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• Gilian Skalari

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METABOLISMO DE LOS NUTRIENTES

Carbohidratos La mayor parte de las calorías son suministradas por carbohidratos (80 % son almidones) en las dietas comunes, además de lactosa y sacarosa. Constituyendo la mayor fuente de energía (4 cal/g). Importantes para la construcción de moléculas complejas como glucolípidos, glucoproteínas y ácidos nucleicos. También aportan fibra (celulosa, que son utilizados para dar consistencia a las heces para su mejor evacuación. La digestión de los carbohidratos ocurre en boca e intestino delgado. Las glándulas salivales secretan α-amilasa que inician la degradación del almidón; hidroliza los enlaces glucosídicos internos dando como producto final glucosa y dextrinas. Cuando el bolo alimenticio llega al estómago y se impregna de ácido clorhídrico, la α-amilasa se inactiva. La digestión de los carbohidratos continúa en el intestino delgado catolizada por amilasa pancreática. La amilasa hidroliza el almidón a maltosa, maltotriosa y oligosacáridos. Los disacáridos se hidrolizan en el borde de la mucosa intestinal mediante la α-D glucosidasas especificas (maltosa y lactosa). La actividad de los disacáridos es mayor en los primeros proporciones del yeyuno que en el duodeno o en el íleon. Los monosacáridos así formados en lo luz intestinal pasan a la circulación portal para dirigirse al hígado y después ser transportados a los diferentes tejidos (cerebro: 100-200 g/día; eritrocitos, plaquetas, leucocitos y músculo: 50 g/día, tejido adiposo y riñones: 30-20 g/día). El mecanismo de absorción de los azúcares en el Intestino es complejo, no se conoce por completo. La mayoría de las pentosas atraviesan la barrera intestinal mediante difusión. La D-glucosa puede ser transportado en contra de un gradiente de concentración. Existen tres principales transportes de azúcares: mecanismo facilitado en eritrocitos; sistemas sensibles a hormonas, músculo y en el tejido adiposo; sistemas de transporte acoplado al Na en intestino y tejidos renales. Los eritrocitos obtienen la energía mediante glucólisis anaeróbica, que presenta la peculiaridad de formarse el 2.3 BP Glicerato, que regula la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno. Cerca del 20 % de la glucosa metabolizada por los eritrocitos es a través del 2.3- bifosfoglicerato. Esta desviación disminuye el rendimiento del ATP, la cual se requiere para el funcionamiento de la bomba sodio-potasio, que permite mantener la forma bicóncava de los eritrocitos La primera etapa de la respiración celular sucede en el citoplasma de las células eucariotas. A través de este proceso la célula usa la glucosa que llega a través de la sangre procedente del aparato digestivo que la procesó a partir de los alimentos. Una vez que la glucosa ingreso a la célula es transformada por acción de enzimas en un compuesto de mayor energía química llamado: fructosa-1,6-bifosfato. Esto consume 2 ATP. La fructosa-1,6-bifosfato por acción de otra enzima se transforma en 2 moléculas llamada: Gliceraldehído 3P que al transformarse por acción de otra enzima, el Piruvato, libera energía química (por ruptura de los enlaces). Esta energía liberada se utiliza para formar y almacenar energía a través de 2 ATP según la reacción: ADP + Pi. El balance energético neto de producción de ATP en la glucólisis anaeróbica es de 4 ATP producidos menos 2 ATP gastados igual a 2 ATP totales.

Lípidos Los lípidos proveen (9 cal/g). Se pueden almacenar en el organismo de manera prácticamente ilimitada. Al oxidarse producen mucha agua metabólica. Existen dos tipos de lípidos: estructurales y

de reserva. Los estructurales forman parte de la membrana celular, y los de reserva se almacenan en el tejido adiposo brindando termogénesis. El cerebro no es capaz de utilizar lípidos como fuente de energía. La digestión de estos lípidos se da por acción de la lipasa y lo fosfolipasa A2. Los lípidos que se encuentran en los depósitos orgánicos se hidrolizan a ácidos grasos y glicerol para que estos sean llevados a las células. La lipasa pancreática es la responsable de la gran digestión de los lípidos, para terminar su acción deja muchos como monoacilglicéridos de posición dos que van a ser hidrolizados por la fosfoilpasa A2, Estos ácidos se absorben hasta la célula intestinal y en el retículo endoplasmático liso se resintetizan los triacilglicéridos, los que se asocian con otros lípidos y proteínas, para formar proteínas de gran tamaño (quilomicrones) que son recogidos por los vasos linfáticos. La presencia de quilomicrones en la circulación sanguínea son los responsables del aspecto lechoso opaco que adquiere el plasma sanguíneo después de la comida, y conforme van desapareciendo el plasma se aclara. Lo que resta de los ellos es reciclado por el hígado formándose lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) que vuelven a circular para ser utilizadas por los tejidos. Los ácidos grasos se combinan con acetilcoenzima A formando un complejo. Los acil coenzima A,. deben ser y transportadas hacia la matriz mitocondrial o través de un transportador, la carnitina, que permite el paso de ácidos grasos activados a través de la membrana mitocondrial interna. Beta oxidación La acil coenzima A, ya ingresada a la matriz mitocondrial por la carnitina, sufre una deshidrogenación en la que utiliza como coenzina FAD y esto por medio de la acil coenzima A deshidrogenasa. Esta enzima da enoil coenzima A y un FADH2. La enoil coenzima A se va a hidratar por acción de la enoil coenzima A hidratasa la cual va a hacer que se introduzca una molécula de agua a expensas del doble enlace que se formó. De los elementos del agua, el H va al carbono alfa y el OH va al carbono Beta. Por acción de la Beta hidroxil CoA deshidrogenasa se forma un grupo carboxilo en el carbono Beta. Así por acción de la CoA y una tiolasa, se forman uno Acetil CoA y al carbono beta se le queda adherido una CoA. Así el proceso se renueva de manera que se alcanza la última formación de la Acetil CoA. Los principales productos de la beta oxidación son 5 ATP (3 NADH y 2 FADH) y 12 ATP (1 acetil CoA).

