IDENTIFICACION DE LOS PERFILES METABOLICOS DE LOS ORGANOS MAS IMPORTANTES

De entre todos los tejidos u órganos que integran el organismo humano, sólo alguno, como el hígado, por su destacada función en la homeostasis del organismo, puede llevar a cabo la más extensa red de reacciones metabólicas y de éstas, sólo unas pocas tienen lugar a una velocidad significativa para las células.

La existencia y el mayor o menor flujo de cada vía metabólica en una célula específica dependerá: de la presencia en ésta de las correspondientes enzimas, así como de sus necesidades puntuales de los productos originados en esas rutas.

Cada tejido/órgano del cuerpo humano desempeña una función específica, para la cual ha desarrollado una anatomía y actividades metabólicas acordes con dicha función.

Se considerará a continuación, el perfil metabólico de cuatro de los órganos/tejidos más importantes del organismo en mamíferos, todos ellos conectados por el torrente circulatorio: el cerebro el tejido adiposo el músculo esquelético el hígado

Es el órgano que dirige el organismo.

Su principal función es transmitir los impulsos nerviosos, mediante un mecanismo que necesita el continuo aporte de ATP

Su perfil metabólico específico reúne las siguientes características:

metabolismo respiratorio muy activo. su

principal fuente energética es, en condiciones normales, la glucosa que por la vía glucolítica, ciclo de los ácidos tricarboxílicos y fosforilación oxidativa, proporciona la práctica totalidad del ATP que la célula necesita.

durante el ayuno prolongado utiliza cuerpos cetónicos procedentes de la cetogénesis hepática.

En definitiva, la correcta funcionalidad del cerebro depende del continuo aporte de glucosa (en condiciones normales) o de cuerpos cetónicos (en situaciones como la inanición), así como del adecuado suministro de oxígeno que cada célula necesita para la obtención de energía.

el tejido muscular, cuya masa en el organismo supone del 40% al 50% de su peso total, tiene como función principal, transformar la energía química/ metabólica (como ATP) en la energía mecánica que permite realizar un traba jo y producir movimiento (proceso de contracción y relajación alternante de los músculos)

los miocitos presentan poseen transportadores para la glucosa GluT4 y receptores para la insulina y la adrenalina.

la característica más importante del metabolismo en el tejido muscular es la de estar altamente especializado en la generación de ATP como fuente inmediata de energía.

la característica más importante del metabolismo en el tejido muscular es la de estar altamente especializado en la generación de ATP como fuente inmediata de energía.

como la cantidad de ATP presente en el músculo (unos 5 µmoles/g), es muy reducida, su actividad contráctil cesaría rápidamente (entre 1 y 4 segundos) si no funcionasen los mecanismos de obtención y/o recuperación del ATP, de tipo aeróbico y anaeróbico.

los miocitos presentan un perfil metabólico adaptado para utilizar, según su tipo y grado de actividad, las distintas fuentes de energía : creatina P, glucosa, glucógeno, acidos grasos y cuerpos cetónicos.

el tejido muscular esquelético, al igual que el cerebro, carece de glucosa-6P fosfatasa, y por tanto no exporta glucosa libre a otros tejidos, sino que la retiene, como mejor combustible para sus estallidos de actividad. Es decir, el destino exclusivo del glucógeno muscular, es su utilización en el propio tejido mediante su degradación, a glucosa 1 fosfato que se isomeriza y en forma de glucosa 6 fosfato, accede a la vía glucolítica para proporcionar a este tejido la energía que requiere para desarrollar su actividad.

está constituido en un 65% por triacilglicéridos; es un tejido amorfo ampliamente distribuido bajo la piel, alrededor de los vasos sanguíneos y en la cavidad abdominal y representa en un hombre adulto joven, alrededor de un 15% de su masa corporal.

sus células están especializadas en la reesterificación de ácidos grasos a triacilgliceroles (que almacenan como gotas de grasa en el citosol) y en la movilización de estos lípidos, para suministrar los ácidos grasos liberados, a otras células según sus necesidades.

sus sustratos energéticos son la glucosa y los ácidos grasos.

una parte de los ácidos grasos que alcanzan el tejido adiposo, procede del sistema linfático que los transporta desde el intestino asociados con la albúmina, pero la principal fuente de ácidos grasos se encuentra en las lipoproteínas circulantes: quilomicrones que se sintetizan en el intestino y transportan los triglicéridos de origen exógeno (ingesta) y VLDL (lipoproteínas de muy baja densidad) que se biosintetizan en el hígado

Tras la acción de la lipoproteína lipasa, los ácidos grasos liberados entran en el adipocito en cuyo citosol se activan, mediante su transformación en tioésteres del coenzima A (CoA-SH). Los derivados acil-CoA, pasan a la mitocondria para su oxidación o se esterifican con glicerol 3 fosfato (glicerol 3P) en el citosol, para generar triacilgliceroles que se acumulan.

