Apuntes de Bioquímica y Nutrición: Metabolismo y Bioenergética

Bioquímica, Metabolismo y Nutrición

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Prácticas Bioquímica y Nutrición

1 Práctica: Metabolismo y Bioenergética

BEBIDA ENERGÉTICA: aquellas bebidas sin alcohol, que contienen cafeína, taurina y/o vitaminas, en ocasiones combinadas, con otros ingredientes, que se promocionan por sus efectos estimulantes, energizantes y potenciadores del rendimiento.

NECESIDAD DE ENERGÓA DE UN INDIVIDUO: la cantidad de energía necesaria para mantener la salud, el crecimiento y un nivel apropiado de actividad física.

FUNCIONES DE LA ENERGÍA: Mantenimiento y actividad de los órganos y tejidos, mantenimiento de la temperatura corporal y actividad física.

METABOLISMO: Conjunto de reacciones químicas que ocurren en un organismo: extraen energía de las biomoléculas de los nutrientes, utilizan energía para realizar trabajo y almacenan el exceso de energía.

REACCIONES METABÓLICAS: Ocurren simultáneamente en las células de todo el organismo. La clasificación de una vía representa a su resultado neto.

• Catabolicas: producen energía a través de la degradación de biomoléculas.
• Anabolicas: utilizan energía y producen síntesis de biomoléculas.

1.1 Necesidades Nutricionales

Los alimentos que tomamos permiten satisfacer tres tipos de necesidades:

• NECESIDADES ENERGÉTICAS: obtenemos energia quemando los nutrientes en las mitocondrias por medio de la respiración celular.
• NECESIDADES ESTRUCTURALES: material de construcción para formar y mantener nuestro cuerpo.
• NECESIDADES FUNCIONALES/REGULADORAS: algunos nutrientes sirven para que haya un correcto funcionamiento.

KILOCALORIA: Cantidad de calor necesaria para elevar la Tª de 1 Litro de agua, a 1 atmósfera de presión. Kcal (Cal) = 1000 calorías. 1 kcal = 4,18 KJ.

METABOLISMO BASAL: aunque el cuerpo este en reposo el organismo consume energía, se mide después de haber permanecido en reposo total y de haber estado en ayunas 12 horas+.

TMB Hombres = 66,473 + (13,751 x P) + (5,0033 x A) - (6,7550 x E) TMB Mujeres = 655,1 + (9,463 x P) + (1,8 x A) - (4,6756 x E) P, peso (kg) A, altura (cm) E, edad (años)

1.2 Principios Inmediatos

Los principios inmediatos son los nutrientes de los alimentos, pueden ser orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas, vitaminas) o inorgánicos (sales minerales, agua).

1 WUOLAH Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.METABOLISMO ENERGÉTICO: Los macronutrientes (hidratos de carbono, grasas y proteínas) suministran la energía necesaria para el funcionamiento del organismo. Los tejidos no pueden utilizar directamente la energía contenida en dichas macromoléculas y deben sufrir distintos procesos metabólicos hasta la producción de ATP (Adenosin trifosfato).

• HIDRATOS DE CARBONO: 4 kcal/g.
• GRASAS: 9 kcal/g.
• PROTEÍNAS: 4 kcal/g.
• ALCOHOL: 7 kcal/g.
• FIBRA: 2 kcal/g.

1.2.1 Cafeína

Las bebidas energéticas contienen normalmente grandes cantidades de cafeína. Pueden contener hasta 80 mg de cafeína. Es cierto que la cafeína puede combatir la somnolencia. Pero consumir demasiada cafeína, puede ser peligroso: la cafeína puede causar ansiedad, nerviosismo, insomnio, angustia, trastornos gastrointestinales, temblores y taquicardia.

1.3 Digestión y Absorción de Nutrientes

MOLÉCULAS DE ALIMENTOS -> DIGESTIÓN -> MOLÉCULAS SENCILLAS -> ABSORCIÓN -> CÍAS ANFIBÓLICAS (CATABÓLICAS O ANABÓLICAS).

