Nutrición, fisiología 2 - Victoria Beron

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Nutrición: Fisiología 2 
Composicion corporal 
 
El estudio de la estructura corporal ha permitido comprender cuales son las proporciones 
adecuadas para el mejor funcionamiento del organismo. La masa total de un individuo 
puede descomponerse en distintos compartimientos: 
-Masa hídrica: es inversamente proporcional a la masa grasa. Representa un 97% del 
peso en un embrión y disminuye a un 55% en un adulto. Esta masa esta 
compartimentada en agua intracelular (70%) y extracelular (30%). Por lo tanto en un 
varon tipo de 65 kg, 40 kg son de agua. 
-Masa proteica: conforma el 17% del peso total del varon y 12% de la mujer. En su 
mayor parte es endocelular y se halla fundamentalmente en musculo, órganos 
glandulares y piel. 
-Masa lipidica: es variable. En un individuo normal se encuentran 2 g de colesterol por kg 
de peso, 8 kg en hombre y 14 kg en la mujer de triacilgliceroles. 
-Masa glucidica: conformada por glucosa libre 60 g y glucógeno 500 a 800 g. 
 
-Masa mineral: constituida por mas de veinte minerales distintos de los cuales nueve se 
encuentran en cantidades mayor a 1 g y son calcio, fosforo, potasio, sodio, cloro, 
magnesio, hierro, cinc y yodo. Los demás elementos se encuentran en 200 mg o 
menos. 
Desde el punto de vista fisiológico la composición corporal se divide en: 
 
-Masa celular: metabólicamente activa y representa un 55% de masa total. 
 
-Tejido de sosten: constituido por fibras y porción amorfa, representan el 30% de la 
masa total. 
-Triacilgliceridos: contenidos en las células adiposas representan el 15% de la masa 
total. 
En distintos momentos biológicos el anabolismo y el catabolismo varian. Es mayor el 
anabolismo en el periodo intrauterino, infancia, adolescencia y embarazo, equilibrado 
ambos en la adultez normal y predominante el catabolismo en la vejez. 
El ser humano se alimenta de forma continua desde la concepción hasta el nacimiento. 
A partir de ese momento lo hace intermitentemente. Cuando las reservas disminuyen 
surgen señales endógenas que inducen a la reposición de las reservas y una vez que 
se reponen otras señales indican que ha llegado el momento de cesar de alimentarse. 
Estos fenómenos innatos de hambre, sed y saciedad existen en forma pura durante la 
lactancia exclusiva. Posteriormente se van superponiendo las 
experiencias adquiridas, habitos alimentarios y tabues religiosos. Aparte de la funcion 
primordial la alimentación origina sensaciones placenteras cuya repetición puede ser 
buscada. Esta discriminación configura el apetito que a diferencia del hambre no es 
instintivo sino aprendido. 
 
 
Modulacion del apetito 
 
El encéfalo es el órgano integrador de las señales que inducen la conducta 
fagica. 
 
La necesidad de reponer energia y materia es regulada entre ciertos limites por el gasto 
energético. Esta regulación consta de dos ritmos, uno que abarca periodos cortos de 
aproximadamente un dia y el otro abarca lapsos mayores y tiende a corregir variaciones 
del balance entre gastos e ingresos. Este sistema dual tiende a conservar la estructura 
corporal. 
La regulación circadiana se ocupa fundamentalmente del equilibrio a corto plazo. Si el 
balance diario esta equilibrado el segundo sistema no interviene pero en caso contrario 
trata de compensar el exceso o defecto. La búsqueda, obtención, preparación e 
ingestión de alimentos son moduladas por multiples factores que actúan sobre ciertas 
zonas encefálicas. Estas zonas son el hipotálamo, septum, globo palido, hipocampo, 
nucleo accumbens y el tegmento del mesencéfalo. 
El hipotálamo tiene un papel importante en la conducta fagica. La zona ventromedial 
constituye un centro de saciedad mientras que la zona lateral constituye un centro fagico. 
Se considera al hipotálamo como un centro integrador que reacciona recibiendo y 
organizando multiples estimulos que llegan a través de vías neuronales o de 
modificaciones de concentraciones plasmáticas de nutrientes. Todo esto puede inducir a 
grupos de neuronas la formación de diversos NT que al unirse con receptores dan origen 
a respuestas que crean los impulsos alimentarios. 
Algunas investigaciones señalan una posible intervención del hígado en el control 
alimentario. Los glucorreceptores responden al aumento de algunos metabolitos de la 
glucosa. El mantenimiento de la provisión de energia almacenada parece ser el principal 
inductor de la ingestión. Se ha investigado también si alguno de los tres macronutrientes 
dadores de energia tiene acción directa en la regulación de la conducta alimentaria. 
Según hipótesis no es la oferta de glucosa sino su grado de consumo por las neuronas 
lo que puede regular las comidas. En cuanto a los lípidos ninguno de sus componentes 
ha podido demostrar un efecto directo sobre la conducta fagica. Sin embargo la leptina, 
hormona secretada por el tejido adiposo proporcionalmente a la cuantia de 
triacilgliceridos de reserva actua en el encéfalo y tiene efectos sobre la ingestión 
alimentaria. La leptina no atraviesa la barrera hematoencefalica pero en los plexos 
coroideos se encuentran receptores especialmente en la zona del hipotálamo. Esta 
hormona disminuye la ingesta probablemente al reducir la proporción de neuropeptido Y 
y aumentar de hormona liberadora de corticotrofina. Por el lado de las proteínas forman 
muchas sustancias reguladoras que tienen entre otras funciones, la capacidad de influir 
en la regulación de la alimentación. 
Las teorías glucostaticas, lipostaticas y aminostaticas no explican la regulación 
alimentaria para obtener el aporte necesario para cubrir el gasto energético. Es 
presumible que la regulación de la alimentación tenga como prioridad el balance de 
energia y que el organismo pueda detectar las variaciones del flujo de energia y el 
estado de las reservas. 
 
