MACRONUTRIENTES
Proteínas
Digestión:
La digestión de las proteínas comienza en el estómago, donde serán atacadas por la enzima pepsina, y se completa en el duodeno y yeyuno. El jugo pancreático, junto con las enzimas que contienen las células intestinales, transformarán el contenido proteico en estructuras más simples. Estas pasarán a través de la mucosa intestinal hasta llegar a los enterocitos donde se completará la hidrólisis, obteniendo así aminoácidos y, en una menor cantidad, oligopéptidos.
Transaminación:
Es un proceso reversible efectuado en el citosol del hepatocito; consiste en la transferencia del grupo α-amino de un aminoácido, a un αcetoglutarato, por medio de un cofactor, el piridoxal fosfato, dando como resultado α-cetoácido (esqueleto carbonado) y glutamato. Los únicos aminoácidos que no sufren transaminación son: lisina, prolina, hidroxiprolina y treonina.
Desaminación:
Este proceso consiste en la transferencia de glutamato a la matriz mitocondrial, donde se procede a eliminar el grupo amino, por activación de la enzima glutamato deshidrogenasa, res-ultando
cetoglutarato y amoniaco. Los elementos αcetoácidos restantes (esqueletos carbonados) pueden formar elementos como;
Glucogénicos
Catogénicos
Ciclo de la Urea:
Es el ciclo metabólico de destoxificación de amoniaco en el interior de hepatocitos periportales. Efectuado en dos etapas:
Mitocondrial
En principio el amoniaco se transforma en carbamoil fosfato por intervención de carbamoil sintetiza fosfato I, el carbamoil fosfato dona un grupo amino a la ornitina formando citrulina.
Citosol
la citrulina atraviesa la membrana mitocondrial y pasa al citosol, donde se une al grupo amino del aspartato y forma arginosuccinato, mismo que por acción de la enzima arginosuccionasa, se transforma en fumarato y arginina.
LIPIDOS
Los lípidos son un grupo de biomoléculas muy heterogéneo de compuestos orgánicos, constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno principalmente, que son insolubles al agua, pero si solubles en solventes orgánicos.
Son reservas energéticas vitales que aportan 9 k cal por gramo metabolizado, también son conocidos como grasas o aceites.
DIGESTION Y ABSORCION
La lipasa lingual desplaza los alimentos por el esófago hacia el estómago para dar paso a la digestión, es aquí donde esta enzima se degrada un 30% de los triglicéridos principalmente los de cadena corta.
Después los residuos se llevan hacia el duodeno donde son emolsificados por la bilis, permitiendo que se formen biselas para facilitar la acción de fosfolipasa. La colipasa ayuda a la lipasa pancreática para degradar triglicéridos y diglicéridos en ácidos grasos libres y mono glicéridos, estos absorben en la membrana pical de las células epiteliales del intestino delgado.
Dentro de la célula se organizan como triglicéridos en el retículo endoplásmico liso que son recogidos por el quilomicrón, para salir a la circulación linfática y sanguínea para su distribución. Donde las lipoproteinalipasa degradan los triglicéridos para ser absorbidos de mejor manera de ahí los residuos se van al hígado donde son absorbidos
RUTAS METABOLICAS
Lipogénesis
: Esta es la síntesis de ácidos grasos a partir de Acetil-CoA proveniente de la glucólisis y casi siempre se lleva a cabo en el tejido adiposo y en el hígado, también incluye la formación de triglicéridos a partir de la unión de tres ácidos grasos y un glicerol
Lipolisis
Es el proceso metabólico donde los triglicéridos que se encuentran en el tejido adiposo, se dividen en ácidos grasos y glicerol para cubrir las necesidades energéticas.
Esterificación
El ácido graso se une a un alcohol por enlace covalente formando un ester y liberando una molécula de agua.
Beta oxidación
Es la oxidación de un ácido graso hasta formar Acetil-CoA. Esta se da en las células hepáticas más específico en el citosol, la ruta se complementa cuando el Acetil-CoA formado ingresa a la mitocondria hepática mediante la carnitina, para que sea oxidado y transformado en energía dentro del ciclo de Krebs.
TRANSPORTE EN LA SANGRE
Los lípidos viajan en sangre en diferentes partículas que contienen lípidos y proteínas que reciben el nombre de lipoproteínas. Son cuatro clases de lipoproteínas en sangre:
Quilomicrones
Quilomicrones: Estos transportan triglicéridos a tejidos vitales como el corazón, musculo esquelético y tejido adiposo.
VLDL:
Es secretada por el hígado y redistribuye TAG al tejido adiposo, corazón y músculo esquelético. (Baja densidad)
LDL
Esta lipoproteína transporta colesterol hacia las células. (Densidad baja)
HDL
Se encarga de remover el colesterol de las células de vuelta al hígado. (Alta intensidad)
Carbohidratos.
