Dr. Victor Absalón Medina Universidad de Pennsylvania

Presentación del tema: "Dr. Victor Absalón Medina Universidad de Pennsylvania"— Transcripción de la presentación:

1 Dr. Victor Absalón Medina Universidad de Pennsylvania
Metabolismo 410 Dr. Victor Absalón Medina Universidad de Pennsylvania

2 El Inicio En 1783, Laplace y Lavoisier diseñaron el calorímetro.
El calor producido se midió en base al hielo derretido. La integración de la nutrición, bioquímica y fisiología se denominó Metabolismo.

3 Dinámica del Metabolismo
Energía total 100% Energía fecal 30% Energía digestible 70% Energía urinaria y gas 10% Energía metabolizable 60% Incremento calórico 20% Neta 40%

4 Absorción de nutrientes
Partición de energía Absorción de nutrientes Ingesta de nutrientes Utilización Tisular Mantenimiento Reservas corporales Feto Glándula mamaria Crecimiento

5 Homeostasis Mantenimiento del equilibrio fisiológico. Termorregulación
Insulina

6 Homeostasis de la glucosa
Glucosa en plasma Secreción de insulina Insulina en plasma Ingesta + - Absorción de glucosa Acción celular Receptores de Insulina Respuesta celular a insulina

7 Homeorhesis “Cambios orquestados o coordinados en el metabolismo de tejidos corporales necesarios para mantener un estado fisiológico” (Bauman y Currie, 1980). Redirección de nutrientes para mantener procesos fisiológicos dominantes: Gestación Lactación

8 Relación entre homeorhesis y homeostasis
Reserva de Nutrientes Glándula mamaria Tejido adiposo + + Reserva de Nutrientes Glándula mamaria Tejido adiposo - Procesos fisiológicos alterados de manera crónica pero al mismo tiempo manteniendo condiciones estables

9 Ejemplos de adaptación aplicados al concepto de homeorhesis

10 Ejemplos de adaptación aplicados al concepto de homeorhesis
Lactancia Gestación Crecimiento Pubertad Senescencia Desnutrición crónica Enfermedad crónica Hibernación Postura de huevos Anorexia Ciclos estacionales Ejercicio Estrés Lista parcial

11 ¿Como se regula la partición de nutrientes?
Homeostasis Mantenimiento agudo del equilibrio fisiológico Homeorhesis Coordinación crónica del metabolismo de los tejidos corporales en para mantener un proceso fisiológico dominante Elefante marino Hembra= 425 kg Cría= 25kg al nacer (ganancia 3-4 kg/d) Lactancia 30 días 5-6 kg/leche/d Leche:44% grasa y 12% proteína Reservas corporales Hembra privada de alimento y agua durante lactancia Perdida de un 44% de peso corporal equivalente a 58% grasa y 14% tejido magro

12 Dinámica del metabolismo: Somatotropina en el control homeorhético
Proteína de ~191 AA Especifica a cada especie Mejora rendimiento Carne magra Leche Somatotropina Tejido Mamario Tejido Adiposo Tejido Hepático Sistema Inmunológico Otros

13 Efectos directos de ST Tejido Adiposo Respuesta a insulina
Lipogénesis Respuesta a epinefrina Lipólisis Etherton y Bauman, 1998 (Review)

14 Ejemplo: glucosa y bST Cambios Resultado
Rumiantes obtienen glucosa vía gluconeogénesis hepática bST aumenta la demanda de glucosa debido a un incremento en lactosa (glucosa + galactosa) y grasa (glicerol + NADPH) ¿Cómo responde la vaca a la inducción de un aumento en los requerimientos de glucosa por medio de bST sin resultar en hipoglicemia y cetosis? Cambios Absorción y utilización glándula mamaria Gluconeogénesis hepática Absorción y utilización muscular Oxidación de glucosa corporal Resultado Aumento en la síntesis de leche Homeostasis de la glucosa se mantiene

15 Producción de leche Etherton y Bauman, 1998 (Review)

16 Efectos indirectos bST
Mediados por IGF Crecimiento Reducción AA oxidados Mayor utilización de AA Lactancia Mejor mantenimiento de las células secretoras Síntesis de leche mejorada IGF

17 Paradoja X ST + - ST + - ST + - Balance Nutricional + -
Reserva de Nutrientes Glándula Mamaria Tejido Adiposo ST IGF System + - Reserva de Nutrientes Glándula Mamaria Tejido Adiposo ST IGF System + - Reserva de Nutrientes Glándula Mamaria Tejido Adiposo ST X + - Balance Nutricional + -

