccional (degradació de la proteïna) El control del metabolisme està orquestrat per mantenir la glucèmia dins de límits molt estrets. No som unicel·lulars, els diferents òrgans tenen diferents funcions i capacitats metabòliques. CICLE ALIMENTACIÓ - DEJÚ L’objectiu de l’organisme és mantenir la glucèmia. La insulina després dels menjars i el glucagó en les primeres hores del dejú son les hormones que regulant les rutes metabòliques mantindran els nivells de glucosa estables. La glucèmia s’ha de mantenir constant ja que en condicions normals, és el únic combustible dels eritròcits i el principal combustible utilitzat pel cervell. Hiperglucèmia: els teixits es deshidratarien i el seu funcionament es veuria afectat, es podria produir un coma hiperosmolar. Hipoglucèmia; no es produirien les quantitats adequades de ATP. Els glòbuls vermells no tindrien suficient ATP i per tant disminuiria el transport d’oxigen als teixits. Eventualment, tots els teixits que depenen del transport d’oxigen per produir energia fallarien. Els nivells de glucosa actuen com sensor del estat nutricional.
- La insulina es alliberada per les cèl·lules b del pàncrees en resposta a [glucosa] elevada en sang, les cèl·lules prenen glucosa de la sang i es restableixen els nivells.
- El glucagó es alliberat per les cèl·lules a del pàncrees en resposta a [glucosa] baixa en sang, el fetge descarrega glucosa a la sang i es restableixen els nivells. La insulina guarda reserves de glucogen en el fetge i el teixit muscular i 3AG en el teixit adipós. El glucagó gasta aquestes reserves.
METABOLISME DELS CARBOHIDRATS
D’ON VE LA GLUCOSA I PERQUÈ LA VOLEM?
La digestió dels HC es realitza principalment en l’intestí prim.
TRANSPORTADOR DE GLUCOSA GLUT4 (ADIPÒCITS I MÚSCUL)
Control per insulina del número de transportadors per la glucosa en la membrana plasmàtica. PARÀMETRES CINÈTICS Vmax= velocitat límit a la que tendeix la reacció quan tot l’enzim o transportador està saturat per el substrat. Km= concentració de substrat a la que s’arriba a la meitat de Vmax, es a dir, 50% de la saturació de l’enzim per el substrat o transportador. a) Km petita: reflexa una afinitat elevada del enzim per el substrat, perquè es necessita una baixa concentració de substrat per saturar la meitat del enzim, es a dir, per arribar una velocitat que sigui la meitat de la Vmax. b) Km gran: reflexa una afinitat baixa de l’enzim amb el substrat perquè es necessita una elevada concentració per saturar la meitat de l’enzim.
PRINCIPALS VIES DEL METABOLISME DE LA GLUCOSA EN CÈL.LULES ANIMALS
GLUCÒLISI
La energia dels HC s’extreu de la oxidació de la glucosa a piruvat. Obtindrem d’aquesta reacció NADH i ATP. La glucòlisi es la ruta catabòlica per la que una molècula de 6 C (glucosa) es converteix en dues molècules de un compost de 3 C (piruvat) produint-se 2 ATP i 2 NADH. Pasa a totes les cèl.lules al citosol. És una ruta d’oxidació que no requereix oxigen, per tant també es dona a les cèl.lules sense mitocondries (com els eritrocits) i sota condicions anaeròbiques. FUNCIONS FISIOLÒGIQUES DE LA GLUCÒLISI
- Producció d’energia útil (ATP i NADH)
- Generació d’intermediaris per la biosintesi de biomolecules
- Produccio de piruvat, compost que a forma Acetil-CoA que alimenta el cicle de Krebs a partir de HC per obtenir més energia amb la seva oxidació. ESTRATEGIES DE LA GLUCÒLISI
1 - Retindre el substrat (glucosa) i els intermediaris a la cèl.lula 2 - Dividir a una hexosa en dos trioses que puguin interconvertir-se 3 - Obtenir NADH en una racció d’oxidació i tenir compostos fosforilats amb un alt potencial de transferencia del grup fosfat que permeten la sintes d’ATP per mitja de fosforilació a nivell del substrat. ETAPAS DE LA GLUCÒLISI La conversió de glucosa a piruvat es dona a terme mitjançant DEU reaccions que es poden agrupar en 3 etapes:
- Consumidora d’energia (2 de les seves reaccions consumeixen ATP)
- No hi ha ni gast ni producció d’energia.
- Generadora d’energia. (1 de les seves reaccions produeix NADH i les altres 2 ATP) ETAPA 1 FOSFORILAR I ISOMERITZAR HEXOSES La glucosa entra per la cèl.lula per transportador GLUT i és inmediatament fosforilada (s’afegeix un grup fosfat a la molècula). La fosforilació de la glucosa té com a objectiu atraparla en l’interior de la cèl.lula perquè una vegada fosforilada ja no pot ser transportada al exterior de la cèl.lula per els transportadors GLUT. Les dues fosforilacions que pasen a la etapa I es requereixen perque cada triosa que es formaràn més endevant portin un fosfat unit i aixi no puguin sortir de la cèl.lula. ETAPA 2 DIVIDIR UNA HEXOSA EN DOS TRIOSES QUE PUGUIN INTERCONVERTIR - SE No es consumeix ni es produeix ATP, només es trenca la hexosa en dues trioses que s’isomeritzen per donar només una. De les dues trioses fosfat formades, el gliceraldehid-3P es el que segueix en la ruta glucolítica. Formar dues trioses-fosfat idèntiques simplifica el metabolisme central, perque nomes s’utilitza una ruta metabolica per transformar-les i no dues. ETAPA 3 Obtenir NADH en una reacció d’oxidació i converit les tiroses fosfat en compostis fosforilats amb un alt potencial de transferencia del grup fosfat que permetin la sintesi d’ATP per mitja de fosforilacio a nivell de substrat. LA GLUCÒLISI ÉS LA PRIMERA ETAPA OXIDATIVA DE LA GLUCOSA És una ruta citosòlica, la poden dur a terme totes les cèl.lules i és la ùnica ruta que permet obtenir energia sense oxigen. Es produeixen:
- 2 molècules d’àcid pirúvic
- 2 molècules d’ATP
- 2 molècules de NADH+ + H+
