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Ciencias Exactas Calorimetría Y Metabolismo
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    Ciencias Exactas Calorimetría Y Metabolismo Ciencias Exactas Calorimetría Y Metabolismo Presentation Transcript

    • METABOLISMO Fabiola León Velarde Dpto. de Ciencias Biológicas y Fisiológicas
    • METABOLISMO ENERGÉTICO
      • METABOLISMO
      • (DEFINICIÓN GENERAL)
      Sumatoria de TODAS las reacciones químicas que ocurren dentro del organismo ANABOLISMO CATABOLISMO SIMPLE COMPLEJO COMPLEJO SIMPLE
    • METABOLISMO ENERGÉTICO Primera Ley de la Termodinámica:
      • “ la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”
      ENERGÍA QUÍMICA (ALIMENTOS) DIGESTIÓN ABSORCIÓN EXCRECIÓN BIOSINTESIS ALAMCENAMIENTO TRABAJO Contracción CALOR DE ENERGÍA Muscular Glicógeno Proteínas
    • TASA METABOLICA BASAL
      • TASA METABOLICA
      • BASAL (TMB)
      Tasa metabólica de un organismo en reposo en ayuno y que se encuentra realizando SOLO funciones vitales para la vida (Ej. respiración, circulación, tono muscular, etc.).
    • TASA METABOLICA (TM)
      • TASA METABOLICA
      • (TM)
      • Calorimetría
      energía metabólica liberada por unidad de tiempo método para determinar TM en base a la cantidad de energía metabólica liberada
    • TASA METABOLICA: MEDICIÓN
      • Puede medirse:
      • CALORIMETRIA INDIRECTA
      • CALORIMETRIA DIRECTA
      • TASA
      • METABOLICA
      Determinando al diferencia entre la energía de los alimentos ingeridos y la de los alimentos excretados (Kcal) Determinando la cantidad total de calor producida por el organismo Determinando el consumo de O 2 = VO 2
    • CALORIMETRIA INDIRECTA: 1) Determinado por al diferencia entre la energía de los alimentos ingeridos y excretados (Kcal)
      • La diferencia indica el gasto de energía.
      • Este método :
          • requiere medir las Kcal muy laborioso
          • asume que no hay cambios
          • en la composición del
          • organismo como ó
          • en el almacén de grasas
      Energía de alimentos ingeridos Energía de alimentos excretados TM =
    • CALORIMETRIA DIRECTA: 2) Determinación de TM por cantidad total de calor producido
      • TM también se puede medir determinando la cantidad total de calor producido por el organismo.
      • Este método:
          • da información acerca de
          • TODO el combustible usado
          • Requiere de un calorímetro calor producido por el organismo es medido por la ≠ de T ( º C) en el H 2 O quecircula por el calorímetro
          • muy costoso
      c
      • NOTA:
      • La energía de los alimentos que no es absorbida se encuentra en heces y orina.
      • La e nergía excretada no se pierde , sino mas bien NO se encuentra disponible para ser procesada por el metabolismo de ese organismo (1era Ley de la Termodinámica).
    • CALORIMETRIA INDIRECTA: 3) Determinación del consumo de O 2 = VO 2
      • “ La cantidad de calorías producidas por cada litro de O 2 en el metabolismo es relativamente constante, cualquiera que séa el combustible usado:
      • carbohidratos , lípidos ó proteínas ”
      • Carbohidratos:
      • 4.2 Kcal / g ÷ 0.84 LO 2 / g = 5.0 Kcal / LO 2
      • Lípidos:
      • 9.4 Kcal / g ÷ 2.0 LO 2 / g = 4.7 Kcal / LO 2
      • Proteínas:
      • 4.3 Kcal / g ÷ 0.96 LO 2 / g = 4.5 Kcal / LO 2
      ≠ cantidad de energía / g de combustible ≠ cantidad de O 2 / g de combustible = cantidad de energía / LO 2
    • COCIENTE RESPIRATORIO (CR o R Q ): Es la relacón del volumen de CO 2 producido entre el volumen de O 2 consumido por unidad de tiempo
      • Este método:
        • requiere la determinación de la
        • cantidad de O 2 empleado en los
        • procesos de oxidación
        • puede ser empleado como medida
        • de TM porque la cantidad de calorias
        • producidas por Litro de O 2 empleado
        • en el metabolismo es relativamente
        • constante
      C.R. (R Q ) = V CO 2 V O 2 aplicable a cualquier sustrato combustible (carbohiratos, lípidos, proteínas) técnicamente muy sencillo
    • COCIENTE RESPIRATORIO (R Q )
      • Las razones para emplear VO 2 y no VCO 2 como medida de la TM son:
        • La gran cantidad de CO 2 que hay en el organismo es fácilmente intercambiable.