18 Aminoácidos Lehninger, Princ of BioChem Esenciales No-esenciales
His, Iso*, Leu*, Lys*, Met*, Phe, Thr, Try,Val* No-esenciales Ala*, Arg*, AspAc, Cys, GluAc, Glu*, Gly, Pro, Ser*, Tyr*, Asp, SelCys* Definiciones: Deficiencia Desbalance Retardo crecimiento Lys, Thr Met (bajos) Antagonismo Lys Arg Arg Indispensable en crecimiento Sistema inmunológico (NO) Toxicidad Phe 400% niveles requeridos Lehninger, Princ of BioChem

19 Carbohidratos Lehninger, Princ of BioChem No estructurales (NFC)
Glucosa Fructosa Sacarosa Lactosa Maltosa Amilasa Amilo pectina (almidón) Glucógeno (almidón animal) Estructurales (FC) Celulosa Hemicelulosa Pectinas Lehninger, Princ of BioChem

20 Carbohidratos conjugados
Glucosaminoglicanos Acido hialurónico Liquido sinovial Humor vítreo Matriz extracelular Células del cumulus Sulfato de condroitina Contribución hacia los tejidos cartilaginosos, tendones, ligamentos y paredes celulares Sulfato de heparina Producido por leucocitos Propiedad de anticoagulación Lehninger, Princ of BioChem

21 Efectos a nivel señalización celular
Dietas glucogénicas O-linked glycosilation Residuos Serina o Threonina Dietas amoniagénicas N-linked nitration Lehninger, Princ of BioChem

22 Utilización de los carbohidratos
Lehninger, Princ of BioChem

23 Lípidos Grasas Porcentaje de calorías dietéticas en forma de grasa
Un rango diverso de compuestos con grupos no polares Tres clases Lípidos neutros Fosfolípidos Esteroles Porcentaje de calorías dietéticas en forma de grasa Actual Humanos 30-40% Bovinos, cerdos, aves: 2-6% Recomendado Humanos < 30% Rumiantes < 6-8%

24 Importancia de los lípidos en los alimentos
Calidad Sabor, aroma, textura, sensación en la boca Nutrición Recurso energético Estructura celular Vitaminas liposolubles Biológico Vitaminas A, D, E y K Características de la membrana celular Colesterol para la Vit D3, cortico esteroides, ácidos biliares Moléculas de señalización: eicosanoides

25 Función TRANS-FATS Triglicéridos
Energía de reserva Fosfolípidos, glucolípidos, esteroides Estructura y función celular Ácidos grasos esenciales Omega 3 LT, PG3, TX Omega 6 LT, PG1, PG2, TX TRANS-FATS Arterioesclerosis y enfermedades cardiovasculares HDL-Colesterol Total Colesterol/HDL-Colesterol LDL-Colesterol Aumento Enfermedades cardiovasculares

26 Ácidos Grasos Trans (TFA)
Aumento de riesgo en enfermedades cardiovasculares por consumo FDA requirió añadir % TFA en la información nutricional PHVO 40-50% TFA Lípidos derivados de rumiantes 3-5% TFA Isómeros TFA derivados de subproductos rumiantes son distintos a los de PHVO

27 Digestión de grasas en rumiantes
Hidrólisis de glicerol Lipasas bacterianas Biohidrogenación de ácidos grasos Ácidos grasos insaturados toxicas para las bacterias Isomerasas Hidrolasas

28 β oxidación de ácidos grasos saturados
4 pasos básicos Lehninger, Princ of BioChem

29 β oxidación de ácidos grasos insaturados
Con 1 posición cis Con 2 posiciones cis

30 Oxidación de ácidos grasos con cadenas nones
Metabolismo hepático Serie de reacciones que necesitan 3 enzimas extra Cofactores Importantes Biotina Co-enzima B12 Cobalto Derivada de la vitamina B12 Conjugado a un mineral esencial Lehninger, Princ of BioChem

31 Mecanismo de sensación de nutrientes
Lehninger, Princ of BioChem

32 Contribución de los diferentes substratos de energía al ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa

33 Agradecimientos Dr. Roberto W. Blake por su atenta invitación a participar en el curso taller en la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira. Dr. Dale E. Bauman y Richard E. Austic de la Universidad Cornell, por proporcionar conocimientos fundamentales en metabolismo.