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Metabolismo
Contenidos 
• Metabolismo energético
• Metabolismo de hidratos de carbono, proteínas y grasas
• Adaptaciones metabólicas
• Regulación endócrina del metabolismo energético
Objetivos 
El alumno deberá ser capaz de: 
• Diferenciar las fuentes de energía.
• Describir las vías de producción y gasto de energía
• Describir las hormonas de los islotes pancreáticos, su síntesis y secreción, sus efectos y
mecanismos de acción.
• Explicar la regulación del metabolismo de hidratos de carbono, lípidos y proteínas.
• Analizar la adaptación metabólica al ayuno.
• Analizar los mecanismos a corto y largo plazo que determinan el balance energético.
Guía de estudio 
 Fundamente la siguiente aseveración: “El mantenimiento de la glucosa plasmática dentro de 
límites bastante estrechos es de vital importancia para el organismo” 
a) ¿Qué tejidos son usuarios obligatorios de glucosa?
b) ¿Qué importancia tiene que los demás tejidos sean usuarios facultativos?
 ¿Qué hormonas se sintetizan en los islotes pancreáticos? Mencione los factores que regulan su 
síntesis y secreción. ¿Qué funciones cumplen en el metabolismo de hidratos de carbono, proteínas 
y lípidos? 
 Describa los procesos de glucogenólisis, glucogenogénesis, glucólisis y gluconeogénesis 
indicando los sustratos que son empleados. Explique el papel del glucagón y de la insulina en la 
regulación de los mismos. 
 Enuncie las acciones de los glucocorticoides, las hormonas tiroideas, las hormonas de la médula 
suprarrenal y la hormona de crecimiento en el metabolismo de hidratos de carbono, proteínas y 
lípidos. 
 ¿Qué acciones tiene la insulina en los hepatocitos y en los tejidos muscular y adiposo? 
 Fundamente la o las opciones verdaderas y describa los mecanismos moleculares de acción. 
a) La insulina estimula la glucogenogénesis hepática y muscular y la inhibe en el tejido adiposo.
b) La insulina estimula la glucogenólisis en el hígado y en los tejidos muscular y adiposo.
c) El glucagón estimula la glucogenólisis hepática.
d) La insulina estimula la glucogenogénesis en el hígado, el músculo y el tejido adiposo.
 A partir del nacimiento el ser humano alterna períodos de ingesta y ayuno, cubriendo los gastos 
durante este último período mediante el consumo de reservas. Indique las hormonas que regulan 
dicho proceso. 
 Explique cómo se mantiene la glucemia durante un ayuno de 24 hs. ¿Qué es el efecto Randle? 
 ¿Qué adaptación metabólica ocurre en el tejido nervioso luego de un período de inanición 
prolongada? 
 Defina cociente respiratorio (CR). ¿Cuál es su valor cuando los hidratos de carbono son los únicos 
sustratos que se están oxidando? ¿Y cuando se están oxidando los ácidos grasos? Explique cómo 
varía el CR durante el ayuno en los tejidos nervioso y muscular. 
 Explique la función que desempeña el hígado en la cetogénesis. 
 ¿Cuál es la función del ciclo de la urea? ¿Dónde ser realiza? 
 ¿Cómo se ve afectado el transporte de glucosa en diferentes tejidos en estas situaciones? 
a) Cuando aumentan los AGNE (ácidos grasos no esterificados) plasmáticos. (Relaciónelo con el
efecto Randle)
b) Durante el ejercicio muscular.
c) En el ayuno.
d) Cuando aumenta la adrenalina circulante.
e) Frente a un aumento de glucocorticoides circulantes.
 a) ¿Cómo se realiza la Prueba de Tolerancia Oral a la Glucosa (PTOG)? 
b) ¿Por qué la glucosa administrada por vía oral posee mayor efecto que la endovenosa sobre la
