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Introducción 
El metabolismo celular se describe como un estado de equilibrio dinámico entre los diversos constituyentes químicos de la célula. Una sustancia nutritiva, como la glucosa, se utiliza constantemente para satisfacer las exigencias energéticas, y por ende debe ser reemplazable en casos de ausencia. La regulación entre los procesos catabólicos y anabólicos mantiene en equilibrio la composición celular. El hábito humano de consumir grandes cantidades de alimentos en un limitado número de comidas diarias conduce a un proceso cíclico de nutrición-ayuno y los cambios que se dan durante este proceso requieren una regulación adaptativa u homeostática. Por ejemplo, en el estado de buena nutrición, el organismo adquiere la postura metabólica de “almacenamiento” de glucosa para reducir la hiperglucemia. En cambio, en el estado de ayuno, la postura metabólica va a ser la de movilización de glucosa para mantener los niveles sanguíneos normales (70-110 mg/dl). Los tres principales combustibles utilizados por las células son los glúcidos, los ácidos grasos y los aminoácidos. Si bien estos son catabolizados por vías independientes existe una convergencia entre las tres vías catabólicas, es en estos sitios donde comparten metabolitos comunes. Estas interacciones entre las tres vías se denominan y definen las interrelaciones metabólicas. Además de estas tres moléculas, el organismo también utiliza cuerpos cetónicos y ácido láctico (de la glucólisis) como fuente de energía alternativa. Si bien todas estas moléculas son metabolizadas en el organismo, hay cierta dependencia por parte de algunos órganos, células y tejidos hacia uno u otro combustible, también el almacenamiento y el catabolismo de cada uno de ellos se distribuye de manera distinta en la economía del cuerpo.
INTEGRACION DEL METABOLISMO
Estrategia del metabolismo: Recapitulación
La estrategia básica del metabolismo es formar ATP, poder reductor y precursores para la biosíntesis. Revisemos brevemente estos temas centrales:
El ATP es la unidad biológica universal de energía. El elevado potencial para transferir grupos fosforilos capacita al ATP para ser utilizado como fuente de energía en la contracción muscular, transporte activo, amplificación de señales y biosíntesis.
El ATP se genera en la oxidación de moléculas combustibles, como glucosa, ácidos grasos y aminoácidos. El intermediario común en la mayoría de estas oxidaciones es el acetil-CoA. Los carbonos del fragmento acetilo se oxidan completamente a CO2 en el ciclo del ácido cítrico, con formación simultánea de NADH y FADH2, que transfieren sus electrones de elevado potencial a la cadena respiratoria, con formación final de ATP. La glucólisis es otro proceso generador de ATP, pero la cantidad que se forma es mucho menor que en la fosforilación oxidativa (2 vrs. 30 0 32 ATP‘s). Sin embargo, la glucólisis puede transcurrir rápidamente durante un corto tiempo en condiciones anaeróbicas, mientras que la fosforilación oxidativa requiere del suministro continuado de O2.
El NADPH es el principal dador de elctrones en las biosíntesis reductoras. En la mayoría de la biosíntesis, los productos finales están más reducidos que sus precursores, y por ello, requieren, además de ATP, un poder reductor, los cuales proceden normalmente del NADPH. La vía de las pentosas fosfato suministra gran parte del NADPH que se necesita.
Las biomoléculas se construyen a partir de una serie relativamente pequeña de precursores. Las variadas moléculas de los seres vivos se sintetizan a partir de un número mucho menor de precursores. Por ej.: la dihidroxiacetona fosfato formada en la glucólisis proporciona el esqueleto central de glicerol de fosfatidato (fosfolípidos y triacilglicéridos); fosfoenolpiruvato, otro intermediario de la glucólisis, suministra parte del esqueleto carbonado de los a.a. aromáticos; el acetil-CoA proporciona fragmentos dicarbonados para una amplia gama de biosíntesis; el succinil-CoA, formado en el ciclo del ácido cítrico, es uno de los precursores de las porfirinas; la ribosa-5-fosfato, formada junto con el NADPH en la vía de las pentosas fosfato, es la fuente del azúcar de los nucleótidos.
Las vías biosintéticas y degradativas son casi siempre diferentes. Por ej. la vía de síntesis de ácidos grasos es diferente de la de su degradación. Esta separación posibilita que las vías biosintéticas y degradativas sean termodinámicamente favorables en todo momento; esta separación contribuye, adema´s, en gran manera a la efectividad del control metabólico.
Mecanismos frecuentes en la regulación metabólica
La compleja red de reacciones en la célula está regulada y coordinada con precisión. El metabolismo puede controlarse de varias maneras:
Interacciones alostéricas. El flujo de moléculas en la mayoría de las vías metabólicas viene determinado fundamentalmente por las cantidades y actividades de ciertas enzimas; los puntos de control son generalmente reacciones esencialmente irreversibles. La primera reacción irreversible de una vía (etapa limitante) es normalmente un importante elemento de control. Las enzimas que catalizan etapas limitantes están reguladas alostéricamente, como por ej. La PFK de la glucólisis
Modificación covalente. Muchas enzimas reguladoras, además del control alostérico, están controlados por modificación covalente. Por ej. la actividad de la glucógeno fosforilasa aumenta mediante la fosforilación de la enzima, mientras que la glucógeno sintasa ocurre lo contrario. Estas modificaciones covalentes están catalizadas por enzimas específicas.
Niveles enzimáticos. Las cantidades de enzimas, al igual que sus actividades están controladas. Las velocidades de síntesis y de degradación de algunas anzimas reguladoras están sometidas a control hormonal.
Compartimentación. La pauta metabólica de las células eucarióticas está considerablemente afectada por la existencia de compartimientos. La glucólisis, la vía de las pentosas fosfato y la síntesis de ácidos grasos tienen lugar en el citosol, mientras que la oxidación de ácidos grasos, ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa se realizan en la mitocondria. Algunos procesos, como la gluconeogénesis y la síntesis de la urea, dependen de un juego de reacciones que transcurren en ambos compartimientos (fig. ).El destino de detrminadas moléculas dependen de si están en el citosol o en la mitocondria. Por ej., los ácidos grasos transportados al interior de la mitocondria se degradan rápidamente, a diferencia de los ácidos grasos del citosol, que son esterificados o excretados.
Especializaciones metabólicas de los órganos. La regulación en eucariotes superiores está profundamente afectada y favorecida por la existencia de órganos con funciones metabólicas distintas, cuyas interacciones estudiaremos más adelante.
 Principales vías metabólicas y centros de control
Recordaremos el papel de las principales vías del metabolismo y sus centros de control.
Glucólisis. Secuencia de reacciones del citosol que transforma la glucosa en 2 moléculas de piruvato, con la generación simultánea de 2 ATPs y 2 NADHs. El NAD+ debe regenerarse para que la glucólisis pueda continuar. En condiciones anaeróbicas, como las que se dan en el músculo esquelético muy activo, esto se logra reduciéndo el piruvato a lactato; en cambio en condiciones aeróbicas, el NAD+ se regenera por transferencia de electrones del NADH al O2 a través de la cadena respiratoria. La velocidad de transformación de la glucosa en piruvato está regulada : la fosfofructoquinqsa, que cataliza la etapa limitante de la glucólisis, es el centro de control más importante (fig. ). Un nivel elevado de ATP inhibe la PFK, que también es inhibida por el citrato, y se revierte por el AMP. En el hígado el regulador más importante de la actividad de la PFK es la fructosa-2,6-bifosfato. Cuando la glucemia es baja, una cascada de reacciones desencadenadas por el glucagón, conduce a una disminución en los niveles de fructosa-2,6-bifosfato, provocando la desactivación de la PFK, y por tanto, frenandola glucólisis. En el músculo, la PFK se controla de manera diferente. La adrenalina estimula la glucólisis en el músculo, pero la inhibe en el hígado. El incremento en la glucogenolisis hepática, inducida por adrenalina, sirve para suministrar glucosa al músculo, que la consume rápidamente para generar ATP, para su actividad contráctil.
Ciclo del ácido cítrico. La vía final común para la oxidación de las moléculas combustibles –carbohidratos, aminoácidos y ácidos grasos- tiene lugar en el interior de la mitocondria. La mayoría de los combustibles entran en el ciclo en forma de acetil-CoA. La oxidación completa de una unidad de acetilo genera 1 GTP, 3 NADH y 1 FADH2. Estos cuatro pares de electrones se transfieren al O2 a través de la cadena de transporte de electrones, de lo que resulta la formación de un gradiente de protones responsable de la síntesis de 9 ATP. La bundancia de ATP también disminuye la actividad de 3 enzimas del ciclo: citrato sintasa, isocitrato deshidrogenasa y a -cetoglutarato deshidrogenasa. El ciclo del ácido cítrico también tiene una función anabólica, suministrando intermediarios para la biosíntesis, tales como el succinil-CoA, origen de las porfirinas.
Vía de las pentosas fosfato. Estas reacciones que ocurren en el citosol cumple con 2 funciones: genera NADPH para las biosínteis reductoras y ribosa-5-fosfato para la síntesis de nucleótidos. En la conversión de la glucosa-6-fosfato en ribosa-5-fosfato se generan 2 NADPH. El grupo fosforilo de más del NADPH lo distingue del NADH. Esta diferencia permite que coexistan en el mismo compartimento una relación elevada NADPH/ NADP+ y otra relación elevada NAD+/NADH. Como consecuencia, pueden transcurrir, simultaneamente y a gran velocidad, la glucólisis y la biosíntesis reductora.
Gluconeogénesis. La glucosa puede sintetizarse, en hígado y riñón, a partir de precursores no glucídicos como lactato, glicerol y aminoácidos. El principal punto de entrada en esta vía es el piruvato que, en la mitocondria, se carboxila a oxalacetato. En el citosol, el oxalacetato se decarboxila y fosforila para formar fosfoenolpiruvato. La gluconeogénesis y la glucólisis están normalmente reguladas en forma recíproca, de modo que una de las vías está detenida cuando la otra es muy activa. Por ej., el AMP inhibe y el citrato activa la fructosa-1,6-bifosfatasa, una enzima clave de la gluconeogénesis (fig. ), mientras que las moléculas tienen efectos opuestos sobre la PFK, enzima regulador de la glucolisis. La fructosa-2,6-bifosfato también coordina estos procesos porque inhibe a la fructosa-1,6-bifosfatasa. Así pues, cuando la glucosa abunda, el nivel elevado, el nivel elevado de F-2,6-BP inhibe la gluconeogénesis y activa la glucólisis.
Síntesis y degradación del glucógeno. El intermediario activado de su síntesis es la UDP-glucosa, que se forma a partir de glucosa-1-fosfato y UTP. La glucógeno sintasa cataliza la transferencia de glucosa desde la UDP-glucosa al hidroxilo terminal de una cadena en crecimiento. El glucógeno se degrada por una vía diferente. La glucógeno fosforilasa cataliza la escisión del glucógeno formando glucosa-1-fosfato. La síntesis y degradación del glucógeno están controladas coordinadamente por una cascada amplificadora disparada por hormonas, de modo que la sintasa es inactiva cuando la fosforilasa es activa y viceversa.. Estas enzimas estan controladas por fosforilación y por interacciones alostéricas no covalentes.
La síntesis y degradación de los ácidos grasos. Los ácidos grasos se sintetizan en el citosol por adición de fragmentos dicarbonados a una cadena creciente anclada en una proteína portadora de acilos. El intermediario activado, malonil-CoA, se forma por carboxilación de acetil-CoA. Los grupos acetilo son transportados de la mitocondria al citosol mediante la lanzadera citrato-malato. En el citosol, el citrato estimula la acetil-CoA carboxilasa, la enzima que que cataliza la etapa limitante (fig. ). Cuando abunda el ATP y el acetil-CoA, el nivel de citrato aumenta, y ello acelera la velocidad de síntesis de ácidos grasos. Los ácidos graso se degradan siguiendo una vía diferente y en un compartimento distinto (b -oxidación mitocondrial). Si el suministro de oxalacetato es suficiente, el acetil-CoA entra en el ciclo del ácido cítrico; en caso contrario, el acetil-CoA puede convertirse en cuerpos cetónicos. El FADH2 y el NADH, formados en la vía de la b -oxidación, transfieren sus electrones al O2 a través de la cadena respiratoria.
 