Los carbohidratos, conocidos también como hidratos de carbono, glúcidos o sacáridos, son moléculas cuya estructura está compuesta por carbono, oxígeno e hidrógeno y cuya principal función es proporcionarle energía al organismo, ya que 1 gramo de carbohidratos proporciona 4 kcal, constituyendo un 50 a 60% de la dieta.
Digestión y absorción de los carbohidratos.
El proceso de la digestión es la degradación enzimática de las moléculas complejas que constituyen a los alimentos, para convertirlas en compuestos más sencillos.
Los productos de la digestión son absorbidos por el intestino delgado e ingresan a la sangre para ser distribuidos a todas las células del organismo.
Rutas metabólicas.
La formación de CO2 + H2O + ATP a partir de la glucosa, se lleva a cabo, porque existe una disponibilidad de O2 y que, aunado a la necesidad de energía, se inducen los procesos enzimáticos claramente definidos por sustratos y productos, ellos son: glucólisis, transformación del piruvato en acetil CoA, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa.
Glucolisis
La glucólisis se realiza en el citosol y comprende la conversión de glucosa en piruvato, cuya reacción global es:
Glucosa + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD*
2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 +* + 2 H2O.
Gluconeogénesis
Se ve favorecida cuando abundan las moléculas oxidables, a partir de las cuales se puede iniciar la síntesis de glucosa (piruvato, oxalacetato, etc.) y la energía necesaria (ATP, NADH).
Los ciclos de sustrato, sirven para amplificar las señales metabólicas y para producir calor. Inicialmente se denominaban ciclos fútiles, pues, si actúan sin más funciones, aparentan conseguir simplemente la hidrólisis de ATP.
LA REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESIS se realiza mediante:
El nivel de algunos metabolitos que actúan sobre el piruvato carboxilasa y la Fructosa-2, 6-bisfosfatasa. El AMP y la F-2,6-BP son los metabolitos que regulan conjuntamente la gluconeogénesis y el glucolisis, actuando sobre la Fructosa-2, 6-bisfosfatasa y de la PFK1., por la acción de algunas hormonas que activan la fosforilación (adrenalina, glucagón) o la desfosforilación (insulina) de la enzima bifuncional: PFK2 es activa en la forma defosforilada y F-2,6-BPasa es activa en la forma fosforilada.
Ciclo de Cori
El músculo obtiene ATP a partir del glucolisis. Cuando las condiciones del ejercicio son anaeróbicas la glucosa se degrada a lactato. El lactato es exportado a la circulación y es captado por el hígado. El hígado sintetiza glucosa de nuevo a partir de lactato por la ruta gluconeogénica.
Estas dos vías metabólicas que permiten el acoplamiento de la función de dos tejidos es lo que se conoce como el ciclo de Cori. El coste energético es de 4 enlaces P / cada glucosa que recorre ambas vías glucolítica-gluconeogénica.
Gluconeogénesis
Es el proceso de elaboración de glucosa (azúcar) a partir de sus propios productos de descomposición o de los productos de descomposición de los lípidos (grasas) o las proteínas. La gluconeogénesis se manifiesta principalmente en células del hígado o el riñón.
Formación del lactato.
Cuando la cantidad de oxígeno disponible para la célula es limitada, como ocurre en el músculo durante la actividad intensa, el NADH generado durante la glucólisis no puede Re oxidarse a tasas comparables en las mitocondrias y con la finalidad de mantener la homeostasis, el piruvato es entonces reducido por el NADH para formar lactato, reacción catalizada por el lactato reacción catalizada por el lactato deshidrogenasa esta desviación metabólica del piruvato mantiene a la glucólisis operativa bajo condiciones anaeróbicas. La reacción global de la conversión de glucosa a lactato es:
Glucosa + 2Pi + 2ADP
2 lactato + 2 ATP + 2 H2O
Importancia en la actividad física.
Subtopic
Bioenergética:
Parte de la biología que estudia las transformaciones y cambios de energía en los organismos y sistemas vivos.
Leyes de la termodinámica:
describen el comportamiento de tres cantidades físicas fundamentales, la temperatura, la energía y la entropía, que caracterizan a los sistemas termodinámicos. El término «termodinámica» proviene del griego thermos, que significa “calor”, y dynamos, que significa “fuerza”.
1ra: “Ley de la Conservación de la Energía”
dicta que en cualquier sistema físico aislado de su entorno, menciona que la cantidad total de energía será siempre la misma, a pesar de que pueda transformarse de una forma de energía a otras diferentes. O, dicho en otras palabras: la energía no puede crearse ni destruirse, solo transformarse.
De ese modo, al suministrar una cantidad determinada de calor (Q) a un sistema físico, su cantidad total de energía podrá calcularse como el calor suministrado menos el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores.