secreción de insulina?
c) ¿Es aconsejable realizar la PTOG en un individuo con franca hiperglucemia en ayunas?
15. Cuando se desarrolla una actividad física los sistemas que aportan energía son: el aeróbico o
sistema oxidativo, el de fosfágenos (anaeróbico aláctico) y el anaeróbico de glucógeno-lactato.
Identifique cuál de estos sistemas será el que contribuya principalmente cuando un individuo participa
de las siguientes actividades. Tenga en cuenta que el sistema energético predominante dependerá de
la duración, la resistencia y/o la fuerza muscular desarrollada durante la actividad.
- Jugar un partido de fútbol
- Levantar una pesa de 100 kg y mantenerla en alto durante 10 segundos
- Carrera de 400 m llanos
- Nadar durante una hora en una clase de natación
16. Diferencie el concepto de hambre del de apetito y diferencie saciación de saciedad.
17. Explique las acciones de ghrelina, NPY, amilina, insulina y leptina en el balance energético.
CONOCIMIENTOS QUE LOS ALUMNOS DEBEN TENER PARA ASISTIR A 
SEMINARIOS Y QUE SE DICTAN EN CLASES TEORICAS 
Catabolismo, anabolismo e integración de las principales vías metabólicas. Glucogenólisis, glucólisis, 
gluconeogénesis, glucogenogénesis, lipogénesis y lipólisis. -oxidación. Ciclos de Cori y de la urea. 
Acción reguladora de distintas hormonas sobre los metabolismos de hidratos de carbono, proteínas y 
lípidos. Mecanismos de regulación de la glucemia. Adaptaciones metabólicas durante el ayuno. Efecto 
Randle. Adaptaciones metabólicas en la realización de distintos tipos de ejercicio muscular. 
Adaptaciones a corto y largo plazo para el control del balance energético. 
Bibliografía 
• Tresguerres, J. A. F., Fisiología Humana, 3ª edición, 2005.
• Guyton, Fisiología Médica, 11ª edición, Elsevier, España, 2006.
• Koeppen y Stanton, Fisiologia Berne y Levy, 6ª edición, Mosby Elsevier, 2008.
• Boron W. y Boulpaep E., Fisiología Médica, 3ª edición, Elsevier, 2017.
• Cingolani H. E. – Houssay A. B., Fisiología Humana, 7a edición, 2000.
Actividades para el Seminario 
1. Rutas metabólicas
a) Individualice las rutas metabólicas en el siguiente esquema de metabolismo intermedio colocando
la letra en el círculo correspondiente:
a: Gluconeogénesis b: Glucólisis c: -oxidación 
d: Biosíntesis de ácidos grasos e: Ciclo del ácido cítrico 
ATP: Adenosín trifosfato; NADH: Nicotinamida adenina dinuclétido reducida; QH2: Coenzima Q reducida 
b) Indique los compartimentos celulares donde se llevan a cabo cada una de estas rutas metabólicas.
2. Gluconeogénesis
a) Observe el siguiente esquema, complete los cuadros en blanco y discuta el proceso involucrado, las
hormonas que lo estimulan y su importancia fisiológica.
b) Mencione otro órgano además del hígado donde ocurre este proceso en un ayuno prolongado.
c) ¿De dónde provienen los sustratos para la gluconeogénesis?
3. Metabolismo del glucógeno
Para comprender la regulación de la glucogenólisis y de la glucogenogénesis complete el siguiente 
esquema, indicando los mecanismos de acción para adrenalina, glucagón e insulina. 
Señale la activación (+) e inhibición (-) en cada ruta metabólica. Específicamente, ¿a qué tipo de 
célula se refiere el esquema? ¿Muscular o hepática? 
Koeppen & Stanton: berne and Levy Physiology, 6th Edition, 2008. Elsevier
HEPATOCITO
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Rol de las lipasas en el metabolismo intermedio 
 