 
Mecanismos que regulan la ingesta 
 
Todavia no se conoce con exactitud como recibe y ordena el cerebro las señales que 
emanan del metabolismo de los alimentos. Estas señales pueden ser preabsortivas o 
posabsortivas, pero arriban al encéfalo a través del neumogástrico o por via hematica e 
informan de las fluctuaciones. 
Señales preabsortivas 
 
Podrian ser factores ambientales o producto de la ingesta: 
 
-Temperatura ambiente: la exposición al frio estimula la ingesta en cambio el calor 
disminuye los deseos de comer. 
-Ejercicio físico: en el periodo de reposo desciende el consumo de alimentos y el 
trabajo muscular sostenido aumenta la ingestión calórica. 
-Preferencias o aversiones por ciertos alimentos: derivan de experiencias anteriores. 
Los sabores dulces, aromas suaves y colores variados favorecen la aceptación de 
comidas. 
-Señales generadas durante la ingestión y digestión: con la digestión los alimentos se 
disocian y tienen la capacidad de enviar información al cerebro, ya sea por via nerviosa 
o endocrina. 
Señales posabsortivas 
 
Despues de absorbidos los nutrientes que ingresan al hígado proveen 
información a través del nervio vago. Las fluctuaciones de la concentración de 
nutrientes en el plasma se reflejan en las cantidades que llegan al cerebro. El 
hipotálamo desempeña un papel coordinador. 
 
 
Periodo prandial de la alimentación 
 
El hombre es un ser omnívoro capaz de vivir y proliferar con distintas variedades y 
combinaciones de alimentos. Una alimentación adecuada es aquella que permite una 
expresión máxima del potencial genético. 
Las condiciones que debe reunir una alimentación correcta fueron codificadas por 
Escudero en lo que se conocen como leyes de la alimentación: 
-Primera ley: la alimentación debe ser suficiente para cubrir el gasto energético del 
organismo y mantener el equilibrio de su balance. 
-Segunda ley: el régimen alimentario debe ofrecer al organismo todas las sustancias 
que lo integran en cantidad necesaria. 
-Tercera ley: la cantidad de los nutrientes que integran la alimentación debe guardar 
una relacion proporcional entre estos parafacilitar la absorción. 
-Cuarta ley: la finalidad de la alimentación esta supeditada a su adecuación al 
organismo, individuo y medio ambiente. 
La adecuación significa tomar en cuenta la actividad física, los usos y 
costumbres alimentarios del individuo y su situación socioeconómica. 
Para determinar la alimentación que cubra el gasto energético total de un individuo 
durante un dia se utilizan varios métodos. Algunos son: 
-Calculo resultante de multiplicar los hilogramos de peso deseables (PD) por la suma 
del gasto metabolico en reposo y la actividad desarrollada habitualmente. 
-Metodo de Escudero por el cual el gasto energético total (GET) se obtiene 
multiplicando el gasto metabolico en reposo (GMR) deducido de la superficie corporal 
por el peso deseable (PD) y dividiendo el resultado por el peso actual. 
-Ecuacion de Harris-Benedict que toma como parámetros los años de edad, kg de peso 
y talla multiplicando cada uno por un índice y sumando un valor convencional. 
 