Proteínas En el catabolismo las proteasas intracelulares hidrolizan los enlaces peptídicos internos de las proteínas, formando péptidos que son degradados a aminoácidos libres por petidasas. Más adelante las aminopeptidasas y Ias carboxipeptidasas remueven aminoácidos de las terminales amino y carboxilo de los péptidos. Los productos son aminoácidos libres. Dos vías particulares degradan las proteínas intracelulares de las células eucariotas. Las proteínas de la superficie celular ubicadas en las membranas y las proteínas intracelulares de vida larga son degradadas en organelos celulares llamados lisosomas, mediante un proceso independiente del ATP. Por el contrario, lo degradación de las proteínas anormales y otras de vida corta requieren de ATP y Ubiquitina y tienen lugar en el citoplasma. En el anabolismo de los 12 aminoácidos nutricionales no esenciales, nueve son formados a partir de intermediarios anfibólicos. Los tres restantes se sintetizan a partir de aminoácidos esenciales para la nutrición. La glutamato deshidrogenasa, la glutamino sintetasa y las transaminasas ocupan posiciones centrales en la biosíntesis de aminoácidos. Su efecto combinado cataliza la transformación del amonio inorgánico en nitrógeno alfa amino de varios aminoácidos:

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Glutamato: la aminación reductora de alfa cetoglutarato es catalizada por Ia glutarnato deshidrogenosa. Además de formar la L-glutamato deshidrogenasa a partir del intermediario anfibólico alfa cetoglutarato, esta reacción constituye el primer paso clave en la biosíntesis de muchos aminoácidos.

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Glutamina: la biosíntesis de la glutamina a partir de glutamato es catalizada por la glutamino sintetasa.

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Alanina y aspartato: la transaminaclón del piruvato forma L-lisina y la del oxalacetato forma Laspartato.

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Asparagina: su formación a partir del aspartato es catalizada por la asparagina sintetasa.

REGULACIÓN DE LOS NUTRIENTES

Regulación de carbohidratos El papel del hígado en la regulación del metabolismo de carbohidratos comprende la regulación de la glucemia, la interconversión de monosacáridos y el destino de la glucosa 6-fosfato. La glucemia es la medida de concentración de glucosa en el plasma sanguíneo. El hígado constituye un sistema amortiguador ya que al aumentar los niveles de glucosa en sangre, esta se almacena inmediatamente por acción de la insulina y la glucemia disminuye. Posteriormente, cuando los niveles de glucosa en sangre y de insulina se encuentran ya disminuidos, se produce un aumento en la liberación de glucosa hacia la sangre desde el hígado por acción gluconeolítica del glucagón y la glucemia retorna a sus valores normales. Los niveles de glucosa deben permanecer constantes ya que la glucemia afecta directamente al cerebro y el epitelio germinativo, ya que estos utilizan glucosa como fuente directa de energía. Por otro lado existen hormonas que pueden ser secretadas para contrarrestar el efecto de la glucemia como la adrenalina, que promueve la glucogenolisis incrementando los niveles de glucosa en sangre. Si la hipoglucemia se manifiesta en forma prolongada aumento la secreción de STH y cortisol disminuyendo la utilización de glucosa por la mayoría de las células. Si los niveles de glucosa en sangre fueran muy altos se produciría un incremento en la deshidratación celular por el efecto osmótico de la glucosa; perdida de glucosa por lo orina.

Regulación de Agua El equilibrio de agua en el cuerpo está controlado a través de la regulación del ingreso y excreción corporal. Habitualmente el ingreso de agua es promovido por la sensación de sed .La sed que está regulado por un centro en el hipotálamo medio, es una defensa mayor contra la baja del líquido y la hipertonicidad. Las riñones también pueden estar involucrados en la regulación del ingreso de agua a través del sistema renina-angiotensina. El mecanismo de la sed y la liberación de la hormona antidiurética están relacionados. La excreción del agua está regulada principalmente por la variación del ritmo del flujo urinario. Una caída en la osmolalidad plasmática indica un exceso de agua y produce un volumen aumentado de orina con una osmolalidad menor que la del plasma, restableciendo así la osmolalidad plasmática.

Cuando la osmolalidad plasmática está por encima de lo normal, el volumen urinario cae. La perdida de agua del cuerpo como resultado de la evaporación en piel está regulada no por la cantidad de agua corporal, si no por factores independientes al agua: temperatura corporal y ambiental, presión parcial del vapor de agua en el medio ambiente y la frecuencia respiratorio.

Referencias: • Bello G. J. Ciencia Bromatológica. Principios generales de los alimentos. Madrid: Díaz de Santos Ediciones; 2000. • Gómez C. C., Iglesias R. C.,Manual de Nutrición Clínica. Madrid: Unidad de Nutrición Clínica y Dietética. Hospital Universitario.