COMPARTIMENTALIZACIÓN CELULAR, SU IMPORTANCIA EN EL ROL DEL METABOLISMO Y DE LAS DIFERENTES MOLÉCULAS
 La regulación en eucariotes superiores está profundamente afectada y favorecida por la existencia de órganos con funciones metabólicas distintas, cuyas interacciones se detallan a continuación, pero hay que tener en cuenta que las funciones y regulaciones del rol de los diferentes tejidos se da también a un nivel micro, es decir, a nivel molecular. 
1. Conexiones clave entre las diferentes moléculas:
 El ATP es la unidad biológica universal de energía. El elevado potencial para transferir grupos fosforilo capacita al ATP para ser utilizado como fuente de energía en la contracción muscular, transporte activo, amplificación de señales y biosíntesis. 
El ATP se genera en la oxidación de moléculas combustibles, como glucosa, ácidos grasos y aminoácidos. El NADPH es el principal dador de electrones en las biosíntesis reductoras. En la mayoría de las biosíntesis, los productos finales están más reducidos que sus precursores y por ello requieren, además de ATP, un poder reductor, el cual procede normalmente del NADPH. La vía de las pentosas fosfato suministra gran parte del NADPH que se necesita.
Glucosa-6-fosfato, Piruvato y Acetil-CoA
 Los factores que regulan el flujo de moléculas en el metabolismo pueden comprenderse mejor examinando 3 puntos clave: la glucosa-6-fosfato (G-6-P), el piruvato y el acetil-CoA. Cada una de ellas tiene varios destinos diferentes:
Glucosa-6-fosfato:
 la glucosa que entra en la célula se fosforila rápidamente a glucosa-6-fosfato, la cual puede almacenarse como glucógeno, degradarse vía piruvato o convertirse en ribosa-5-fosfato. Cuando la G-6-P y el ATP abundan, se forma el glucógeno. Por el contrario, cuando se requiere ATP o esqueletos carbonados para la biosíntesis, la G-6-P se degrada por la vía glucolítica. El tercer destino principal de la G-6-P es transformarse a través de la vía de las pentosas fosfato, y suministrar NADPH para las biosíntesis reductoras, y ribosa-5-fosfato para la síntesis de nucleótidos. 
La glucosa-6-fosfato puede formarse por movilización del glucógeno o puede sintetizarse por la vía gluconeogénica a partir de piruvato y aminoácidos glucogénicos. E bajo nivel de glucosa en sangre estimula la gluconeogénesis y la glucogenólisis, tanto en el hígado como en el riñón. Estos órganos se distinguen por tener glucosa-6-fosfatasa, que posibilita la liberación de glucosa hacia la sangre.
Piruvato: el piruvato deriva fundamentalmente de la glucosa-6-fosfato, del lactato y de la alanina. La fácil reducción del piruvato catalizada por la lactato deshidrogenasa sirve para generar NAD+, el cual a su vez, permite que la glucólisis pueda proseguir de modo transitorio en condiciones anaeróbicas. El lactato que se forma en los tejidos activos, como el músculo en contracción, se oxida seguidamente a piruvato, principalmente en el hígado.
Otra reacción fácilmente reversible en el citosol, es la transaminación del piruvato ( -cetoácido) a alanina; de modo recíproco, se pueden convertir aminoácidos en piruvato. Así pues, la transaminación constituye la principal conexión entre el metabolismo de aminoácidos y de azúcares. Un tercer destino del piruvato es su carboxilación a oxalacetato en el interior de la mitocondria.
 Esta reacción y la posterior conversión del oxalacetato en fosfoenolpiruvato evita una etapa irreversible de la glucólisis y permite así sintetizar glucosa a partir de piruvato. La carboxilación del piruvato es también importante parareponer los intermediarios del ciclo del ácido cítrico. Cuando éste ciclo es insuficiente debido a la escasez de oxalacetato, la síntesis de este compuesto se ve favorecida por la activación de la piruvato carboxilasa, gracias a la acción del acetil-CoA. Por otro lado, cuando el ciclo del ácido cítrico queda inhibido por la abundancia de ATP, el oxalacetato, sintetizado a partir del piruvato, se desvía hacia la vía gluconeogénica.
El cuarto destino del piruvato es su descarboxilación oxidativa a acetil-CoA. Esta reacción irreversible, llevada a cabo en el interior de la mitocondria, es decisiva en el metabolismo: compromete los átomos de carbono de los azúcares y aminoácidos hacia su oxidación en el ciclo del ácido cítrico o hacia la síntesis de lípidos.
Acetil-CoA: las principales fuentes de este fragmento dicarbonado activo son la descarboxilación oxidativa del piruvato y la -oxidación de los ácidos grasos. El acetil-CoA también puede derivar de los a.a. cetogénicos. El destino del acetil-CoA, a diferencia de muchas moléculas del metabolismo, es muy restringido. El fragmento acetilo puede oxidarse completamente a CO2 en el ciclo del ácido cítrico. Por otra parte, 3 moléculas de acetil-CoA pueden formar 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA. Esta unidad de 6 carbonos es precursor del colesterol y de los cuerpos cetónicos, que son formas de transporte de acetilos entre el hígado y algunos tejidos periféricos. El tercer destino importante del acetil-CoA consiste en su salida al citosol en forma de citrato, para allí sintetizar ácidos grasos. Es importante reiterar que el acetil-CoA en los mamíferos no puede convertirse en piruvato (los mamíferos son incapaces de transformar los lípidos en carbohidratos).
2. Mecanismos en la regulación metabólica La compleja red de reacciones en la célula está regulada y coordinada con precisión.
 El metabolismo puede controlarse de varias maneras: Interacciones alostéricas: el flujo de moléculas en la mayoría de las vías metabólicas viene determinado fundamentalmente por las cantidades y actividades de ciertas enzimas; los puntos de control son generalmente reacciones esencialmente irreversibles. La primera reacción irreversible de una vía (etapa limitante) es normalmente un importante elemento de control. Las enzimas que catalizan etapas limitantes están reguladas alostéricamente, como por ej. La PFK de la glucólisis.
Modificación covalente: muchas enzimas reguladoras, además del control alostérico, están controlados por modificación covalente. Por ej. la actividad de la glucógeno fosforilasa aumenta mediante la fosforilación de la enzima, mientras que la glucógeno sintasa ocurre lo contrario. Estas modificaciones covalentes están catalizadas por enzimas específicas. 
Niveles enzimáticos: las cantidades de enzimas, al igual que sus actividades están controladas. Las velocidades de síntesis y de degradación de algunas enzimas reguladoras 
están sometidas a control hormonal.
3. ESPECIALIZACIÓN METABÓLICA DE LOS TEJIDOS 
Si bien el hígado, el tejido adiposo y el músculo esquelético poseen las vías metabólicas básicas, cada uno se ha vuelto altamente especializado en distintos roles fisiológicos y metabólicos. Esta especialización depende de la presencia o ausencia selectiva de enzimas clave en cada uno de estos tejidos. Por ejemplo, como solo el hígado contiene la glucosa 6-fosfatasa y la fructosa 1,6-bifosfatasa, es el único que puede funcionar gluconeogénicamente, y por ende funcionar como el órgano “glucostato” del organismo.
HÍGADO
 Aproximadamente dos tercios de los hidratos de carbono de la dieta son removidos por este órgano. La glucosa ingresa a los hepatocitos por difusión facilitada, proceso independiente de la insulina. Una vez en su interior, es rápidamente convertida a glucosa 6-fosfato, impidiéndose así su difusión al exterior y asegurando un continuo gradiente de entrada de glucosa a través de la membrana del hepatocito. La glucosa 4 6-P es convertida a glucosa 1-P y luego a glucógeno, para ser almacenada. Normalmente retiene un 5% de su peso como glucógeno, que tras una comida rica en hidratos de carbono puede aumentar a 10%. Debido a la gran cantidad de sacarosa y lactosa presente en la dieta humana, es importante tener en cuenta el metabolismo de la fructosa, y de la galactosa. Estas son degradadas en el hepatocito a glucosa y luego de esta forma almacenada o utilizada. La fructosa primero se fosforila a fructosa 1-fosfato, y esta es degradada a dihidroxiacetona y gliceraldehído, compuestos de la vía gluconeogénica. El exceso de glucosa es convertida en ácidos grasos, y luego en triacilgliceroles, que serán almacenados. La glucosa 6-P es también metabolizada por la vía de las pentosas para proveer suministro de NADPH para la lipogénesis. Con respecto a los lípidos, estos ingresan al hígado desde dos direcciones. La primera es la de los ácidos grasos libres de cadena