ETAPAS Y MOMENTOS DE LA DIGESTIÓN: ingestión, deglución, digestión, absorción y eliminación.

JUGOS DIGESTIVOS: saliva, jugos gástricos, jugo pancreático, secreción intestinal y secreción biliar.

METABOLISMO INTERMEDIARIO: Los metabolitos complejos como los hidratos de carbono, las proteínas y los lípidos son degradados en primer término a sus unidades monoméricas, principalmente glucosa, aminoácidos, ácidos grasos y glicerol, y posteriormente al intermediario común Acetil-CoA.

1.3.1 Carbohidratos

Los hidratos de carbono se clasifican en glúcidos sencillos (formados por monosacáridos y disacáridos, son dulces y se disuelven en agua) y glúcidos complejos (polisacáridos, no son dulces no solubles en agua).

Polisacáridos: Monosacáridos Glucosa

• Almidón
• Dextrinas * Glucógeno * Fibra

Disacáridos Lactosa Galactosa Fructosa Sacarosa Sorbitol Maltosa

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• ALMIDÓN: polisacárido insoluble que aporta energía y actúa como reserva de azúcar en las plantas (amilasa).
• AMILOSA: polímero de maltosa, sin ramificar y soluble en agua, formado de 200-300 monosacáridos.
• AMILOPECTINA: polímero de glucosa, ramificado y menos soluble en agua.DIGESTIÓN/ABSORCIÓN: La digestión se inicia en la boca por la amilasa salivar y continua en el intestino delgado por la amilasa pancreatica; ambas actúan sobre enlaces alfa 1-4 internos del almidón dando lugar a maltotriosa, dextrina límite, maltosa, isomaltosa y glucosa. Los productos de la digestión tienen que continuar siendo metabolizados en la membrana del borde en cepillo por las oligosacaridasas (sacarosa-sacarasa-fructosa y glucosa / maltosa-maltasa- glucosa / lactosa-lactasa-galactosa y glucosa).

5% 1. boca Amilasa salival almidón n 9 00 8 40% 2. intestino pancreát. 00 maltotriosa 55% 3. intestino dextrinas colon Maltasa O 0 glucosa

La glucosa y galactosa se absorben por un mecanismo dependiente de sodio (transporte activo), una vez en el interior entran por difusion facilitada a través de la membrana basolateral y van a la sangre. La absorción de la fructosa es una difusion pasiva y una vez dentro de la célula se transforma parcialmente en glucosa antes de ir a la sangre.

DESTINOS METABÓLICOS DE LA GLUCOSA 6-P: la mayoría de las células captan la glucosa a través de proteinas transportadoras, la glucosa una vez incorporada a la célula sufre una fosforilación.

1.3.2 Fibra dietaría

Es insoluble o soluble (la digieren bacterias intestinales), dan volumen al contenido intestinal y estimulan el peristaltismo; la fibra que no se modifica se excretara en su totalidad.

1.3.3 Proteínas

Las proteínas son moléculas orgánicas compuestas por cientos o miles de aminoácidos, unidos en largas cadenas. Existen 20 aminoácidos distintos de los cuales 9 son esenciales (no los podemos fabricar), según el orden de los aminoácidos se formará una proteína u otra. Las proteínas son el único macronutriente que da una gran cantidad de nitrógeno y en su degradación se produce urea (amoniaco).

DIGESTIÓN/ABSORCIÓN: la digestión se inicia por la pepsina del estómago, continua en el intestino por las proteasas del jugo pancreático. La digestión se completa en el borde en cepillo de los enterocitos, se hidrolizan los péptidos liberando los aminoácidos, se absorben los aminoácidos por transporte activo acoplado al sodio.

