Fisiologia Humana Aplicacion a la actividad fisica Calderon-188

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• SISTEMA DIGESTIVO Y METABOLISMO 
la formación de compuestos macromoleculares. Como el 
hígado recibe todos los nutrientes procedentes del aparato 
digestivo (Fig. 14-2), <<desviará» su metabolismo tanto hacia 
la acumulación de moléculas como hacia la liberación de si-
llares estructurales para que otros tejidos hagan lo mismo, es 
decir, activen su anabolismo. Lo opuesto sucederá en estado 
de ayuno. Este ejemplo sirve para ilustrar la complejidad de 
los mecanismos de regulación intrínsecos y la necesidad de 
coordinar las rutas individuales de un determinado tejido u 
órgano y las rutas globales de todos y cada uno de los tejidos 
y órganos. La naturaleza ha solventado esta complejidad con 
dos mecanismos, que por ser << ajenoS>> a las rutas, se pueden 
denominar como extrínsecos. El primero de éstos consiste 
en que, cuando un tejido es muy activo en una determina-
da ruta metabólica, activa o disminuye la actividad de otra 
ruta metabólica situada en otro tejido. El segundo de los 
mecanismos que permiten la coordinación entre tejidos y 
órganos es llevado a cabo a través de mediadores químicos: 
las hormonas. 
El mejor ejemplo para comprender la importancia de la 
regulación extrínseca es el control de la concentración de 
glucosa en sangre, la glucemia. La glucemia es una variable 
de la homeostasis bajo un control estricto, lo que determina 
que el metabolismo del organismo se encuentre <<derivado» 
hacia el metabolismo de los carbohidratos. 
En efecto, una persona fisiológicamente normal es ca-
paz de regular su glucemia entre 40 mg/dL {alrededor de 
2,2 mmol) y 140 mg/ dL sin experimentar sensación de pe-
ligro. Es decir, puede variar la glucemia por debajo de la 
mitad del intervalo inferior de la normalidad (80 mg/dL) 
o aumentar la concentración de glucosa en sangre un 20% 
aproximadamente por encima del intervalo superior de la 
normalidad (1 00 mg/ dL). Comparado con otros intervalos 
fisiológicos (iones, pH, etc.), el control de la glucemia no es 
estricto. La rigidez del control de la glucemia está dada por 
la <<rigidez metabólica» del sistema nervioso central (SNC). 
El SNC es dependiente de glucosa pero de una forma no 
estricta, es decir, su función depende de la combustión de 
la glucosa, aunque en determinadas situaciones, siempre de 
urgencia, puede utilizar otros combustibles alternativos (v. 
Características metabólicas de los tejidos y los órganos, más 
adelante). 
El control de la glucemia se lleva a cabo por la acción 
<<amplificadora» de las hormonas glucorreguladoras sobre el 
metabolismo, prioritariamente del hígado. Las hormonas 
que ejercen la función más potente sobre la glucemia son las 
hormonas pancreáticas: la insulina y el glucagón. La necesi-
dad de este control queda remarcada por una enfermedad: 
la diabetes. 
Siguiendo con el ejemplo, cuando un animal se encuen-
tra recién alimentado aumentará la concentración de gluco-
sa en sangre, sobre todo si <<el más animal de todo el reino» 
es muy <<goloso». Repentinamente, afluye al hígado una can-
tidad desproporcionada de glucosa. El hígado responderá 
como se ha señalado: aumentará la formación de la macro-
molécula correspondiente, el glucógeno. Además, liberará la 
glucosa a sangre (p. ej., 140 mg/dL), permitiendo llenar los 
depósitos de glucógeno en el músculo. Ante el aumento de 
glucosa en sangre, el páncreas responde liberando insulina 
y disminuyendo la cantidad de glucagón (v. Hormonas que 
intervienen en el control de la glucemia: el páncreas endo-
crino, cap. 18). 
VISIÓN DE CONJUNTO DEL METABOLISMO: 
CICLO DE KREBS Y CADENA RESPIRATORIA 
La aceril-CoA producida penetra en la última fase del ca-
tabolismo: ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa acopla 
a la cadena respiratoria. A través de estos dos procesos, ími 
m amente unidos, se recupera parte de la energía en forma 
ATP y los dos productos finales: agua y C02• Los tres proce 
sos interdependientes (ciclo de Krebs, cadena respiratoria 
fosforilación oxidativa) se producen en la mitocondria. 
Las mitocondrias son estructuras ovaladas con una dobl 
membrana: externa e interna (Fig. 14-5) . La membrana ex 
terna es lisa y permeable a todas las moléculas de pequeñ 
tamaño y a los iones. La membrana interna presenta 
serie de invaginaciones que originan pliegues denominados 
crestas. La membrana interna es prácticamente impermeable 
a todos los iones y permeable al oxígeno y a los productos 
finales de la combustión. En las crestas se localizan las m 
léculas que sintetizan el ATP. Por dentro de la membram 
interna hay un líquido, denominado matriz, que contiene 
los complejos enzimáticos para los procesos de oxidació 
reducción y descarboxilación. 
El ciclo de Krebs, que recibe este nombre en honor a H. 
Krebs, que contribuyó a la descripción, también se dertomiru 
ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico. Q · 
zás, históricamente, el nombre más correcto sea el de ciclo d 
ácido cítrico. El ciclo de Krebs consiste en una secuencia ru 
reacciones representadas de forma habitual como un círculc 
para enfatizar el sentido de continuidad. La figura 14-6 mues 
tra una representación del ciclo de Krebs. En la figura 14-6 A 
se muestran las reacciones que se producen, mientras en la fi. 
gura 14-6 B se ofrece una visión simplificada. 
Mediante esta secuencia de reacciones se consigue: 
l. Eliminar los dos carbonos del acetil-CoA en forma d1 
C02, producto final de la respiración celular. El C02 pasa ; 
Membrana Membrana 
externa interna 
mitocondriales 
Matriz 
mitocondrial 
Figura 14-5. Representación de un corte transversal de una mitocondria, 
con sus principales elementos.