corta, que unidos a albúmina llegan por el sistema portal. Este es un proceso que se da en menor cantidad. La principal porción de los ácidos grasos de la dieta llegan a través de la arteria hepática como quilomicrones (Qm) o remanentes de quilomicrones. La mayoría de los quilomicrones son removidos o depurados de la sangre por el tejido adiposo y el muscular. En las células del endotelio de los capilares, la lipoproteína lipasa I cataliza la liberación de los ácidos grasos de los triacilgliceroles. Los remanentes de quilomicrones ingresan al hígado donde son degradados los triacilgliceroles remanentes. Aproximadamente un 20% de los ácidos grasos de la dieta entran en los hepatocitos donde pueden ser utilizados como combustible o son resintetizados a triacilgliceroles. El hígado forma una sola reserva de ácidos grasos a partir de tres fuentes. Además de los Qm y de los ácidos grasos libres que llegan a través de la circulación sanguínea, también están los sintetizados endógenamente a partir de acetil CoA de la glucosa. Estos son utilizados para sintetizar triacilgliceridos, y en presencia de una apoproteína forman la lipoproteína de muy baja densidad (VLDL). Luego son redistribuidos al tejido adiposo para su almacenamiento. Por último, para los aminoácidos (a.a.) no hay compuesto de almacenamiento. La utilización de estos se basa en el reemplazo de proteínas endógenas y la síntesis de proteínas que se exportan, como las plasmáticas. Una vez reemplazadas las proteínas tisulares necesarias, los aminoácidos en exceso son catabolizados hacia la degradación de hidratos de carbono y grasas a través de procesos de transaminación. La velocidad de transaminación depende directamente de sus niveles sanguíneos, a medida que aumenta la concentración de aminoácidos en el torrente, aumenta también la síntesis de enzimas metabólicas. Los aminoácidos de cadenas no ramificadas son metabolizados por el hígado, donde las cadenas carbonadas se utilizan en la gluconeogénesis. Los aminoácidos de cadena ramificada (leucina, isoleucina, valina) son utilizados por el musculo esquelético para la producción de energía. En cuanto al nitrógeno de estos a.a., es transportado al hígado en forma de glutamina o alanina. La glutamina puede ir hacia los riñones, donde es convertido en amonio para su excreción, o combinado con piruvato en alanina, volviendo al hígado. Por otro lado, las mitocondrias de los hepatocitos contiene en a la enzima carbamoil sintetasa, necesaria para el ciclo de la urea. Por lo tanto, el hígado juega un rol importante en la formación de urea a través de los nitrógenos de los aminoácidos metabolizados, para facilitar su excreción (metabolismo nitrogenado).
MÚSCULO ESQUELÉTICO
 Las células musculares funcionan convirtiendo la energía química en energía mecánica. Metabólicamente, están especializados en degradar sustancias nutritivas y producir el ATP necesario para la contracción muscular. 5 La glucosa ingresa por un proceso de difusión facilitada, dependiente de insulina. Una vez dentro, es fosforilada y almacenada como glucógeno. Si bien el musculo esquelético solo puede almacenar 0,7% de su pesoen glucógeno, al ser la masa total muscular de aproximadamente 35 kg, es equivalente a 250g de glucógeno muscular. Durante el ejercicio, la glucosa se obtiene directamente del glucógeno muscular, por esto se dice que en este tejido predomina la vía glucolítica. Sin embargo, ante un ejercicio intenso, la vía glucolítica se desvía a la formación de lactato, que mediante el ciclo de Cori puede ser transportado hacia el hígado y convertido en glucosa, que puede ser nuevamente utilizada por el musculo. Los triacilgliceroles y las VLDL provenientes del hígado son hidrolizados por la lipoproteína lipasa I, formándose ácidos grasos libres circulantes que pueden ingresar a las células musculares y ser utilizados como combustible. En cuanto a los aminoácidos, luego de la ingesta, son tomados por las células musculares, y utilizados primariamente para la restitución de proteínas tisulares. Ambos procesos están estimulados por insulina. Ante determinados requerimientos energéticos, el musculo es capaz de hidrolizar proteínas y liberar aminoácidos para que sean utilizados como fuente de energía. Al no ser capaz la célula muscular de manejar el nitrógeno liberado en este metabolismo genera alanina y glutamina a fin de transportarlo así hasta el hígado en forma no toxica.
TEJIDO ADIPOSO 
El principal objetivo de los adipocitos, las células especializadas del tejido adiposo, es almacenar combustible como triacilgliceroles. Esto corresponde al 85% de las reservas energéticas del organismo. Los ácidos grasos utilizados para la producción de los triacilgliceroles provienen de las VLDL del hígado, de los Qm y de lipogénesis (a través de glucosa). Los ácidos grasos ingresan a los adipocitos, así como también la glucosa, por un mecanismo de transporte facilitado dependiente de insulina. Los ácidos grasos son sintetizados a partir de la acetil CoA proveniente del metabolismo de la glucosa. En consecuencia, el almacenamiento de los triacilgliceroles depende tanto del suministro de ácidos grasos, como del metabolismo de hidratos de carbono. La insulina afecta este almacenamiento estimulando la lipoproteína lipasa I y el transporte de glucosa. Además reprime la lipólisis inhibiendo la acción de la lipasa hormono sensible, en los adipocitos. Ante requerimientos energéticos, los ácidos grasos son movilizados por la lipasa hormono sensible, que es activada vía AMPc, proceso controlado y estimulado por el glucagón y la adrenalina.
CEREBRO
 La glucosa es prácticamente el único combustible utilizado por el cerebro humano, excepto durante el ayuno prolongado. El cerebro carece de capacidad de almacenamiento de combustible y sus reservas de glucógeno son muy escasas, por consiguiente, requiere un suministro continuo de glucosa, cuyo transporte al interior celular es independiente de insulina. El cerebro consume unos 120 g de glucosa al día y en estado de reposo utiliza el 60% de la glucosa total consumida por el organismo entero. Durante el ayuno prolongado, los cuerpos cetónicos (acetoacetato y 3-hidroxibutirato), sintetizados en el hígado, reemplazan en parte a la glucosa como combustibles cerebrales. Estos atraviesan fácilmente la barrera hematoencefálica y luego de ingresar a las neuronas, el acetoacetato se activa mediante la transferencia de CoA procedente de succinil-CoA y así se convierte en acetoacetil-CoA, que entra en el ciclo del ácido cítrico. Los ácidos grasos no sirven como combustible cerebral porque están unidos a la albúmina en el plasma, y en consecuencia, no pueden atravesar la barrera hematoencefálica.
INTERRELACION METABOLICA ENTRE LOS TEJIDOS ESPECIALIZADOS 
El hígado, el musculo esquelético y el tejido adiposo son tejidos especializados que deben funcionar juntos en forma ordenada y dinámica, para: 1. responder a la presencia de sustancias nutritivas en exceso luego de una ingesta, iniciando procesos de almacenamiento entre las comidas, y 2. movilizar combustible ante requerimientos energéticos. La integración total de estas vías metabólicas requiere dos niveles de control, que se logran mediante señales intra y extracelulares.
Señales intracelulares 
El control inmediato de las vías metabólicas requiere de la presencia y estado de cofactores y sustancias nutritivas. Son ejemplos importantes de esto las relaciones entre ATP/AMP, NADH/NAD+, acetil CoA/CoA y los niveles de calcio, glucosa 6-fosfato, citrato, acil CoA y alanina. Estos cofactores intracelulares permiten la regulación y el control de diferentes procesos como la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico, la gluconeogénesis y la lipogénesis. Su presencia o ausencia determinará la estimulación o inhibición de las enzimas necesarias para catalizar las diferentes reacciones que se producen en estos procesos.
Señales extracelulares
 El líquido extracelular provee un flujo constante de sustancias nutritivas y de hormonas, que actúan como reguladores del metabolismo. De este modo, un elevado nivel de glucosa sanguínea suministra a las células los hidratos de carbono necesarios. La presencia simultánea de insulina en el torrente estimula el transporte de esta glucosa a los tejidos muscular y adiposo. En el hígado, la insulina estimula la producción de las enzimas necesarias para la glucolisis, aumentando así el metabolismo de la glucosa. De igual manera, 7 ante un periodo de ayuno, el glucagón liberado a la sangre actuará movilizando los depósitos energéticos con el fin de proveer glucosa y otros metabolitos energéticos a las células.