Indique si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos. Justifique 
Después del consumo de una comida rica en grasas, 
a- Se produce un incremento en la concentración plasmática de quilomicrones (QM) 
b- Por la acción de la lipasa hormono-sensible, se hidroliza aproximadamente el 90% de los 
triglicéridos de los QM. De este modo, los QM se transforman en lipoproteínas ricas en colesterol y 
ésteres de colesterol, denominadas VLDL. 
c-La actividad de la lipasa hormono-sensible en el tejido adiposo disminuye, lo que conduce a una 
disminución de las concentraciones plasmáticas de los ácidos grasos libres. 
d-La insulina inhibe la actividad y síntesis de la lipoproteínlipasa de los capilares del tejido adiposo. 
 
5. Adaptaciones metabólicas 
Considerando las distintas adaptaciones metabólicas que ocurren en los estadíos de ayuno respecto del 
estado postprandial, complete el siguiente cuadro indicando qué hormonas estarán involucradas en 
cada situación, qué procesos severán estimulados por dichas hormonas y cuales son las enzimas 
principales cuya función se verá modificada para llevar a cabo esos procesos. 
 
 
 
6. Caso clínico 
Una enfermera de 27 años sufrió repetidos episodios de hipoglucemia, el último le produjo coma 
debido a que el nivel sanguíneo de glucosa descendió a 50 mg/dl. El nivel de insulina durante este 
último episodio fue 82 µU/ml (normal en ayunas: 0-29 µU/ml). Se le administró glucosa intravenosa 
y permaneció internada. Cuando recuperó la conciencia la paciente refirió que antes de que se 
produjeran los episodios sentía hambre, estaba agitada y sudorosa y podía sentir su corazón latir 
fuertemente. Si comía inmediatamente, podía interrumpir el ataque. 
Los médicos no encontraron ninguna anomalía que pudiera producir hiperinsulinismo. En el 
laboratorio bioquímico se midieron los niveles de insulina plasmática y además se realizó una 
determinación que resultó clave para demostrar que la paciente se estaba inyectando insulina, por lo 
que fue derivada al servicio de psiquiatría. 
 
Entre las siguientes determinaciones, ¿cuál considera que fue clave en este caso? Justifique. 
 
 Hemoglobina glicosilada (HbA1c) en sangre Fructosamina sérica 
Niveles séricos de péptido C Cetonuria Glucosuria 
 
 
Actividades para el trabajo práctico 
 
1. Efectos fisiológicos de la hipoglucemia 
 
a) Shock insulínico en animales de experimentación 
Un técnico de bioterio recibe dos lotes de ratones, uno control con ratones alimentados normalmente 
y otro lote de ratones sometidos a un ayuno de 24 hs. El técnico recibe la instrucción de provocarles 
un shock insulínico mediante una inyección, por vía intraperitoneal, de insulina en una dosis de 2 
unidades por ratón. Observa que al cabo de un tiempo aparecen convulsiones y mide el tiempo de 
aparición de estas alteraciones en ambos lotes. 
¿En qué lote visualizará primero los efectos del shock insulínico? Explique los cambios metabólicos 
en ambos estados nutricionales. 
 
b) Caso clínico 
Ante una confusión con el manejo de su lapicera de insulina un paciente diabético de 76 años se inyecta 
el doble de la dosis de hormona indicada por su médica. Además, olvida ingerir alimentos o bebidas 
durante las dos horas posteriores a la administración de insulina. Se encuentra desorientado, con visión 
borrosa, sudoración y taquicardia, por lo que inmediatamente un familiar lo acompaña a la guardia de 
un hospital. 
i. ¿Cómo espera encontrar la glucemia del paciente, determinada en el laboratorio bioquímico de 
guardia? Explique las causas fisiológicas de los síntomas que presenta el paciente. 
ii. ¿Cuál/es de los siguientes productos inyectables disponibles en la farmacia del hospital 
considera que serían de utilidad para revertir el cuadro clínico del paciente? Justifique. 
 
Insulina - Adrenalina - Glucagón - Betametasona (corticoide) 
 Solución fisiológica - Solución de glucosa 
 
2. Prueba de Tolerancia Oral a la Glucosa (PTOG) 
¿Cómo se realiza la PTOG en el laboratorio de bioquímica clínica? ¿Cuántas horas de ayuno debe 
tener el paciente? ¿Qué muestra utiliza para medir la glucemia y cuáles son los tiempos de medición? 
 
3. Caso clínico 
Analice los siguientes datos de laboratorio 
 
Glucemia Valores de referencia 
Basal en ayunas: 115 mg/dl 70 -110 mg/dl 
 Post-sobrecarga de glucosa: 
30 min: 242 mg/dl 
60 min: 320 mg/dl 
120 min: 260 mg/dl < 140 mg/dl 
 
Hemoglobina glicosilada (HbA1c): 8% 4-6% 
 
Examen de orina 
Glucosa: + 
Cuerpos cetónicos: + 
 
a) ¿Cuál podría ser la causa de los valores obtenidos en el laboratorio? 
b) ¿Qué es la hemoglobina glucosilada? ¿Cuál es la importancia de su medición? 
 
 
c) ¿Qué indica la presencia de glucosa y cuerpos cetónicos en orina? 
d) ¿Qué otra determinación complementaria de laboratorio podría realizarse? 
 
