¡Descarga Parte 1 Regulación y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
REGULACIÓN DEL METABOLISMO
1 Javier Casado, Francesc López. 40% Parcial 20% Problemas 40% Final Bibliografía:
- (^) FRAYN, Metabolic regulation.
TEMA 1.
Balance energético. Energía---> Individuo---> Gasto
Balance= E.entrante-Gasto Humanos: energía entrante = 10MJ/día Balance 0 no significa que haya equilibrio, hay gasto de energía si hay vida. Se llama ESTADO ESTACIONARIO DINÁMICO. Por encima del nivel de regulación encontramos la coordinación.
La regulación del metabolismo nunca o casi nunca es del todo o nada. Básicamente regulan la intensidad de las vias metabólicas. Hay una cantidad de energía mínima necesaria para seguir vivo ---> Tasa metabólica basal. Todo lo que no sea tasa metabólica basal va a poder ser regulable. Igualmente, son necesario mecanismos de regulación metabólica que permitan la adaptación a cambios ambientales, por lo tanto, un organismo cuyos procesos de regulación se basen en mecanismos de todo o nada para todo aquello que no pertenezca a la tasa metabólica basal no sería viable (se extinguiría). Todos los procesos metabólicos tienen que ser espontáneos (ya sea directamente, o conjugados con procesos muy espontáneos). SIEMPRE AG < 0
- AG=0 (cercanos a 0) Procesos reversibles. Con pequeñas variaciones de sus productos y reactivos las reacciones cambian de sentido. No hay casi variaciones de energía.
- AG<<0 Procesos irreversibles. Difícil que se encuentren en equilibrio en las células. El sentido no cambiará, y la reacción será insensible a los cambios de concentración de los productos y
reactivos. La tendencia será la misma. No son eficientes (mucho gasto de energía). Aportan direccionalidad. Aquí se localizan los procesos de regulación. Pueden
---> Estímulo
Vs= 200 Vd= 100 Nº moléculas= 210 moléculas (aumento de un 2000%).
A mayor número de recambio mayor sensibilidad. Si Vs y Vd hubieran sido de 1, el aumento hubiera sido de 20%. Aunque sea caro, el recambio proteico se ha mantenido porque aumenta la sensibilidad.
Intestino
Celulas principales del intestino delgado: enterocitos. Celulas absortivas de la mucosa. Se magnifica la superficie de absorcion gracias a las vellosidades intestinales. Los enterocitos, ademas, tienen microvellosidades, aumentando todavia mas la superficie absortiva. Multipicacion de 2000 a 3000 veces la superficie. Los alimentos se envian a la circulacion sanguinea. El capilar arterial llega a la punta de la vellosidad, convirtiendose en venoso. Todos los capilares se fusionan en la vena porta, que va hasta el higado. Todo el alimento absorbido, por lo tanto, pasa por el higado.
- Hay una excepcion, los de naturaleza lipofila van a la linfa. El conducto linfatico NO va al higado, sino al corazon. Pasan dirctamente a la circulacion periferica. Llegan al higado pero en igualdad de condiciones. Los enterocitos utilizan los productos de la dieta. Hay una parte de la glucosa que no pasa al sistema circulatorio, porque los utilizan los enterocitos. Cuando se acaba la fase absortiva, en la postabsortiva, los enterocitos utilizan sobretodo glutamina que proviene del s. Circulatorio. Convierten glutamina en alanina, que es enviada por la porta al higado. La musculatura intestinal es relativamente anaerobica. En ayuno gasta muy poco, glucosa. Sobretodo gasta en la fase absortiva, que es cuando va a contraerse. Convierte la glucosa en lactato, va al higado por la porta.
Higado
Muchos tipos celulares. Los hepatocitos son las principales, mas del 70%. Distribucion en lobulillos hepaticos. Estos hexagonos marcan el flujo de las moleculas. En cada vertice encontramos la triada hepatica:
- Ramificacion de la arteria hepatica (aferente). Como todos los tejidos, lleva oxigeno y lipidos.
Ramificacion de la vena hepatica (aferente). Cosa rara, entrada de vena? Porque es la vena porta.
Glucogeno. Ejercicio medianamente intenso. Utilizara el glicogeno de forma aerobia. Si el ejercicio
Tema 2. Flujos moleculares.
•.1Fase absortiva. Hiperglucemia e hiperinsulinemia. •.2Fase postabsortiva. Hiperglucemia proxima a normoglucemia (5mM). Concentracion de insulina mucho mas baja. •.3Fase de ayuno. Hipoglucemia. Glucagon.