1.3.4 Lípidos

Son sustancias que no se disuelven en agua y tienen aspecto untuoso o aceitoso; se clasifican en grasas (saturadas o insaturadas), lípidos de las membranas celulares (fosfolípidos, lecitina o colesterol) y lípidos con funciones reguladoras (vitaminas y hormonas).

DIGESTIÓN/ABSORCIÓN: son moléculas hidrófobas (insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos). El 95% de los lípidos de la dieta son absorbidos en el intestino, aunque la digestión comienza en el estómago con la lipasa gástrica.

RUTAS DE LOS LÍPIDOS: exógena (vienen de la dieta y se integran en quilomicrones) y endógena (vienen del hígado o adipocitos).

ÁCIDOS GRASOS DE CADENA CORTA: una estructura de menos de 6 átomos de carbono, son liberados de la fermentación llevada a cabo por la flora bacteriana intestinal, se transportan a la vena porta directamente. Su ausencia puede provocar la inflamación de la mucosa colorrectal.

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ÁCIDOS GRASOS DE CADENA MEDIA: ácidos grasos saturados de 6-12 carbonos, son digeridos, absorbidos y metabolizados de manera distinta a los de cadena larga; no se almacenan en adipocitos o tejidos.

ÁCIDOS GRASOS DE CADENA LARGA: su estructura es de 12 o más átomos de carbono y pueden ser saturados o insaturados, los insaturados que presentan varios dobles enlaces en la estructura son los PUFAs.

ACILGLICEROLES: esteres de ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol.

TRIGLICÉRIDOS: mayor componente lipídico de los tejidos, mayormente consumido en la dieta que actúa como reserva de energia, aislante térmico y protección mecánica.

TRANSPORTE DE LOS LIPIDOS: los ácidos grasos se incorporan a las micelas ya que son insolubles en el medio acuoso intestinal, una vez en las micelas pueden absorberse por la membrana celular por difusión, solo una pequeña cantidad de lípidos se pierden por las heces.

En las células intestinales los lípidos se unen a proteínas transportadoras de bajo peso molecular y las llevan hasta el retículo endoplasmático liso, donde ocurre la resíntesis a triglicéridos, lecitinas y colesterol esterificado.

• Lipoproteínas: grupo concreto de complejos moleculares que se encuentran en el plasma sanguíneo, son partículas con un centro apolar que incluye triglicéridos y esteres de colesterol y un revestimiento de fosfolípidos y apoproteínas.

Los quilomicrones abandonan la célula por exocitosis y van al sistema linfático, los ácidos grasos de cadena corta y media abandonan las células sin incorporarse a los quilomicrones hacia los capilares sanguíneos (son solubles). Los conductos linfáticos se unen al corriente sanguíneo y el contenido de la linfa pasa a la circulación sanguínea sistémica, en las células endoteliales se hidrolizan los triglicéridos de los quilomicrones, los restos de los QM van al hígado y son absorbidos por endocitosis.

2 Metabolismo y Bioenergética

2.1 Agua

En el intestino delgado pasa aproximadamente 9L/día de agua, de la cual se reabsorbe más de un 80% en el intestino delgado y el resto en el intestino grueso, alrededor del 1% se elimina con las heces. Ocurre una absorción isoosmotica, el agua pasa en su totalidad a través de la membrana intestinal por difusión (ósmosis). No solo se pierde agua durante la sudoración tambien hay electrolitos, se encargan de mantener equilibrada el agua dentro y fuera de las células.

2.1.1 Deshidratación

El sudor es importante para enfriar la piel, pero lleva a una deshidratación y algunas causas de la deshidratación son la gastroenteritis y la contaminación alimenticia: Disminuye el rendimiento, disminuye la obtención de energía aeróbica, disminuye la fuerza y aumenta el riesgo de sufrir calambres y lesiones.

La cantidad de orina eliminada después de un esfuerzo físico es inversamente proporcional al sodio ingerido. Está demostrado que el aporte de carbohidratos en las bebidas de rehidratación durante el esfuerzo mejora el rendimiento en deportistas.

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