ADAPTACION METABOLICA A LA DIETA: EL CICLO DE AYUNO – ALIMENTACIÓN 
Como ya se ha dicho, ante el hábito dietario de los seres humanos, el organismo se ha adaptado a un proceso cíclico de ayuno – alimentación. A modo de clasificar estos procesos, se han determinado 3 fases de homeostasis de los nutrientes:
· Fase I: estado de buena nutrición (absortivo).
· Fase II: estado de ayuno temprano (post absortivo).
· Fase III: estado de ayuno tardío.
 ESTADO DE BUENA NUTRICIÓN (ABSORTIVO) 
En esta fase, la glucosa de la sangre sistémica está elevada, una condición que es reconocida por las células β de los islotes de Langerhans del páncreas. La hiperglucemia promueve la liberación de insulina e inhibe la liberación de glucagón de las células α de los islotes. Bajo estas condiciones, la glucosa es transportada al hígado. En este órgano aumenta la síntesis de glucoquinasa y hexoquinasa, aumentando así la capacidad de fosforilar glucosa, por lo que ingresa aun más a los hepatocitos. Mediante señales intracelulares, se ve favorecida la vía glucolítica, para la obtención de energía. Una vez satisfechas las demandas energéticas, se activa la vía glucogenogénica, permitiendo el almacenamiento del excedente de glucosa en glucógeno.
Existen tejidos llamados glucosa dependientes (que expresan receptores GLUT 4), estos presentan especialización tisular metabólica para esta molécula. Estos son: cerebro, glóbulos rojos, medula renal, retina, células epiteliales entéricas y linfocitos. Las vías metabólicas y de transporte se encargan de satisfacer las demandas de estos tejidos con glucosa, en forma más o menos exclusiva. Con respecto al musculo esquelético, este recibirá glucosa proveniente del torrente sanguíneo, favorecida su entrada a la célula por la insulina. En este tejido predomina la vía glucolítica, para proveer energía necesaria para la contracción muscular. El excedente será almacenado como glucógeno muscular, que luego puede ser utilizado exclusivamente por este tejido. Por último, el excedente de glucosa es convertido en el hígado en triacilgliceridos y VLDL. Estos son recibidos por el tejido adiposo, que bajo estimulación de insulina, los almacena. Por otro lado, parte de la glucosa sanguínea también será transportada hacia este tejido, oxidándose a acetil CoA, la que da origen a ácidos grasos.
ESTADO DE AYUNO TEMPRANO 
Este a su vez se divide en fase post-absortiva y estado de ayuno temprano propiamente dicho.
- Fase post-absortiva 
Una vez normalizadas las condiciones de glucemia, hiperlipemia e hiperaminoacidemia, elorganismo entra en la segunda fase del metabolismo. En esta fase, el organismo mantiene los niveles sanguíneos de estos metabolitos, particularmente de glucosa, de acuerdo a las necesidades de los tejidos periféricos, especialmente el cerebro y los glóbulos rojos.
Cuando la glucosa se consume, el glucagón segregado actúa mediante fosforilación por vía del AMPc, estimulando las enzimas de la glucogenólisis. La glucosa 1-P proveniente del glucógeno por fosforólisis, es convertida a glucosa 6-P, y esta a glucosa. Hay que tener en cuenta que la cantidad total de glucógeno hepático es solo 70 g, por lo tanto no hay suficiente glucógeno para satisfacer los requerimientos de glucosa del cerebro y glóbulos rojos por más de 8 horas. En el periodo post absortivo, un hombre de 70kg puede sintetizar aproximadamente de 150 a 160 g de glucosa por día, de los cuales 96 g son oxidados. De la glucosa sintetizada por gluconeogénesis, el 70% es utilizada por el cerebro, el 10% por el corazón y el 7% por el musculo esquelético.
En consecuencia, es menester reponer la provisión de glucosa al torrente sanguíneo. Las opciones disponibles por el organismo son: 1) liberar glucosa del glucógeno, 2) reciclar compuestos intermedios derivados de la glucosa, como lactato y piruvato o 3) sintetizar glucosa a partir de aminoácidos. La primera de estas opciones se realiza de inmediato cuando inicia el periodo post absortivo, y como ya se menciono, es una fuente agotable que no satisface las demandas completamente. Por lo tanto, en segunda instancia se utilizan las otras dos opciones.
En el musculo esquelético, la vía glucolítica produce tanto piruvato como lactato. Estos ingresan al torrente sanguíneo, son extraídos por el hígado y reciclados por gluconeogénesis para producir glucosa. Estos mecanismos corresponden al ciclo de Cori, pero dependen de un elevado metabolismo de glucosa en anaerobiosis, es decir, ante ejercicio muscular intenso. Por lo tanto en este periodo no se considera un proceso importante. Es por esto que la última opción es la más idónea en este periodo metabólico para la obtención de glucosa, la gluconeogénesis a partir de cadenas carbonadas provenientes de aminoácidos, proceso que cobra mayor importancia en la fase de ayuno temprano propiamente dicha.
Por último, el glucagón también activa la lipasa hormona sensible en el tejido adiposo. Esta degrada triacilgliceridos liberando energía que había sido almacenada por la lipogénesis en el estado de buena nutrición. Esta energía puede ser utilizada por todos los tejidos, menos aquellos glucodependientes (cerebro, glóbulos rojos, medula renal). Los ácidos grasos de número par de carbonos son degradados solo a acetil CoA, que ingresa directamente al ciclo del ácido cítrico para su metabolismo terminal. Dado que la piruvato deshidrogenasa es irreversible, la acetil CoA no puede producir piruvato, y por lo tanto no es gluconeogénica.
Estado de ayuno temprano
 Propiamente dicho Cuando el organismo pasa de la fase post absortiva a la de ayuno temprano propiamente dicha se produce una elevación importante de aminoácidos provenientes del tejido muscular. Aproximadamente el 30-40% de esos aminoácidos corresponden a alanina. Esta alanina proviene de la transaminación del piruvato, que se generan del metabolismo glucolítico de la glucosa del musculo. El aminoácido es transportado al hígado y convertido nuevamente a piruvato por transaminación hepática, y este ingresa a la vía gluconeogénica generando así nueva glucosa. Los mayores niveles de alanina celular en el hígado actúan por un lado como inhibidor alostérico de la piruvato quinasa, y por el otro como sustrato de la alanina aminotransferasa. De este modo se restringe la producción de piruvato para la glucolisis, y provee de una fuente de piruvato para la gluconeogénesis. A este proceso se lo denomina Ciclo de glucosa-alanina. Este proceso no produce una cantidad neta de glucosa nueva, sino que recicla los esqueletos carbonados. En el tejido muscular todos los aminoácidos no esenciales son degradables a α cetoácidos, por transaminación o por desaminación. En cualquier caso, el α cetoglutarato es el aceptor del nitrógeno. Las cadenas carbonadas son metabolizadas por el ciclo del acido cítrico, constituyendo así una fuente de energía. De los aminoácidos esenciales, los de cadena ramificada (leucina, isoleucina y valina) son degradados en el musculo, mientras que los otros lo son en el hígado. Los α cetoácidos provenientes de los aminoácidos ramificados son luego degradados a acetil CoA, succinil CoA, propionil CoA y acetoacetato. Todos pueden metabolizarse en el ciclo de acido cítrico a fin de obtener energía para la actividad muscular.
El metabolismo es el ensamble de las transformaciones moleculares y de transferencia de energía que se desarrollan sin interrupciones dentro de la célula o del organismo. Los procesos son ordenados, interviniendo procesos de degradación (catabolismo) y de síntesis orgánica (anabolismo). Se puede distinguir el metabolismo basal (durante el sueño) y el metabolismo en actividad (actividad cotidiana). Toda actividad celular y del organismo requiere de energía, pero también, de nutrimentos específicos (proteínas, ácidos nucleicos, lípidos, minerales, vitaminas), que deben moverse a través de membranas, con frecuencia contra un gradiente de concentración, lo que implica un gasto importante de energía. Los niveles de energía y las concentraciones de nutrimentos deben estar disponibles constantemente y deberán satisfacer la tasa de actividad y sus variaciones. La economía y la flexibilidad son los principios que gobiernan la regulación de las vías metabólicas. Los organismos deben regular sus actividades metabólicas económicamente para evitar deficiencias o excesos de productos metabólicos. El organismo debe ser flexible para poder alterar su metabolismo ante cambios significativos en su medio (variaciones en las concentraciones o en el tipo de nutrientes).