4. Sobrecarga oral de glucosa en animales de experimentación 
En un laboratorio de investigación se realizó una sobrecarga oral de glucosa en animales de 
experimentación, obteniendo diferentes curvas de glucemia en función del tiempo. Relacione cada uno 
de los casos planteados con la curva que corresponda: 
 
i) Luego de un ayuno de 24 hs 
ii) Luego de la administración de insulina 
iii) Luego de la administración de adrenalina 
iv) Hipertiroidismo 
v) Hipotiroidismo 
vi) Luego del tratamiento prolongado con glucocorticoides 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. Regulación del balance energético 
 
La sensación de hambre estimula la ingesta de alimentos. Nuestra ingesta está limitada por el 
mecanismo de saciedad que inhibe la captación de nutrientes y energía durante un período de tiempo 
variable, hasta varias horas. Para una correcta regulación de estos ciclos hambre/saciedad que ocurren 
varias veces al día se precisa un interjuego integrado de estructuras clave (tracto gastrointestinal, tejido 
adiposo, núcleos del hipotálamo y tronco cerebral). 
 
Las señales para concluir una comida se originan en el aparato digestivo. Estos mecanismos a corto 
plazo permiten responder de inmediato a los cambios fásicos de la conducta alimentaria. Sin embargo, 
se requiere un segundo sistema regulador a largo plazo que refleja el estado nutricional y energético 
global del organismo. En condiciones ideales, con un peso corporal normal, estas señales deben 
originarse en el tejido adiposo y permitir una modulación tónica por retroalimentación del sistema 
regulador fásico. 
 
Por último, las señales provenientes de mecanismos fásicos y tónicos deben ser integradas en el 
sistema nervioso central junto con informaciones sensitivas y cognitivas muy importantes. Para el ser 
humano los estímulos externos (sociales, culturales) influyen poderosamente sobre la ingesta de 
alimentos y anulan fácilmente las señales de saciedad internas. La reducción intencional de la ingesta 
de alimentos a través de mecanismos cognitivos requiere un proceso de aprendizaje intensivo. 
 
 
 
 
 
Control del apetito. ALH, área lateral del hipotálamo; ARC, núcleo arcuato; CART, transcritoregulado por cocaína y anfetamina; 
NDM, núcleo dorsomedial del hipotálamo; NPV, núcleo paraventricular;NTS, núcleo del tracto solitario; NVM, núcleo ventromedial del hipotálamo. 
Tomado de Boron & Boulpaep, 3° edición. 
 
Analizando el esquema anterior en donde se representan los principales órganos, hormonas y factores 
hipotalámicos que regulan el apetito: 
 
a) Identifique qué hormonas periféricas están involucradas en el control del apetito. 
Realice un cuadro que describa: 
- Si son orexigénicas o anorexigénicas. 
- Qué organo sintetiza y libera cada una. 
- Cuál/es de éstas intervienen en mecanismos de control a corto plazo y cuál/les a largo plazo. 
 
b) Considerando que el hipotálamo constituye el centro integrador donde convergen señales periféricas 
para el control de la ingesta, el gasto calórico y la sensación de saciedad: 
 
 
i) ¿Qué tipo de neuronas encargadas del control del apetito encontrará a nivel hipotalámico? ¿Cuáles 
son sus neurotransmisores? 
ii) ¿Cómo se verán influenciadas las distintas neuronas hipotalámicas por parte de las hormonas 
periféricas enunciadas en el ítem a)? 
 
c) ¿Cuáles son las acciones clave que se ponen en marcha luego de la activación de las distintas 
neuronas hipotalámicas para regular el balance energético y la conducta alimentaria? 
Tenga en cuenta en su respuesta la intervención del Sistema Nervioso Autónomo como vía eferente 
clave del sistema. 
 
d) ¿Cómo intervienen los mecanismoscognitivos, sensitivos y psicoemocionales en el control de la 
conducta alimentaria? 
Considere situaciones como las que se describen a continuación: 
- Está haciendo una dieta para adelgazar mediante una restricción estricta y prolongada de 
hidratos de carbono y grasas. 
- Luego de un rico almuerzo de domingo en familia (asado y postre). 
- Luego del almuerzo abundante se encuentra saciado. Sin embargo, le ofrecen café con 
masas. 
 
6. Metabolismo energético durante el ejercicio físico 
 
a) Explique la utilidad de la recirculación del lactato generado en la glucólisis anaeróbica en el músculo 
en ejercicio a partir del siguiente esquema 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Luego de un ejercicio intenso, ¿cómo se recuperan los depósitos de glucógeno hepático y muscular? 
¿Qué hormona/s está/n involucradas? ¿Qué tipo de dieta es la más eficiente? Analice el gráfico del 
efecto de la dieta sobre la velocidad de reposición de glucógeno muscular después de un ejercicio 
prolongado (tomado de Guyton & Hall, 2011).