Vias de fase absortiva
•.4Glucosa proviene del intestino. Principal causa de hiperglucemia. •.5Reponer glucógeno del musculo LO MAS URGENTE •.6La glucosa que sobra, va al higado. Aqui se almacenara, reserva corporal de glucosa. •.7La glucosa sobrante sera utilizada por cualquier tejido que lo necesite. No obstante, hablamos principalmente de consumo por parte de los que se alimentan exclusivamente de glucosa: cerebro y tejidos anaerobios. •.8Normalmente sigue sobrando glucosa despues de todo esto. Hay que bajar la glucemia, sigue siendo alta. Hay que almacenarla de una forma mas compacta y menos pesada que el glicogeno. Almacenamiento en forma de TAG en dos tejidos:
•.9Tejido adiposo blanco, glicolisis y lipogenesis. Glut 4.
•.10Higado. Glicolisis y lipogenesis. Aqui, no obstante, el acetil coa puede hacer mas cosas
vitamina c (no humanos), o acido glucuronico.... Los acidos grasos saldran esterificados (TAG), el
tejido los desesterifica, y los vuelve a esterificar.
Vias de fase postabsortiva y ayuno
•.11No hay entrada de glucosa exogena. Cualquier necesidad energetica del organismo pasara por la utilizacion de las reservas. •.12Se frena utilizacion de glucosa. Todas aquellas celulas que puedan utilizar otros sustratos iran dejando, poco a poco, de utilizar la glucosa y utilizaran otros combustibles. (celulas aerobicas excepto cerebro) •.13Como no hay entrada de glucosa pero si hay gasto de glucosa alguien tiene que aportarla. Habra glicogenolisis. En pocas horas se acabaran las reservas (8 y 16). •.14Cuando se acaba el glicogeno el higado comienza a hacer gluconeogenesis. En casos extremos gluconeogenesis renal. La gluconeogenesis hepatica requiere energia y fuente de carbono. La energia provendra de los acidos grasos. Los carbonos vendran del lactato de los tejidos anaerobicos. •.15Si se alarga el ayuno, sin glucogeno y con poco lactato habra que buscar nuevos sustratos gluconeogenicos. •.15.1 Glicerol de tejido adiposo. Hay poco glicerol por cada acido graso. •.15.2 Aminoacidos de la proteina muscular. Si se alarga el ayuno el musculo entra en proteolisis (ojo, porque las proteinas tienen una funcion). Lo que pasa que las proteinas del musculo estan en exceso, para poder huir de los depredadores, etc. Hasta cierto punto se puede prescindir de parte de esa proteina muscular. Se liberaran sobretodo alanina y glutamina. En el higado daran glucosa. Ciclo glucosa-alanina. No es un ciclo en realidad. El productor de alanina (musculo) no recibe luego la glucosa (sino que lo haran el cerebro y anaerobios).
Lípidos
Ruta exogena
Los quilomicrones se mantendran en circulacion mientras tengan tag, mientras tengan apoC2. Los tejidos no cogen los quilomicrones, sino que cogen sus tag. Por lo tanto, los qm estaran mucho tiempo por la sangre. Se iran haciendo muy pequeños. Finalmente, la apoC2 se desprende. En ese momento el qm se convierte en un remanente y sera absorbido por el higado gracias a a apoE y apoB48. Las apos pueden andar saltando de una lipo a otra, excepto la apoB48. Muchos tejidos tienen la lipoproteina lipasa, fabricada por el tejido, se encuentra en la cara luminal de los capilares. Es una tag esterasa. Enzima responsable de utilizacion de tag de los qm. •.15.3 Como puede el enzima acceder a los tag que estan en el centro de la lipoproteina? Necesita ayuda. Por eso tarda mucho en actuar, porque existe una barrera fisica entre enzima y sustrato. Depende exclusivamente de la presencia de apoC2, que es la que va ayudar. Si un qm no tiene apoC2, la LPL no podra acceder a los tag. La LPL no puede romper el ester de la posicion 2 de los tag. Ese acido graso intermedio tambien sera degradado, pero no se sabe como. Los acidos grasos liberados lentamente se uniran rapidamente a la albumina. Esta los llevara a las celulas parenquimaticas. Hay dos familias de transportadores de acidos grasos:
•.16FAT •.17FATP
•.18Son los responsables del paso a traves de las membranas de los acidos grasos. Dentro de la celula, hay FABP. Son citosolicas solubles, se unen inmediatamente a los acidos grasos tal como entran. El tiempo de vida libre del acido graso es minimo en todos los pasos, lo cual es bueno, porque son deterentes y destruyen membranas. Hay varias FABP, mas o menos especificas de tejidos.