Expresado en una fórmula:
ΔU = Q – W.
2da: «Ley de la Entropía»:
la cantidad de entropía en el universo tiende a incrementarse en el tiempo. Eso significa que el grado de desorden de los sistemas aumenta hasta alcanzar un punto de equilibrio, que es el estado de mayor desorden del sistema.
Esta ley introduce un concepto fundamental en física: el concepto de entropía (representada con la letra S), que en el caso de los sistemas físicos representa el grado de desorden. Resulta que en cada proceso físico en el que hay una transformación de energía, cierta cantidad de energía no es utilizable, es decir, no puede realizar trabajo. Si no puede realizar trabajo, en la mayoría de los casos esa energía es calor. Ese calor que libera el sistema, lo que hace es aumentar el desorden del sistema, su entropía. La entropía es una medida del desorden de un sistema.
La formulación de esta ley establece que el cambio en la entropía (dS) será siempre igual o mayor a la transferencia de calor (dQ), dividido por la temperatura (T) del sistema. O sea, que:
dS ≥ dQ / T.
Energía libre de Gibbs:
es una medida de la cantidad de energía utilizable (energía que puede realizar un trabajo) en ese sistema. El cambio en la energía libre de Gibbs durante una reacción provee información útil acerca de la energía y espontaneidad de la reacción (si puede llevarse a cabo sin añadir energía). Una definición sencilla del cambio en la energía libre de Gibbs sería:
es el cambio en energía libre de un sistema que va de un estado inicial, como los reactivos, a un estado final, como todos los productos. Este valor nos indica la máxima energía utilizable liberada (o absorbida) al ir del estado inicial al estado final. Además, su signo (positivo o negativo) nos dice si una reacción ocurrirá espontáneamente, es decir, sin energía adicional.
Energía libre:
reacción química particular y que puede proporcionar una medida de qué tanta energía utilizable es liberada (o consumida) cuando se lleva a cabo una reacción.
Reacciones químicas celulares:
Endergónicas:
también llamada reacción desfavorable o no espontánea es una reacción química en donde el incremento de energía libre es positivo.
∆G.=G final- G inicial
Exergónicas:
reacción química donde la variación de la energía libre de Gibbs es negativa. Esto nos indica la dirección que la reacción seguirá. A temperatura y presión constantes una reacción exergónica se define con la condición:
∆G. T. < 0
ATP:
El adenosín trifosfato o trifosfato de adenosina, es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada unida al carbono uno de un azúcar de tipo
La característica principal es que los grupos fosfato del ATP es que las tres unidades de fosfato se repelen electrostáticamente entre sí debido a que los átomos de fósforo están cargados positivamente y los de oxígeno negativamente.
Metabolismo celular
es la suma de todos los cambios químicos que tienen lugar en la célula a fin de proporcionar energía y componentes básicos a los procesos esenciales de esta, incluso la síntesis de moléculas nuevas y la descomposición y eliminación de otras moléculas, Es decir el conjunto de reacciones químicas a través de las cuales el organismo intercambia materia y energía con el medio.
RESPIRACION CELULAR
GLUCOLISIS
Proceso en el cual las células, en las reacciones enzimáticas que no necesitan oxígeno, descomponen parcialmente la glucosa (azúcar). La glucólisis es uno de los métodos que usan las células para producir energía. Cuando la glucólisis se vincula con otras reacciones enzimáticas que usan oxígeno, se posibilita una descomposición más completa de la glucosa y se produce más energía.
CICLO DE KREBS
El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos) es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aerobias, donde es liberada energía almacenada a través de la oxidación del acetil-CoA derivado de carbohidratos, lípidos y proteínas en dióxido de carbono y energía química en forma de ATP. En la célula eucariota, el ciclo de Krebs se realiza en la matriz mitocondrial.
La función principal del ciclo de Krebs es producir la energía, salvada y transportada como el ATP o GTP. El ciclo es también central a otras reacciones biosintéticas donde los intermedios producidos se requieren hacer otras moléculas, tales como aminoácidos, bases del nucleótido y colesterol.
CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES
La cadena de transporte de electrones es una serie de transportadores de electrones que se encuentran en la membrana interna de bacterias, en la membrana interna mitocondrial1 o en las membranas tilacoidales, que mediante reacciones bioquímicas producen trifosfato de adenosina (ATP),2 que es el compuesto energético que utilizan los seres vivos. Solo dos fuentes de energía son utilizadas por los organismos vivos: reacciones de reducción-oxidación y la luz solar (fotosíntesis). Los organismos que utilizan las reacciones redox para producir ATP se les conoce con el nombre de quimioautótrofos, mientras que los que utilizan la luz solar para tal evento se les conoce por el nombre de fotoautótrofos.3 Ambos tipos de organismos utilizan sus cadenas de transporte de electrones para convertir la energía en ATP.