Metabolismo de carbohidratos (CHOs)
 Los carbohidratos de la ración proporcionan más del 50% de la energía necesaria para el trabajo metabólico, el crecimiento, la reparación, la secreción, la absorción, la excreción y el trabajo mecánico. El metabolismo de CHOs incluye las reacciones que experimentan los CHOs de orígenes alimentarios o los formados a partir de compuestos diferentes a los CHOs. La oxidación de este tipo de glúcidos proporciona energía, se almacenan como glucógeno, sirven para la síntesis de aminoácidos no esenciales y ante el exceso de CHOs se favorece la síntesis de ácidos grasos.
Glucólisis (Vía de Embden-Meyerhof)
 La glucólisis es un proceso común a todas las células, es la principal vía metabólica de utilización de hexosas, principalmente glucosa pero también directamente de la fructosa y de la galactosa. El conjunto de las reacciones permiten oxidar parcialmente la glucosa para formar piruvato con el objeto de liberar energía para sintetizar ATP. Esta vía se desarrolla totalmente en el citoplasma celular en condiciones anaeróbicas o aeróbicas. Pueden considerarse dos fases dentro de esta vía. 1) La primera parte o fase preparativa, la glucosa es activada y para ello se emplean dos ATP. Los enzimas hexocinasa y glucosinasa son responsables de la conversión de glucosa a glucosa 6-P. La hexocinasa se encuentra en todos los tejidos, tiene una gran afinidad por la glucosa y otras hexosas, puede llevar a cabo la reacción aun a bajas concentraciones del enzima y es inhibido por la glucosa 6-P. El enzima glucocinasa se localiza en el hígado y en las células β del páncreas, tiene una baja afinidad por la glucosa, por ello es efectiva cuando la glucosa se encuentra a elevadas concentraciones, no es inhibido por el producto y está ausente o sus concentraciones son muy bajas en los rumiantes. La formación de fructosa 1, 6-bi fosfato se lleva a cabo por la fosfofructocinasa. Este enzima está presente sólo en la glucólisis, así, constituye un sitio de control. La adrenalina, el glucagon, aumento en los ácidos grasos libres, elcitrato, y el ATP inhiben su actividad. 2) En la segunda parte de la glucólisis o fase productora de energía, se lleva a cabo la generación de ATP.
El ciclo de Krebs (ciclo del ácido tricarboxílico o del ácido cítrico) 
La glucólisis y el ciclo de Krebs son consideradas las vías metabólicas eje, participan en la degradación de casi todos los componentes que la célula es capaz de degradar y proveen el poder reductor y los materiales de construcción, además del ATP, para todas las secuencias biosintéticas de la célula energía para otras actividades. El proceso general es el de metabolismo respiratorio aeróbico. En estas condiciones, el es el último aceptor de energía, los átomos de C de la glucosa (u otro sustrato) se oxidan por completo a y , la energía se conserva, la producción de ATP es 20 veces más importante en comparación de las condiciones anaeróbicas.
En este ciclo se pueden mencionar dos procesos separados pero relacionados:
 1) El metabolismo oxidativo, hay remoción de electrones de sustancias orgánicas y transferencia a coenzimas.
 2) Hay reoxidación de las coenzimas a través de la transferencia de electrones al acompañada directamente de la generación de ATP.
En anaerobiosis, la glucólisis es la fase inicial del catabolismo de la glucosa. Los otros componentes del metabolismo de respiración son el ciclo de Krebs (continuación de la oxidación del piruvato), la cadena de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa de ADP a ATP a través de un gradiente de protones generado en el transporte de electrones. El proceso completo genera de 36 a 38 moléculas de ATP/mol de glucosa, en cada vuelta del ciclo de Krebs entran dos moles de acetil CoA y se liberán 2 carbonos () lo que regenera la molécula de oxaloacetato (OAA). La serie de eventos de la descarboxilación oxidativa del piruvato para producir acetil CoA es catalizada por el complejo de la piruvato deshidrogenasa (localizado en la mitocondria).
El ciclo de Krebs es sensible a la disponibilidad de su sustrato (acetil-CoA), a los niveles acumulados de sus productos finales, NADH y ATP, así como a las relaciones NADH/y ATP/ADP. Otros reguladores son la relación acetil-CoA/CoA libre, acetil-CoA/succinil-CoA y citrato/oxaloacetato.
La vía colateral de las pentosas (ruta de la pentosa fosfato)
 Esta vía metabólica ni requiere, ni produce ATP, se desarrolla en el citoplasma de las células de tejidos con elevada actividad lipogenética (hígado, tejido adiposo, glándula mamaria, cerebro en desarrollo). La molécula de glucosa 6-fosfato será transformada en y una pentosa fosfato. Los carbonos de la pentosa se transferirán en piezas de 2 a 3 carbonos entre moléculas. Los productos finales pueden contener de 3 a 7 átomos de carbono que serán utilizadas posteriormente en la glucólisis (triosas fosfato), en la síntesis de aminoácidos (eritrosa 4-fosfato), en la síntesis de ac: nucleicos, NAD, FAD, y CoA. En esta vía se genera también NADPH, esta coenzima se utilizará para la síntesis de ácidos grasos de cadena larga, de colesterol, la hidroxilación de ácidos grasos y esteroides, mantenimiento de la glutatión reducido (GSSG) en los glóbulos rojos.
Gluconeogénesis 
Es la producción de azúcares a partir de sustancias diferentes a los carbohidratos (lactato, aminoácidos, propionato y glicerol). Esta vía permite tener una fuente alterna de glucosa, remover el lactato (producido por los glóbulos rojos y el tejido muscular) de la sangre, remover el glicerol producido por el tejido adiposo. Esta vía metabólica se activa ante la disminución de la glucosa sanguínea, en el cerdo su activación es el ayuno: cerdo, 24 h, hombre 8 y en el pollo 2 h. En el rumiante es una vía constantemente activa. La gluconeogénesis se encuentra bajo control hormonal (insulina, glucagon y adrenalina). La dieta metabólica de los rumiantes es la combinación entre los productos de la fermentación y el alimento no fermentado que escapa a la acción de las bacterias ruminales. Los rumiantes son eficientes para realizar la gluconeogénesis y su aparato digestivo se ha adaptado a una falta de azúcar y almidón por lo que la capacidad para el manejo de estos carbohidratos es limitada. Así, los rumiantes absorben la mayoría de su carbono dietario digerido (energía) en forma de ácidos grasos volátiles (AGV). Los AGV son producidos por la fermentación bacteriana de los carbohidratos en el rumen y en menor cantidad en el intestino grueso, pueden contribuir con 70-80% de la energía total que el animal necesita.
Los rumiantes utilizan la glucosa principalmente para el crecimiento fetal y la producción láctea. La diferencia del metabolismo intermediario de rumiantes y no rumiantes es principalmente las cantidades de carbono que pasan por ciertas vías, ya que hay una muy baja absorción de glucosa y una elevada absorción de acetato, propionato y butirato (AGV).
Metabolismo de los ácidos grasos volátiles (AGV)
 El acetato y butirato absorbidos son las principales fuentes de energía para oxidación, el acetato es el precusor lipogénico más importante, en tanto el propionato es utilizado para la gluconeogénesis.
Metabolismo de lípidos
 Los ácidos grasos (AG) son los componentes principales de los lípidos complejos (triacilgliceroles, fosfolípidos). Los triacilgliceroles son la forma más importante de almacenamiento de energía en los animales. Este tipo de almacenamiento presenta sus ventajas, al oxidarse el C de los AG producen más ATP que cualquier otra forma de C, además, los lípidos están menos hidratados que los polisacáridos, por lo que ocupan menos espacio. Los AG se incorporan a las membranas celulares. El principal órgano de interconversión y metabolismo de lípidos es el hígado.
Síntesis de los acidos grasos
La síntesis de ácidos grasos principalmente de ácido palmítico a partir de acetil-CoA y malonil-CoA se lleva acabo en siete reacciones. En E.coli son catalizadas por enzimas independientes, al igual que en el cloroplasto (único sitio de síntesis de ácidos grasos en plantas). En las levaduras, la sintasa de ácidos grasos es un decámero a6b6 multifuncional de 2500kD. En animales consiste de dos cadenas polipeptídicas idénticas de 534 kD también multifuncionales.
 
