Bioenergetica

BIOENERGÉTICA Palacios Briceño HebrainPerez Castellano Felix Augusto

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOFACULTAD DE MEDICINA HUMANA

GENERALIDADESEstudio de cambios de energía qué acompañan a las reacciones bioquímicas.

Entalpia (H): Variación de energía total de la reacción.Entropía (S): Grado de desorden de un sistema.Energía libre de Gibbs (G): Variación de energía total disponible para desempeñar un trabajo

GENERALIDADES

G = H - S

CuandoG < 0 Libera EnergíaG > 0 Absorbe Energía.

GENERALIDADES

MITOCONDRIA

LípidosACIDOS GRASOS

Hidratos de carbonoGLUCOSA

ProteínasAMINOACIDOS

OXIDACION

Compuestos con uniones

ricas en energía

NADH

FADH2

ATP

O2

CICLO DE KREBS

CICLO DE KREBS Es la vía común para la degradación metabólica de Carbohidratos, Lípidos y Proteínas. Dirige el exceso de energía y muchos intermediarios hacia la síntesis de ácidos grasos. Produce coenzimas reducidas que alimentan la cadena respiratoria para la producción de ATP en la fosforilación oxidativa.

ADP

ADP

ATP, CitratoNADH, Succinil CoA

ATP

Oxalacetato

Succinil CoANADH

NAD

Isocitrato

a-Cetoglutarato Deshidrogenasa

CADENA RESPIRATORIA Proceso biomolecular por el cual se transfieren electrones y protones de hidrógeno, hacia el oxígeno el cual se reduce formando agua, se realiza en las membranas de las mitocondrias de las células. Formado por 5 agregados multiproteícos o complejos multi-enzimáticos.

CADENA RESPIRATORIA

Tiene 42 - 43 subunidades distintas es el más grande de los cinco complejos. mide alrededor de 1 millón de daltons. posee grupos prostéticos que participan en la transferencia de electrones : un FMN y 7 centros SFe.

Cys

S

S S

Cys

Cys

Cys SFe

Fe1S0Cys4

Cys

Fe

S

S S

Cys

Cys

Cys SFe

S

S

Fe2S2Cys4

S

S

Fe

S

S

S

S

Fe

Fe

S

Fe

S

Cys Cys

Cys

Cys

Fe4S4Cys4Las tres estructuras diferentes de los centros o agrupaciones ferrosulfuradas o centros SFe

Complejo INADH

NAD+ CoQ

CoQH2

NADH

NAD+ FMN

FMNH2

FMNHe-

e-

CoQ

CoQH2

CoQ.e-

e-

Otros seis centros ferrosulfurados

SFe oxi

SFe red

e-

e-2x

1 2 3

e-

e-

Todas tienen grupo prostético. La Subunidad SDHA con un FAD, la SDHB con tres centros SFe, y las subunidades SDHC y SDHD con los citocromos de tipo b cit bL y citbS respectivamente.

Complejo IICoQ

CoQH2

Fumarato

Succinatoe-

e-

Succinato

FAD

FADH2

e-

e-

CoQ

CoQH2

CoQ.

Fumarato 2SFe oxi

SFe red

e-

e-

Cit bL Fe++

Cit bL Fe+++

SDHA e-

e-

SDHB

SDHB tiene otros 3 centros SFe

e-

e-

e-

e-

e-

e-

Cit bS Fe+++

Cit bS Fe++

SDHC SDHD

2 x

2 x

2 x

2 x

2 x

2 x

ESTRUCTURA Complejo II ( Succinato : Ubiquinona Reductasa)

1 23

4 5

Formado por 11 subunidades; solo tres tienen subunidades con grupos prostéticos implicados en el transporte de electrones : Una subunidad con un centro Fe2S2 ( proteína ferrosulfurada de Rieske ), un citocromo de tipo b con dos grupos hemo : bL ( b566, de bajo potencial redox ), otro bH ( b562, de alto potencial redox ) y un citocromo de tipo c1.

ESTRUCTURA Complejo III o Citocromo bc1 o Ubiquinol : citocromo C oxidoreductasa

CoQ

CoQH2

CoQ-

Cit bhemo bL

Fe++

Cit c1 Fe+++

Cit c1 Fe++Fe2S2 red.

Fe2S2oxi.

