Bioenergetica

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BIOENERGÉTICA Palacios Briceño Hebrain Perez Castellano Felix Augusto UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

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BIOENERGÉTICA Palacios Briceño HebrainPerez Castellano Felix Augusto

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOFACULTAD DE MEDICINA HUMANA

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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

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GENERALIDADES

G = H - S

CuandoG < 0 Libera EnergíaG > 0 Absorbe Energía.

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GENERALIDADES

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GENERALIDADES

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MITOCONDRIA

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MITOCONDRIA

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LípidosACIDOS GRASOS

Hidratos de carbonoGLUCOSA

ProteínasAMINOACIDOS

OXIDACION

Compuestos con uniones

ricas en energía

NADH

FADH2

ATP

O2

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CICLO DE KREBS

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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.

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ADP

ADP

ATP, CitratoNADH, Succinil CoA

ATP

Oxalacetato

Succinil CoANADH

NAD

Isocitrato

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a-Cetoglutarato Deshidrogenasa

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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.

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CADENA RESPIRATORIA

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CADENA RESPIRATORIA

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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

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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-

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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

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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-

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FUNCIONES ENERGÉTICAS

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

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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,

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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

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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

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METABOLISMO EN ACTIVIDAD FÍSICA

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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.).

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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.

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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%.

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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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