 
1.- Acetil-CoA + H-SACP (acetil-CoA-ACP transacilasa)                                     â      acetil-SACP
 
 
2.- acetil-ACP + malonil-CoA (b- acetoacil-ACP sintasa)                                     â      acetoacetil-SACP
        (enzima condensante)
 
 
3.- Acetoacil-ACP (b- cetoacil-ACP reductasa con oxidación de NADPH)             â      D-b- hidroxibutiril-ACP
 
 
4.- D-b- hidroxibutiril-ACP (deshidrogenación por b- hidroxiacil-ACP dehidratasa)â        a,b-trans-butenoil-ACP
 
 
5.- a, b- trans–butenoil-ACP (oxidación de NADPH por enoil-ACP reductasa)          â      butiril-ACP
 
 
6.- butiril-ACP (repetición de los pasos2-6, seis o más veces)                            â      palmitoil-ACP
 
 
7.- palmitoil-ACP (hidratación por palmitoil tioesterasa)                                      â      palmitato + H-SACP
 
  
 
El acetil-CoA es generado en las mitocondrias por descarboxilación oxidativa del piruvato (reacción catalizada por la piruvato deshidrogenasa), así como por la oxidación de los ácidos grasos. Cuando las necesidades de ATP son bajas (i.e.  cuando la oxidación de acetil-CoA vía ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa son mínimos), el acetil-CoA se almacena como energía en forma de grasas. La membrana mitocondrial es impermeable a acetil-CoA por lo cual abandona la mitocondria en forma de citrato vía el sistema de transporte de tricarboxilatos.
El palmitato (16:0) producto normal de la síntesis de ácidos grasos, es el precursor de los ácidos grasos saturados e insaturados de cadena mayor a través de las enzimaselongasas que se encuentran en la mitocondria y el retículo endoplásmico, el mecanismo es diferente en ambos organelos:
 
 
(a) mitocondrial: adición sucesiva y reducción de unidades de acetilo en la forma reversa de la oxidación de los ácidos grasos(la única diferencia es la generación de NADPH en vez de FADH2).
 
 
(b) retículo endoplásmico: condensaciones de malonil-CoA (la diferencia con la sintasa de ácidos grasos es que se utiliza CoA en vez de ACP)
 
 
Las insaturaciones se producen por la catálisis de las enzimas desaturasas terminales. Los mamíferos presentan cuatro desaturasas dependiendo del sitio en donde hacen la doble ligadura (posiciones 9, 6, 5 y 4).
 
Los triacilglicéridos se sintetizan a partir de acil-CoA y glicerol-3-fosfato o dihidroxiacetona fosfato. En la mitocondria, el proceso se inicia por la enzima glicerol-3-fosfatoaciltransferasa y en retículo endoplásmico y peroxisomas por la dihidroxiacetona fosfato aciltransferasa. El ácido lisofosfatídico resultante es transformado en un triacilglicérido por la acción sucesiva de la enzima 1-acilglicerol-3-fosfato aciltransferasa, ácido fosfatídico, enzima fosfatasa y diacilglicerol aciltransferasa. El ácido fosfatídico a su vez, puede ser convertido en un fosfolípido.
Degradación de los acidos grasos 
La oxidación de los ácidos grasos de cadena larga a acetil-CoA es la vía central de aporte de energía en los animales, muchos protistas y algunas bacterias. Los electrones removidos durante la oxidación de los ácidos grasos es donada a la cadena respiratoria en la mitocondria para generar ATP y el acetil-CoA producido a partir de los ácidos grasos es completamente oxidado a CO2 vía el ciclo del ácido cítrico.
 
En algunos organismos, el acetil-CoA producido por esta vía tiene destinos alternativos. En los vertebrados, puede ser convertido en el hígado a cuerpos cetónicos, que son combustibles hidrosolubles que el cerebro y otros tejidos utilizan cuando la concentración de glucosa en sangre disminuye. En las plantas vasculares, el acetil-CoA funciona principalmente como  precursor biosintético y sólo en segundo lugar como combustible. A pesar de que el camino oxidativo de los ácidos grasos varia entre especies, es esencialmente el mismo.
 
La estrategia bioquímica para la oxidación de los ácidos grasos fue completamente entendida hasta que el uso de técnicas novedosas para la purificación de enzimas y el uso de radioisótopos fueron perfectamente controlados.
Síntesis y almacenamiento de los triglicéridos
Origen de los ácidos grasos
Lipogénesis
Como ya hemos mencionado, la lipogénesis es la síntesis de ácidos grasos a partir de compuestos no lipídicos. El sustrato más importante en este proceso es el piruvato, obtenido de la vía glicolítica. La lipogénesis se lleva a cabo en dos tejidos: en el hígado y en el tejido adiposo.
Este proceso no se conoce bien del todo, aunque su estudio ha ofrecido mejores resultados en el tejido hepático. Se ha comprobado que en hígado la cantidad de lípidos obtenida mediante este proceso es significativamente más baja que la adquirida con los lípidos de la dieta. Sin embargo, se ha podido observar que individuos que mantienen una dieta con altas cantidades de carbohidratos este proceso se ve aumentado, al igual que se asocia a condiciones patológicas como las personas obesas o pacientes con diabetes tipo 2 que presentan hipertrigliceridemia.
Se ha determinado que en el tejido adiposo las principales enzimas que intervienen en este proceso son la Sintasa de Ácidos Grasos y la Acetil Coenzima A carboxilasa (ACC1). El mismo está regulado por diferentes factores, tanto como hormonales como nutricionales. Se sabe a ciencia cierta que en roedores la lipogénesis hepática está estimulada bajo la acción de la hormona insulina y en la presencia de altas cantidades de glucosa, a la vez que se inhibe bajo los efectos del glucagón y en presencia de ácidos grasos polinsaturados.
Obtención vía sanguínea de ácidos grasos
Una pequeña parte de los lípidos que se encuentran en el tejido adiposo proviene de la lipogénesis; el resto es obtenido a través de la sangre, ya sea de los ácidos grasos libres que se encuentran unidos a la albúmina o de los ácidos grasos esterificados que son transportados por las lipoproteínas, específicamente los quilomicrones y las VLDL. Para que los ácidos grasos esterificados (TAG, ésteres de colesterol y fosfolípidos) sean captados por el tejido deben ser liberados de las lipoproteínas por acción hidrolítica de la enzima Lipasa de Lipoproteínas (LPL). La expresión de la enzima y su actividad en el tejido adiposo se ve incrementada en estado postprandial, sobre todo con una dieta rica en carbohidratos. La captación de los ácidos grasos también depende de un receptor de VLDL, que se expresa en el tejido adiposo y une a lipoproteínas ricas en apoproteínas E, como lo son las VLDL, quilomicrones y sus remanentes. En experimentos con ratones se desmotró que la deficiencia en receptores VLDL reducen la grasa corporal, y desarrollan resistencia a obesidad inducida.
Síntesis de triglicéridos
Obtención de ácidos grasos
Sin importar su origen, los ácidos grasos de cadena larga no pueden difundir libremente a través de la membrana plasmática de las células. Actualmente, en los humanos, los procesos que describirían la manera que estos ácidos grasos se transportan hacia la célula son muy controversiales. Se piensa que para su transporte deben estar involucrados tanto procesos de difusión por medio de ¨flip-flop¨, como proteínas transportadoras en la membrana celular. Diversos estudios se han realizado en ratones que han logrado identificar proteínas involucradas en estos procesos, y proteínas con funciones parecidas se han encontrado en los humanos. En los experimentos se pudo determinar que algunas de estas proteínas estaban estimuladas por la acción hormonal de la insulina, y que una función alterada de estas proteínas pudiera estar relacionada con la evolución de enfermedades como la diabetes, la resistencia a la insulina y la obesidad.
Producción de Acil Coenzima y Glicerol 3-Fosfato
Para la síntesis de los triglicéridos es necesario que el glicerol y los ácidos grasos sean transformados en glicerol 3-fosfato y ácidos grasos activos respectivamente. El glicerol 3-fosfato se obtiene por dos vías diferentes: la primera es mediante el primer paso de la glucólisis, que la glucosa 6-fosfato pasa a formar el glicerol 3-fosfato; por otro lado, el glicerol 3-fosfato también se obtiene por la vía glicerogénica mediante sustratos de la gluconeogénesis, como lo es el piruvato.
Esterificación del glicerol 3-fosfato: síntesis de TAG
La síntesis de triglicéridos se lleva a cabo en pequeños compartimientos formados en los adipocitos llamados microsomas. Las diferentes enzimas que intervienen en este proceso son la glicerol 3-fosfato aciltransferasa (GPATs) 1-acilglicerol 3-fosfato aciltransferasa (AGPATs), y la diacilglicerol aciltransferasa (DGATs); en el tejido adiposo humano se pueden encontrar diferentes isoenzimas. Los intermediarios de la síntesis de TAG, tal como ácido lisofosfatídico, ácido fosfatídico y diacilglicerol desempeñan otras funciones en la célula, como la señalización celular. Esto quiere decir que una alteración en este proceso no sólo afectará el almacenamiento de TAG, sino que podría perjudicar otros procesos bioquímicos en la célula.
	