        • Ej. Hiperventilación
        • La oxidación de los diferentes combustibles dan diferentes cantidades de energía / Litro de CO 2
        • Además con la medida del VO 2 no es necesario conocer exactamente que combustible esta siendo oxidado en un momento dado.
    • COCIENTE RESPIRATORIO (R Q )
      • Carbohidratos: cuando se oxidan completemente, el consumo de VO 2 es = a la producción de CO 2
      • Ej. Glucosa:
      • C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O
      • 1 mmol de glucosa (180g) requiere:
      • 6 x 22.4mL = 134.4 mL de O 2
      • 6 x 22.4mL = 134.4 mL de CO 2
      • C.R. = 134.4 mL CO 2 =
      • 134.4 mL O 2
      1
    • COCIENTE RESPIRATORIO (R Q )
      • Lípidos: cuando se oxidan, el VO 2 consumido sobrepasa al VCO 2 formado.
      • Ej. Tripalmitina:
      • C 51 H 98 O 6 + 7.5 O 2 51 CO 2 + 49 H 2 O
      • 1 mol de tripalmitina (806g) requiere:
      • 72.5 x 22.4mL = 1624 mL de O 2
      • 51.0 x 22.4mL = 1142 mL de CO 2
      • C.R. = 1142 mL CO 2 =
      • 1624 mL O 2
      0.7
    • COCIENTE RESPIRATORIO (R Q )
      • Proteínas: no son oxidadas completamente en el oraganismo, parte de ellas son excretadas como componenetes nitrogenados.
      • Ej. 1mg N 2 en la orina = 6.25 mg de proteína
      • C.R. = 4.76 mL CO 2 =
      • 5.94 mL O 2
      0.8
    • Alcance Metabólico
      • Rango posible de tasas metabólicas: alcance metabólico aeróbico
      • Describe la relación de la tasa metabólica máxima a la tasa metabólica basal
      • La TM aumenta de 10 a 15 veces durante el ejercicio.
      • Durante la actividad sostenida (i.e. marathon) aumentan los procesos anaeróbicos.
    • VIAS ANAEROBICAS POSIBLES:
      • Lactato
      • PIRUVATO Etanol
      • Acetil CoA
      • Glucosa + 2Pi +2ADP  2 Etanol +2CO 2 +2ATP
      • Glucosa + 2Pi +2ADP  2 Lactato +2ATP
      • Piruvato+NAD + +CoA  AcetilCo+CO 2 +NADH+H
      + Oxaloacetato (C. de Krebs)
    • Deuda de Oxígeno
    • Periodos de absorción y de post-absorción
      • P. de absorción : en el intestino
      • P. de post-absorción : mobilisación
        • Glucogenolisis – glucógeno  glucosa
        • Lipolisis - triglicéridos  ácidos grasos
        • Proteólisis - proteinas  aminoácidos
        • Gluconeogénesis –
          • aminoácidos  glucosa “nueva”
      • En hígado, músculo esquelético, tejido adiposo
    • Sustratos almacenados, uso en el periodo de post-absorción. 21 4 9.5 Proteina 78 9 15.6 Triglicerol 1 4 0.5 Carbohidrat Total % Contenido energético (kcal/g) Contenido corporal (kg) Sustratos usados
    • Sustratos Preferenciales
      • Cerebro  glucosa
      • Otros tejidos  glucosa o ácidos grasos
      • En hipoglicemia, sustrato preferencial  ácidos grasos. La glucosa se “guarda” para el cerebro.
    • Control de las Vías
      • Producción de ATP : glucolisis, ciclo de krebs, y fosforilación oxidativa
      • Controladas por:
        • Niveles de glucosa en plasma: receptores en hipotálamo y páncreas
        • Hormonas secretadas: insulina y glucagón
    • TASA METABOLICA (TM) Y TAMAÑO CORPORAL (Pc)
      • Un elefante (Pc = 4 toneladas) es un millón de veces mayor que una musaraña (Pc = 4 gramos.).
      • La TM (VO 2 ) de un animal mas grande sera mayor:
          • Elefante
          • 268000 mLO 2 /h
      • Mas si la TM se calcula por gramo de Pc:
          • 0.07 mLO 2 /h
      • Musaraña
      • 35.5 mLO 2 /h
      • 7.4mLO 2 /h
    • TASA METABOLICA (TM) Y TAMAÑO CORPORAL (Pc) Log VO 2 (mL / h) = Log 0.68 + 0.75 Log Pc
    • TASA METABOLICA (TM) Y TAMAÑO CORPORAL (Pc)
      • Asumiendo que VO 2 es proporcional a Pc:
      • Vaca diseñada
      • a partir del VO 2 de
      • ratón:
      Ratón diseñado a partir del VO 2 de una vaca: tendría una temperatura de 100 ( ºC) para mantenerse fría tendría que tener un pelaje de 20cm de espesor para mantenerse caliente