Es característico el origen del glicerol 3P en el adipocito. En general, esta molécula puede ser producto de la reducción de la dihidroxiacetona fosfato, metabolito de la glucólisis y también obtenerse por fosforilación del glicerol; pero, en el tejido adiposo blanco, la glicerol cinasa (glicerolK) que cataliza esta última reacción es escasa, por lo que en este tejido concreto, el glicerol 3P procede principalmente de la vía glucolítica.

Cuando hay demanda metabólica, una lipasa sensible a hormona (triglicérido lipasa) inicia la hidrólisis de los lípidos de reserva, con la eliminación del sustituyente en la posición 1 del glicerol; actúan a continuación, la diacilglicerol lipasa y monoacilglicerol lipasa, liberando los ácidos grasos y el glicerol.

La movilización de los triacilglicéridos depende de la cantidad de glicerol 3P y por tanto, también de la captación de glucosa que será indicativo directo de las necesidades metabólicas. Pero son de tipo hormonal, las principales señales que desencadenan la movilización grasa en el organismo.  

En conclusión, los adipocitos (células grasas) que constituyen el tejido adiposo, son metabólicamente muy activos: almacenan los ácidos grasos y los liberan como fuente energética al responder con rapidez a distintos estímulos hormonales en coordinación metabólica con el hígado, el músculo esquelético y el músculo cardiaco

El hígado es la central

metabólica del organismo”

 Regula los niveles de distintos metabolitos en el plasma, para asegurar el adecuado suministro de los mismos al cerebro, al músculo y a otros órganos periféricos

La organización estructural del parénquima y los elementos vasculares del hígado, son idóneos para llevar a cabo esta función: todos los nutrientes absorbidos en el intestino, a excepción de los ácidos grasos, son liberados a la vena porta que drena directamente en el hígado. Éste órgano actuaría así, como un “vigilante” interpuesto entre el tracto digestivo y el resto del organismo para controlar y distribuir nutrientes.

Es especialmente importante, la función del hígado como "regulador de la glucemia"

el nivel de glucosa en plasma, es el verdadero sensor que alerta al hígado del estado metabólico del organismo. Dos proteínas hepáticas intervienen en este proceso: la proteína transportadora GluT2 y la enzima glucocinasa (GK).

contiene un importante reservorio de glucosa, el glucógeno .

lleva a cabo la ruta de la gluconeogénesis a partir de distintos precursores no glucídicos (lactato, aminoácidos y glicerol)

 

El hígado es también un “regulador esencial del metabolismo lipídico”.

Cuando hay demanda de combustibles por otros tejidos:

el principal combustible oxidativo del hígado son los ácidos grasos.

el acetilCoA que se acumula como consecuencia de la oxidación mitocondrial de los correspondientes derivados acilCoA, se desvia hacia la vía cetogénica que proporciona cuerpos cetónicos, un combustible alternativo a la glucosa que se exporta a determinados tejidos extrahepaticos.

los cuerpos cetónicos no son fuente energética para el hígado, porque los hepatocitos carecen de la enzima 3-cetoacil-CoA transferasa, necesaria para la recuperación del AcetilCoA a partir de los mismos.

Cuando los combustibles se encuentran en exceso y por tanto no hay demanda de los mismos:

el hígado sintetiza colesterol y ácidos grasos.

tanto los ácidos grasos de síntesis endógena, como los procedentes de la ingesta, elevan su contenido en hígado y en estas condiciones, no se oxidan a acetil-CoA, sino que son esterificados para generar fosfolípidos o triacilglicéridos. Todos estos lípidos serán liberados al torrente circulatorio como lipoproteínas de muy baja densidad.

El hígado "participa también en el metabolismo degradativo de los aminoácidos", generando una serie de intermedios metabólicos que pueden ser utilizados, según las condiciones del organismo:como fuente energética (tras su oxidación completa

a CO2 y H2O)como sustratos gluconeogénicos (para la síntesis de

glucosa)como sustratos cetogénicos (para la síntesis de

cuerpos cetónicos)para ambas vías a la vez.  El hígado renuncia a la

utilización de los combustibles que debe exportar a músculo y cerebro .

ACTIVIDADES

Elabore un mapa mental del perfil metabolico de los organos antes mencionados