 
Pancreas endocrino 
 
Insulina 
 
Estructura y síntesis 
 
La insulina comienza su síntesis en el RER de las células B de los islotes de 
Larngerhans como un precursor denominado preproinsulina que al pasar al Golgi se 
transforma en proinsulina. La proinsulina esta compuesta por una cadena de 86 
aminoacidos y es atacada por una endopeptidasa y una exopeptidasa. Esta digestión 
da lugar a la formación de insulina y péptido conector (C) y se produce durante el 
transporte a través del Golgi. El péptido C no tiene actividad biológica conocida y se 
degrada en el hígado. La insulina esta compuesta por dos cadenas polipeptidicas de 21 
y 30 aminoacidos respectivamente unidos por dos puentes disulfuro. 
Ademas de las hormonas mencionadas el granulo de secreción contiene otras proteínas 
como: 
-Betagranina: su degradación da origen a la pancreastatina. 
 
-Pancreastatina: actua como modulador negativo de la secreción de insulina. 
 
-Amilina: posee una acción vasodilatadora y actua como modulador del flujo sanguíneo 
del islote y bloquea el efecto estimulador de la insulina a nivel muscular. 
Regulacion de la secreción 
 
La insulina es almacenada en el interior de los granulos de secreción hasta ser liberada 
al intersticio en respuesta a algun estimulo. Esta forma de liberación por demanda se 
denomina secreción regulada en contraposición a la constitutiva que se produce a 
medida que la hormona se sintetiza. 
La secreción de insulina es un mecanismo complejo en el que participan una serie de 
elementos. Existen receptores conectados con la adenilato-ciclasa por medio de un 
grupo de proteínas denominadas G. Estas proteínas no solo activan la enzima sino que 
también regulan el movimiento de algunos iones. La fosfolipasa C es activada y actua 
sobre los fosfatidilinositoles dando origen a DAG e IP3. Este ultimo estimula la salida de 
Ca2+ desde el retículo endoplasmatico. La fosfolipasa A2 al actuar sobre el DAG libera 
acido araquidonico a partir del cual se forman prostaglandinas y leucotrienos que inhiben 
y estimulan respectivamente la secreción de insulina. La fosfolipasa D actua sobre los 
fosfolipidos de membrana liberando acido fosfatidico que desarrolla actividad ionofora y 
facilita la entrada de Ca2+. 
En la celula B existen bombas capaces de desplazar Ca2+ en contra de gradiente de 
concentración. De los mecanismos capaces de modificar la concentración citosolica del 
ion, además de los mencionados es importante el ingreso del catión desde el exterior a 
través de canales cuando se encuentran activados. En las células B en reposo los 
canales de K+ permanecen abierto y permiten el flujo del catión manteniendo la polaridad 
de la membrana. Estos canales son sensibles al ATP que los inhibe y al ADP que los 
activa. Cuando las concentraciones de glucosa en sangre son bajas predomina el ADP y 
los canales están cerrados. Cuando la glucemia asciende aumenta el ingreso de 
glucosa, su oxidación y la formación de ATP cerrando los canales y aumentando las 
cargas positivas en el interior lo que induce la despolarización y la activación de los 
canales de Ca2+ dependientes de voltaje. 
Ademas de producir la secreción de insulina, el aumento de Ca2+ inhible los canales de 
Ca2+ voltajedependientes y activa los canales de K+ sensibles al Ca2+ permitiendo la 
despolarización. 
Cuando la glucemia aumenta por encima del valor umbral, alrededor de 100 mg/dl el 
páncreas responde con una liberación rápida y breve de insulina y cuando alcanza 
concentraciones de 150 a 200 mg/dl la liberación se torna bifásica con una primera fase 
rápida y breve y una segunda fase de crecimiento lento y sostenido. 
Para estimular la secreción de insulina la glucosa debe metabolizarse en la celula B, 
para lo cual primero es transportada a través de su membrana por el GLUT2 que tiene 
alta capacidad y baja afinidad por la glucosa. Una vez en el interior la glucosa es 
fosforilada y luego de su oxidación estimula la liberación de insulina. Los aminoácidos 
también son estimulos importantes para la secreción de insulina. Los acidos grasos y 
los cuerpos cetonicos también pueden aumentar la secreción de insulina pero solo 
cuando alcanzan concentraciones elevadas. Tambien en presencia de hidratos de 
carbono en el intestino, la mucosa duodenal segrega hormonas que estimulan la 
secreción de insulina aun antes de que aumenten los niveles de glucosa en sangre. 
Varias hormonas gastrointestinales y fibras parasimpáticas del vago 
también estimulan la secreción de insulina. La adrenalina y noradrenalina bloquean la 
secreción de insulina. 
Existen agentes que modifican la respuesta de las células B a otros estimulos, por lo 
que no modifican por si mismos la secreción de insulina sino que potencian o inhiben el 
efecto insulinosecretor. Entre los potenciadores se encuentran la somatotrofina, el 
lactogeno placentario, ACTH, glucocorticoides, glucagon, sustancias hipotalámicas, 
hormonas sexuales, hormonas tiroideas. Entre los inhibidores se encuentra la 
adrenalina, la somatostatina, el imidazol, entre otros. 
Distribucion y degradación de la insulina 
 