Lipólisis
La lipólisis es el proceso mediante el cual los TAG se transforman en DAG, luego en MAG y finalmente en tres moléculas de ácidos grasos libres y una molécula de glicerol. Este proceso está mediado por una hormona muy sensible a los cambios hormonales, y de ahí deriva su nombre, que es lipasa sensible a hormonas, LSH (también llamada enzima triglicérido lipasa sensible a hormonas). Las hormonas que ejercen efecto sobre esta enzima, como ya hemos mencionado, son la insulina y las catecolaminas. Este proceso es bastante conocido y tiene un cierto grado de complejidad, ya que dependiendo de a qué tipo de receptor se une la hormona, la respuesta será una u otra. Los receptores, llamados receptores adrenérgicos, están asociados a proteínas G estimuladoras o inhibidoras, dependiendo del receptor. Los receptores Beta-adrenérgicos están asociados a proteínas G estimuladoras que aumentan la producciónde AMPc por activación de la Adenil Ciclasa (AC); por otro lado, los receptores Alfa-adrenérgicos están asociados a proteínas G inhibidoras que disminuyen la producción de AMPc. El AMPc promueve la activación de la Proteína Quinasa A (PKA). La PKA fosforila a la LSH, lo que la hace activa para degradar TAG en DAG y finalmente en MAG, el cual es degradado por enzimas monoacilglicerol lipasas no específicas, que no son reguladas por hormonas.
La inhibición de la lipólisis está mediada por la enzima fosfodiesterasa III (PDE-3) que convierte el AMPc en 5’AMP, lo que acaba con la señal intracelular, sin dejar atrás la inhibición hormonal por los receptores alfa-adrenérgicos antes mencionados. El glicerol producido por la lipólisis casi no se reutiliza en este tejido y se transporta hacia otros tejidos (principalmente el hígado) para ser metabolizado. El glicerol atraviesa la membrana plasmática de los adipocitos a través de unos canales formados por unas proteínas denominadas aquaporinas, que para el tejido adiposo se abrevia AQPap. Las aquaporinas son proteínas integrales de las membranas que permiten el paso de agua, pero otras son capaces de permitir el paso del glicerol. El otro producto de la lipólisis, los ácidos grasos libres, no puede atravesar la membrana debido a sus largas cadenas carbonadas y su transporte es mediado por proteínas, proceso que no se conoce con detalle. Luego de abandonar los adipocitos, los ácidos grasos libres se unen a diversas proteínas transportadoras, entre ellas la más importante es la albúmina, y son transportados en la sangre hacia otros tejidos.
Lipasa Sensible a Hormonas (LSH)
La LSH es la principal enzima en la lipólisis. La LSH se encuentra en diferentes tejidos: principalmente en el tejido adiposo blanco, en las glándulas adrenales, ovarios, islotes pancreáticos, tejido adiposo pardo y músculo cardíaco y esquelético. La LSH también cumple funciones en tejidos esteroideogénicos hidrolizando ésteres de colesterol.
Las perlipinas
Las perlipinas son una familia de fosfoproteínas codificadas por el gen ¨Plin¨. Existen diferentes isoformas de estas proteínas denominadas perlipinas A, B, C y D, de las cuales la A es la más abundante. Las perlipinas se unen a los microsomas, compartimientos en los cuales se encuentran los TAG y se lleva a cabo la lipólisis, e impiden la interacción de las enzimas, principalmente la LSH, con los ácidos grasos, disminuyendo así la velocidad de la lipólisis. Cuando las perlipinas son fosforiladas por la PKA, en respuesta a la unión de la hormona a los receptores beta-adrenérgicos, las mismas cambian su conformación y permiten que las enzimas degraden los ácidos grasos presentes en estos compartimientos celulares.
Regulación de la lipólisis
Estimulación de la lipólisis
En la especie humana la lipólisis está principalmente estimulada por las catecolaminas, que pueden llegar al tejido adiposo por vía sanguínea, (adrenalina) o por vía de inervación simpática (noradrenalina). Como se comentó anteriormente, esta estimulación está mediada por unos receptores beta-adrenérgicos, que al unirse a la hormona desencadenan una serie de eventos que terminan en la fosforilación de la LSH y las perlipinas, induciendo la lipólisis. Se ha demostrado que existen tres tipos de receptores beta-adrenérgicos, pero sus funciones y diferencias entre cada uno aún no son claras. Otros factores que pudieran inducir la lipólisis son los glucocorticoides, las hormonas tiroideas, la hormona del crecimiento y las hormonas sexuales, así como también la glucosa; pero los mecanismos por los cuales estos factores intervienen en la regulación no se han descrito con precisión.
Inhibición de la lipólisis
La insulina juega un papel fundamental en la inhibición de la lipólisis. La insulina es el inhibidor más potente de la misma promoviendo diferentes acciones en los adipocitos, como por ejemplo la entrada de la glucosa y la estimulación de la LPL para la entrada de ácidos grasos. A pesar de que estudios han logrado determinar que la insulina inhibe le degradación de los ácidos grasos, no se ha podido demostrar cómo se logra esta inhibición. Se sabe que el primer paso sería a interacción hormona-receptor que desencadenaría la autofosforilación de residuos de tirosina del receptor, y que este a su vez activaría diversas proteínas llamadas sustratos de receptores de insulina (IRS). Los sutratos de receptores de insulina son capaces de realizar muchas funciones, no todas comprendidas. Esta proteína podría ser capaz de tanto inducir la activación de la PDE-3, disminuyendo la concentración de AMPc, como activando la fosfatidil inositol quinasa 3 (PIK-3), que se cree que pueda activar enzimas que desfosforilen a la LSH. Otro mecanismo por el cual se cree que la insulina inhibe la lipólisis es estimulando la incorporación de los receptores beta-adrenérgicos [10], e inhibiendo la adenil ciclasa.
Pero la insulina no es el único factor capaz de inhibir la lipólisis. Existen dos prostanglandinas, E1 y E2, que han demostrado ser potentes inhibidores de la lipólisis, pero con una acción más que todo para y autocrina. Además, se ha mostrado que el neuropéptido Y y el péptido YY pueden inhibir la adenil ciclasa y la lipólisis mediante la interacción con proteínas G inhibidoras.
Modulación fisiológica del metabolismo lipídico en los estados post-prandial, post-absortivo y ayuno.
Luego de una comida las grasas son absorbidas en el intestino y empaquetadas en grandes lipoproteínas llamadas quilomicrones, los cuales vía linfática llegan a la circulación sistémica para su transporte en el organismo. Otra parte de las grasas, originadas por lipogénesis en el hígado, se transporta en VLDL hacia otros tejidos. Los tejidos que obtienen estos ácidos grasos son principalmente el músculo, para su oxidación y posterior obtención de energía, y el tejido adiposo para su almacenamiento. En el endotelio de los capilares de los tejidos previamente mencionados la LPL hidroliza los ácidos grasos obtenidos en los quilomicrones y VLDL para su transporte hacia las células del tejido correspondiente. Este proceso está estimulado por la insulina, que es secretada por el páncreas ante altas concentraciones de glucosa en la sangre.
Luego de varias horas de culminado el periodo absortivo, el organismo comienza a requerir un aporte de energía que no proviene directamente de la dieta, sino de las moléculas que no fueron utilizadas durante el período absortivo sino almacenadas. La oxidación de los ácidos grasos puede aportar más del 70% de la energía total de consumo del organismo. Los lípidos se oxidan principalmente en el hígado, la corteza suprarrenal, los músculos esqueléticos en reposo y el corazón [13]. En el período post-absortivo predomina la lipólisis, accionada por el decaimiento de los niveles de insulina en la sangre, además del efecto de las catecolaminas por los receptores beta-adrenérgicos, los cuales aumentan la lipólisis. Al dejar el tejido adiposo, los ácidos grasos libres se unen a la albúmina para ser transportados hacia otros tejidos.
Cetogenesis
El acetil-CoA producido por la oxidación de los ácidos grasos en las mitocondrias del hígado puede ser completamente oxidado vía el ciclo del ácido cítrico. Pero una fracción significante de este acetil-CoA tiene otro destino.
FORMACIÓN DE CUERPOS CETÓNICOS:
          Este proceso ocurre principalmente en las mitocondrias del hepatocito, en las cuales el acetil-CoA es convertido en acetoacetato o D-b-hidroxibutirato. Estos compuestos junto con la acetona, son referidos como cuerpos cetónicos, Que sirven como importantes combustibles metabólicos para muchos tejidos periféricos. Por ejemplo, el cerebro normalmente utiliza glucosa como fuente de energía (los ácidos grasos no pueden atravesar la barrera sanguínea cerebral), pero durante ayuno prolongado, los cuerpos cetónicos son la mayor fuente de energía del cerebro. Los cuerpos cetónicos son los equivalentes hidrosolubles de los ácidos grasos.
Metabolismo de proteínas
Las proteínas funcionan como enzimas,para formar estructuras, pero además los aminoácidos pueden utilizarse como fuente de energía o como sustratos para otras rutas biosintéticas. En los animales superiores, los aminoácidos provienen de la proteína de la dieta o por recambio metabólico de proteína endógena. El exceso de aminoácidos se degrada parcialmente para dejar esqueletos de carbono para biosíntesis o se degradan totalmente para producir energía. Los aminoácidos son catabolizados a través de la remoción del nitrógeno (N), a través de dos rutas principales: la transaminación y la desaminación oxidativa. En la transaminación, un aminoácidos dona su grupo amino al α-cetoglutarato (ciclo de Krebs) se forma un α-cetoácido y glutamato, el coenzima utilizado es principalmente el piridoxal fosfato. Esta reacción es reversible y se encuentra ampliamente distribuida en los tejidos, especialmente: cerebro, corazón, riñón, hígado. Sólo la lisina, treonina, prolina e hidroxiprolina no sufren transaminación. La regeneración del α-cetoglutarato se consigue mediante la desaminación oxidativa del glutamato catalizada por la glutamato deshidrogenasa unida al NAD.