•.19Adiposo blanco: aFABP •.20Higado: lFABP •.21...
•.22La activacion de los acidos grasos gasta 2atp para que sea super irreversible.
Una vez se convierten en acilcoa no se liberan nunca. Los acilcoa son mucho menos peligrosos que los FFA.
En los qm remanentes quedaran fosfolipidos, vitaminas liposolubles, fosfolipidos, una pequeña proporcion de los tag... Seran capturados por el higado en la fase postabsortiva, es decir, estara fabricando lipidos... Con los que le llegan mas los que
fabrica creara las VLDL.
Ruta endogena
Los VLDL tendran sobretodo lipidos endogenos. Seran segegados por el higado cuando haya poco
qm y qm remanente. Es decir, salida de VLDL bastante tardia respecto a la absorcion de lipidos de
la dieta. Las VLDL tienen apoC2, seran sustrato de la LPL. De la misma manera que los qm.
Velocidad de metabolismo muy lenta, exactamente igual que la de los qm. Igual desaparcen antes,
porque hay menos tag. La apoC2 se desprendera antes. Lo de la albumina y todo es exactamente
igual.
Los remanentes de VLDL son las LDL. Tienen apoB100, no apoB48. El receptor apoB100-apoE
estan en muchos tejidos, no solo en el higado como la 48. Su dinamica de union recuerda a la de
anticuerpo antigeno. Hay endocitosis, como con los remanentes, la union e internalizacion de
qmremanente y LDL es muy parecida.
•.23Los TAG que quedan aqui seran oxidados, no acumulados.
•.24Los fosfolipidos se iran a la membrana, no se acumulan.
•.25El colesterol se acumula, solo esta en la membrana plasmatica, no en la de
los organulos. Ademas en la membrana plasmatica hay poco. Se acumula en
forma de ester de colesterol. Esto es asi porque el colesterol era limitante,
porque es carisimo de fabricar y en la dieta viene poco (porque es caro de
hacer y se hace poco, sobretodo esta en el reino animal y es mas sencillo
comer vegetales). Gestion eficiente del colesterol.
HDL
Son casi todo proteina. Fabricada por higado. Va recogiendo lipidos de tejidos,
cargandose de fosfolipidos y colesterol libre. En el plasma esta el enzima LCAT que
esterifica colesterol, que es mejor tenerlo esterificado. En estas HDL maduras
encontraremos que algunos foafolipidos se han unido al colesterol (quedando
lisofoafolipidos y colesterol esterificado). En el higado de nuevo, los fosfolipidos se
reciclan. Con los esteres de colesterol, los oxidamos, haciendo acidos biliares. Unica via
de eliminacion del colesterol del organismo. Se elimina a traves de la bilis.
Asi, las HDL se encargan de recoger colesteroles de los tejidos para hacer acidos biliares
en el higado y eliminarlos.
lipidos de la dieta. Parte de estos acidos biliares seran recuperados antes de salir por las heces
(circulacion enterohepatica). A traves de la vena porta vuelven al higado. El higado no elimina
(oxidando) todo el colesterol que recibe, lo devuelve a la sangre en forma de VLDL.
•.26Ahorro colesterol
•.26.1 Reserva celular
•.26.2 Circulacion enterohepatica
•.26.3 ApoD. Proteina que transfiere esteres de colesterol. Cogera
esteres de HDL maduras y transferira estos esteres de colesterol a
todas las lipoproteinas que se encuentre. Asi, el colesterol vuelve a las
celulas una vez y otra y otra.
•.27Problema: no estamos adaptados a la cantidad ingente de colesterol de la
dieta, ya que estamos adaptados a reciclarlo y no perderlo:
hipercolesterolemia. Las apoD son las principales causantea de
asteriosclerosis.
Aminoacidos
:-)
PROBLEMA 2.
Homeostasis → Tendencia a mantener el equilibrio y la estabilidad de las diferentes
variables intensas mediante mecanismos compensatorios.
1- Sólo la glucosa. Las demás sustancias no están reguladas porque varían en
función del tiempo. Cuando se mantiene una variable constante es a costa de variar
otras (aumenta lactato a costa de mantener glucosa constante, por ejemplo).
2- Entrada igual salida.
3- Absortivo = 2 a 4h
4- Post-absortivo = Mientras la glucosa se mantenga más por la degradación de
glucógeno que de la gluconeogénesis. Aprox 12 horas.
5- El principal destino de la glucosa es el cerebro.
6- La glucosa entra principalmente por difusión facilitada. No obstante, en la membrana de los