La insulina atraviesa la membrana capilar y aparece en la bilis, la linfa, el humor acuoso, 
el LCR y en la orina. Tiene una vida media de 5 minutos. La proinsulina tiene una vida 
por lo menos dos veces mayor. La corta vida media plasmática se debe a la retención de 
la hormona por ciertos tejidos que la extraen de la circulación. La insulina es degradada 
en casi todos los tejidos, siendo el riñon y el hígado los mas activos por medio de un 
complejo enzimático denominado insulinasa. 
Receptores de insulina 
 
Una vez liberada, la insulina se une a un receptor especifico localizado en la membrana 
plasmática. La estructura del receptor es similar a la de las inmunoglobulinas y consiste 
en dos subunidades α completamente extracelular y dos β con un segmento extracelular, 
un dominio transmembrana y un segmento intracelular. Los receptores se hallan 
distribuidos uniformemente en la membrana pero luego de su unión con la insulina se 
produce un desplazamiento lateral que lleva a su agregación en determinados sectores 
de la membrana. Los complejos hormona- receptor agregados son internalizados en las 
células y posteriormente el receptor puede volver a ocupar su sitio en la membrana. La 
internalización de los complejos tiene lugar en sitios denominados hoyos tapizados por 
estar cubiertos por clatrina. A partir de la agregación se desencadenas una serie de 
mecanismos que se conocen como sistemas de transducción. El mecanismo de acción 
consta de tres niveles: en el primero se producen fenómenos relacionados con la 
actividad tirosina-cinasa fosforilandose una proteína especifica que interactua con 
diversos sustratos, en el segundo se produce una serie de reacciones de 
fosforilacion/desfosforilacion a nivel de residuos de serina y el tercer estadio incluye los 
efectos biológicos de la insulinacomo la activación de transportadores de glucosa, 
activación de la síntesis de glucógeno, lípidos, entre otros. 
Acciones fisiológicas de la insulina 
 
La insulina es una hormona de acción anabólica, caracterizada por promover procesos 
que facilitan el deposito de macromoléculas a nivel de los tejidos. Por acción de esta 
hormona, sustratos como la glucosa, aminoácidos y acidos grasos son transportados 
desde el compartimiento extracelular al interior de las células. El incremento en la 
sangre de ciertos sustratos como glucosa, aminoácidos y ciertos acidos grasos estimula 
la secrecion de insulina, la que produce el deposito de estos y el consiguiente retorno de 
la concentración sanguínea de esos sustratos a valores 
basales, descenso que permite desaparecer el estimulo completando un mecanismo 
de retroalimentación. 
La insulina incrementa el consumo periférico de glucosa que pasa a ser el sustrato 
oxidable mas utilizado y el deposito de glúcidos (glucogenogenesis), de lípidos 
(lipogenesis) y de proteínas (proteinopoyesis). Tambien modifica y controla procesos 
nucleares específicos de la transcripción o traducción genética. 
A lo largo del dia con el régimen de ingesta, el ser humano pasa por periodos de 
abundancia de sustratos disponibles y periodos de disminución de estos. La 
homeostasis entonces se alcanza con variaciones tanto de los niveles circulantes de 
insulina como del deposito, la movilización el empleo de diferentes sustratos oxidables. 
La insulina baja la glicemia por dos mecanismos: aumenta la captación de glucosa por 
el musculo y el tejido adiposo y disminuye su producción y liberación por el hígado. 
Tambien baja la concentración de aminoácidos circulantes y de acidos grasos libres. 
La insulina aumenta el deposito de grasa en el tejido adiposo a consecuencia de: el 
incremento de síntesis de acidos grasos de cadena larga, aumento de la síntesis de 
triglicéridos, disminución de degradación de triglicéridos y aumento de la captación de 
grasas de las lipoproteínas. Aumenta la captación de glucosa por el musculo y promueve 
su metabolización hacia la formación de glucógeno, aumenta la síntesis y disminuye la 
degradación de proteínas. En el higado la insulina disminuye la liberación de glucosa y 
promueve el almacenamiento de glucogeno, inhibe la glucogenolisis, la guconeogenesis, 
la ureagenesis y la cetogenesis y estimula la síntesis de acidos grasos y proteínas. 
 