FUNCION: Proteínas 
La función primordial de la proteína es producir tejido corporal y sintetizar enzimas, algunas hormonas como la insulina, que regulan la comunicación entre órganos y células, y otras sustancias complejas, que rigen los procesos corporales. 
De los 20 aminoácidos que componen las proteínas, ocho se consideran esenciales. 
Si estos aminoácidos esenciales no están presentes al mismo tiempo y en proporciones específicas, los otros aminoácidos, todos o en parte, no pueden utilizarse para construir las proteínas humanas. Cuando hay una carencia de alguno de ellos, los demás aminoácidos se convierten en compuestos productores de energía, y se excreta su nitrógeno.
Estructurales: Dan forma y constituyen el soporte de las estructuras de células y tejidos. Entre las más importantes de este grupo se encuentran el Colágeno, que es la proteína más abundante del organismo (30% de la proteína total, 15% del peso seco), Elastina, Queratina, Tubulina, etc.
Transporte y Almacenamiento: Gran cantidad de sustancias se transportan a través del organismo, y/o se almacenan, unidas a proteínas como Hemoglobina y Mioglobina (O2), Transferrina, Ferritina y Siderofilina (Fe), Lipoproteínas (lípidos), Albúmina (ác. grasos y fármacos). 
Catálisis: Es el grupo con más variedad; incluye todas las enzimas que se estudian en el curso, como la Anhidrasa Carbónica que participa en el transporte de CO2, Renina que participa en la regulación de la presión sanguínea, y Glutaminasa que participa en la regulación del pH en el Riñón.
Movimiento: Las principales proteínas contráctiles son Actina y Miosina del músculo y la Tubulina del citoesqueleto.
Protección y Defensa: Los Anticuerpos son las proteínas más conocidas de este grupo que también incluye los Interferones, el Sistema del Complemento y la Fibrina del sistema de coagulación de la sangre. Hormonas. Las hormonas peptídicas son muy abundantes e incluyen sustancias como Insulina, Glucagon, Oxitocina, ADH (Vasopresina), Factores de Crecimiento y Liberación, etc 
Identificación: Las propiedades antigénicas de las proteínas, como las de grupo sanguíneo o de histocompatibilidad, sirven para que el organismo pueda reconocer las estructuras propias, distinguirlas de las extrañas y actuar en correspondencia. 
Regulación: La diferenciación y el control de las funciones celulares, dependen de la regulación de la expresión de la información genética que llevan a cabo los factores nucleares de naturaleza proteica. 
Comunicación: La generación de impulsos y la traducción de los mismos dependen de proteínas de membrana, denominadas “Receptores”, que transducen las señales físicas o químicas que reciben, en cambios bioquímicos dentro de las células. Podemos mencionar los receptores de hormonas, neurotransmisores, presión, tonicidad y luz, como la Rodopsina.
Los residuos de aminoácidos se encuentran unidos covalentemente por un enlace  Enlace Enlace peptídico peptídico 
Aminoácido Origen del nombre 
Asparagina---- Espárrago 
Ácido glutámico ------Gluten de trigo 
Tirosina -----Queso (griego tyros= queso) 
Glicina -----Sabor dulce (griego glykos= dulce)
Consiste en su degradación, a través de un proceso de hidrólisis, a polipéptidos tripéptidos y dipéptidos y finalmente aminoácidos. 
Las proteínas que ingerimos deben ser transformadas por acción enzimática en aminoácidos para poder ser absorbidas por el organismo. 
A nivel de la boca, las proteínas no sufren transformación alguna. 
En el estómago comienza la digestión de las proteínas, Por medio de las enzimas proteolíticas o (proteasas) que ayudan a descomponer las proteínas en sus componentes aminoácidos, esta descomposición proteica facilita al organismo la absorción y asimilación de los nutrientes esenciales. 
Hay dos clases de enzimas digestivas proteolíticas (proteasas), con diferentes especialidades para los aminoácidos que forman el enlaces peptídicos que se va a hidrolizar. 
 Endopeptidasas: hidrolizan enlaces peptídicos entre los aminoácidos específicos en toda la molécula, son las primeras enzimas en actuar y dan un numero mayor de fragmentos de menor tamaño. 
 Exopeptidasas: catalizan la hidrólisis de enlaces peptídicos, uno a la vez, desde los extremos de los péptidos. 
VIAS METABOLICAS
Los  péptidos son moléculas compuestas a partir de los vínculos que entablan ciertos aminoácidos (que, a su vez, son ciertas clases de moléculas de carácter orgánico). La relación entre los aminoácidos quedaba establecida a través de lo que se conoce como un enlace peptídico
Las propiedades de las moléculas que participan del enlace y el número de ellas posibilitan la distinción entre los diferentes tipos de péptidos. Es posible hablar, en este sentido, de polipéptidos (que son aquellos péptidos con más de diez aminoácidos, pero con una cifra inferior a la que tienen las proteínas) o de oligopéptidos (que tienen menos de una decena de aminoácidos).
Los aminoácidos son compuestos orgánicos que se combinan para formar proteínas. Los aminoácidos y las proteínas son los pilares fundamentales de la vida.
Cuando las proteínas se digieren o se descomponen, los aminoácidos se acaban. El cuerpo humano utiliza aminoácidos para producir proteínas con el fin de ayudar al cuerpo a:
· Descomponer los alimentos
· Crecer
· Reparar tejidos corporales
· Llevar a cabo muchas otras funciones corporales
El cuerpo también puede usar los aminoácidos como una fuente de energía.
Los aminoácidos se clasifican en tres grupos:
· Aminoácidos esenciales
· Aminoácidos no esenciales
· Aminoácidos condicionales
Aminoácidos esenciales:
· Los aminoácidos esenciales no los puede producir el cuerpo. En consecuencia, deben provenir de los alimentos.
· Los 9 aminoácidos esenciales son: histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina.
Aminoácidos no esenciales:
· "No esencial" significa que nuestros cuerpos producen un aminoácido, aun cuando no lo obtengamos de los alimentos que consumimos.
· Los aminoácidos no esenciales incluyen: alanina, asparagina, ácido aspártico y ácido glutámico.
Aminoácidos condicionales:
· Los aminoácidos condicionales por lo regular no son esenciales, excepto en momentos de enfermedad y estrés.
· Los aminoácidos condicionales incluyen: arginina, cisteína, glutamina, tirosina, glicina, ornitina, prolina y seria
el ciclo de la urea 
es un proceso metabólico en el cual se procesan los derivados proteicos y se genera urea como producto final.
Si no se reutilizan para la síntesis de nuevos aminoácidos u otros productos nitrogenados, los grupos amino se canalizan a un único producto final de excreción. La mayoría de especies acuáticas, como por ejemplo los peces óseos, excretan el nitrógeno amínico en forma de amoníaco por lo que se les llama animales amonotélicos; la mayoría de animales terrestres son ureotélicos,excretan el nitrógeno amínico en forma de urea; las aves y también los reptiles son uricotélicos, excretan el nitrógeno amínico en forma deácido úrico.
En los organismos ureotélicos, el amoníaco depositado en las mitocondrias de los hepatocitos se convierte en urea mediante el ciclo de la urea.
Esta ruta fue descubierta en 1932 por Hans Krebs (que más tarde también descubriría el ciclo del ácido cítrico) y un estudiante médico asociado, Kurt Henseleit. La producción de urea tiene lugar casi exclusivamente en el hígado y representa el destino de la mayor parte del amoníaco allí canalizado. La urea pasa al torrente sanguíneo y de ahí a los riñones y se excreta en la orina.
El ciclo de la urea empieza en el interior de las mitocondrias del hígado, si bien tres de los pasos siguientes tienen lugar en el citosol; por tanto, el ciclo abarca dos compartimientos celulares. El primer grupo amino que entra en el ciclo de la urea proviene del amoníaco de la matriz mitocondrial, como resultado de las múltiples rutas descritas. Parte del amoníaco también llega al hígado vía vena porta a partir del intestino, en donde se produce por oxidación bacteriana de aminoácidos. Cualquiera que sea su origen, el NH4 generado en las mitocondrias hepáticas se utiliza inmediatamente junto con el CO2 (en forma de HCO3-) producido por la respiración mitocondrial, generando carbamoil fosfato en la matriz. Esta reacción dependiente de ATP es catalizada por la carbamoil fosfato sintetasa I, la enzima reguladora. La forma mitocondrial de la enzima es distinta de la forma citosólica (II), que tiene una función diferente en la síntesis de pirimidinas.
Conclusión
 El metabolismo implica toda una serie de complicados procesos bioquímicos controlados que ocurren en las células de los animales para mantenerlos vivos. Para tener el metabolismo adecuado, los animales dependen en gran medida de los nutrimentos que adquieren vía la ración, que debe ser lo más adecuada posible para mantener el estado de salud de los animales y alcanzar las producciones deseadas. En el caso de los rumiantes el reto está en alimentar adecuadamente a la microflora ruminal y lograr su aprovechamiento en la alimentación del animal.