Proteína Ferrosulfurada de Rieske

Complejo IIICoQ

CoQH2

Cit c Fe+++

Cit c Fe++

móvil móvil

e-

e-e-

e-e-

e-e-

e-2x 2x 2x 2x

e-

e-

Cit bhemo bL

Fe+++

Cit bhemo bH

Fe++

Cit bhemo bH

Fe+++

1 2 3 4

e-

e-

FUNCIONES ENERGÉTICAS

APORTE ENERGÉTICO DE LOS ALIMENTOS Los macronutrientes proporcionan Kcal por gramo. Carbohidratos = 4 Grasas = 9 Proteínas = 4 Alcohol = 7

ÍNDICE METABÓLICO BASAL Energía consumida por un individuo que descansa en cama por la mañana, en ayunas, en condiciones cómodas y especiales.

Representa 50 a 70% del consumo energético diario. Incluye el Índice Metabólico durante el sueño (IMS) más el coste energético del despertar.

El Gasto Metabólico Basal (GMB) corresponde al IMB extrapolado a 24 horas y expresado en kcal/24 horas.

Gasto Energético en Reposo (GER) mide el gasto energético de un individuo en condiciones de reposo y cuyo valor es ligeramente más elevado (10-20%)

El IMB tiene estrecha relación con el tamaño corporal, la edad, el sexo y también factores genéticos,

METABOLISMO BASALFórmula original de Harris-Benedict

Varones: 66 + (13.7*peso) + (5*altura) - (6.8*edad)Mujeres: 655 + (9.6*peso) + (1.7*altura) - (4.7*edad)

Fórmula de Harris- Benedict modificada por Mifflin-St Jeor

Varones: kcal/día = 10 (peso) + 6.25 (talla) -5 (edad)+5Mujeres: kcal/día= 10 (peso) +6.25 (altura) – 5 (edad) -161

METABOLISMO BASALFórmula establecida por la FAO/OMS - ONU 1985Hombres 18-30 15.3P+670

30-69 11.6 P+ 879>60 13.5 P+ 487

Mujeres 18-30 14.7 P +49630-60 8.7 P + 829>60 10.5 P + 596

METABOLISMO EN ACTIVIDAD FÍSICA

METABOLISMO EN ACTIVIDAD FÍSICA MET (equivalente metabólico) es múltiplo del gasto en reposo. En condiciones de reposo, el ser humano gasta

3, 5 ml de O2 / kg de peso / min. El gasto energético que representa este consumo es un MET. 1 MET es el equivalente de 1 kcal/kg/hora. Es difícil determinar el gasto de las diferentes actividades físicas según las variables (peso, sexo, edad, etc.).

EFECTO TÉRMICO DE LOS ALIMENTOS Representa un 6 – 10 % de aumento de energía en el gasto energético diario.

Fue definido como un fenómeno específico de las proteínas denominado “acción dinámica específica”.

Factores que influyen: cantidad de comida, proporción de proteínas, hidratos de carbono y grasa de la dieta, contenido de fibra, momento del día, grado de estrés psicológico, edad, consumo de café o tabaco y especias y aderezos.

Este efecto se inicia a los 10’ de la ingesta, produciéndose un aumento significativo a los 30´y su valor máximo es de 60 a 120´ y decae a partir de allí; puede tardar 11 a 12 horas en normalizarse.

FACTOR DE AGRESIÓN O FACTOR DE ESTRÉS Situación hipermetabólica en pacientes enfermos. Gasto metabólico es diferente en enfermedades infecciosas, procesos oncológicos, quemados, politraumatismos, enfermedades agudas y crónicas, etc.

El mecanismo por el que aumenta el gasto metabólico parece mediado por la liberación de sustancias como las citoquinas proinflamatorias que podrían actuar como señales intracelulares.

Pacientes sometidos a una cirugía electiva, el aumento de su gasto metabólico se estima en un 110-120%; pacientes que hayan sufrido traumatismo: 135 -150%, y en pacientes sépticos: 150-170%.

FACTOR DE CORRECCIÓN SEGÚN LONG

Grado de actividad Factor de CorrecciónPaciente encamado 1.2

Paciente no encamado 1.3

GET = GEB x GRADO DE ACTIVIDAD x GRADO ESTRÉS METABÓLICO

Situaciones Clínicas Factor de CorrecciónIntervenciones quirúrgicas 1.1 – 1.2Cuadros Infecciosos 1.2 -1.6Sepsis, pancreatitis aguda grave 1.4 – 1.8Quemaduras 1.8 – 2.1Cáncer 2Fiebre (T0 380C) Añadir 1.13 por cada 0C que excede de

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