 
Glucagon 
 
Es un polipeptido de 29 aminoacidos de cadena no ramificada. Se forma a partir de un 
precursor de mayor peso molecular, codificado por un gen que se expresa en las celulas 
A del páncreas endocrino, en las células L del intestino y en algunas neuronas. El 
proglucagon es procesado de manera diferente en el páncreas y en el intestino, lo que 
hace que las células A liberen glucagon y péptidos glicentinosimiles y las células L 
intestinales liberen glicentina, oxintomodulina y péptido intermediario. La hipoglucemia 
estimula la secreción de glucagon pancreático mientras que la liberación de glucagon 
intestinal se produce en respuesta al aumento posprandial de la glucemia, cumpliendo un 
rol modulador positivo de la secreción de insulina. 
Secrecion 
 
El glucagon es almacenado en granulos producidos en el complejo de Golgi de las 
células A y secretado por exocitosis. La celula A reacciona ante la hiperglucemia con 
bloqueo de la liberación de glucagon mientras que la hipoglucemia aumenta su 
liberación. La secreción de glucagon alcanza su máxima inhibición cuando la glucemia 
excede de los 200 mg/dl y desaparece cuando esta por debajo de 50 mg/dl. La 
acetilcolina y noradrenalina también actúan sobre receptores de la membrana 
estimulando la secreción de glucagon. Algunas fibras simpaticas liberan VIP que 
estimula su secreción. Ademas es estimulado por la CCK, la gastrina y el cortisol. 
En el mecanismo de inhibición de la secreción de glucagon participan la insulina, 
la somatostatina y los acidos grasos libres. 
El glucagon circula sin unirse a proteínas transportadoras y su vida media en la sangre 
es de 3 a 4 minutos, siendo el hígado y el riñon importantes para su degradación. 
Mecanismo de acción 
 
El glucagon posee receptores ubicados en la membrana celular, cuyas propiedades son 
similares a las de los receptores de insulina. A pesar de esto existen características que 
les son propias. La unión de glucagon a su receptor produce modificaciones, entre las 
que figuran un cambio en la organización de las moléculas del receptor y una mayor 
exposición de sus sulfihidrilos lo que provoca una mayor concentración intracelular de 
cAMP consecutivo a la activación de adenilato-ciclasa, activando numerosas enzimas. 
Acciones del glucagon 
 
El glucagon es una hormona que estimula la degradación de macromoléculas 
depositadas en diversos tejidos y libera a la sangre productos de esa degradación, 
como glucosa y acidos grasos libres que son utilizados. Es un factor importante para 
mantener la homeostasis en el ayuno. 
El principal blanco de la acción de glucagon es el hígado. El glucagon produce un 
aumento inmediato de la glucemia debido a la liberación hepática de glucosa debido a 
la degradación de glucógeno (glucogenolisis) y a su síntesis a partir de no glúcidos 
(gluconeogenesis). Como los principales precursores de la gluconeogenesis son 
aminoácidos aumenta la producción de urea (ureagenesis). Tambien aumenta la 
producción de cuerpos cetonicos (cetogenesis). 
 
 
Somatostatina 
 
Es un péptido de catorce aminoácidos y un puente disulfuro. Se localiza en el 
citoplasma de las células D del islote de Langerhans. La glucosa, el glucagon, la 
arginina y la leucina estimulan su secreción y la CCK, la adrenalina, dopanima y 
acetilcolina inhiben su secreción. Tiene una vida media de 3 minutos. Posee receptores 
específicos en la membrana celular que actúan por medio de la subunidad inhibitoria del 
complejo de proteína G para inhibir la actividad de la adenilato-ciclasa. 
Los efectos son fundamentalmente consecutivos a su acción inhibidora de la secreción 
de la casi totalidad de las hormonas de la economía. Sus acciones incluyen inhibición de 
secreción de insulina y glucagon. Ademas disminuye la motilidad intestinal y enlentece 
la absorción. 
Poplipeptido pancreático (PP) 
 
Es un polipeptido compuesto por 36 aminoacidos producido por las células PP del 
islote. La ingesta de proteínas provoca un rápido y sostenido incremento de los 
niveles circulantes de PP mientras que la de grasas produce un efecto estimulador 
menor. El incremento de la glucemia produce un aumento fugaz. La acetilcolina 
también estimula la secreción. 
El PP estimula la secreción gástrica. Su funcion no ha sido todavía 
suficientemente aclarada.