Integración y regulación del metabolismo

Question 1

glucosa 6P Origen

Answer 1

Glucólisis, donde la glucosa se convierte en glucosa-6-fosfato mediante fosforilación

Question 2

glucosa 6P Destino:

Answer 2

: Vía de las pentosas, para producir ribosa-5-fosfato mediante oxidación

Question 3

glucosa 6P Enzima:

Answer 3

Glucosa-6-P Deshidrogenasa.

Question 4

acetil CoA Origen 1:

Answer 4

Glucolisis Aerobia

Question 5

acetil CoA Enzima:

Answer 5

Pirúvico Deshidrogenasa

Question 5

acetil CoA Destino 1:

Answer 5

Ciclo de Krebs

Question 6

acetil CoA Enzima:

Answer 6

Citrato Sintasa

Question 7

acetil CoA Origen 2:

Answer 7

Beta-oxidación

Question 7

acetil CoA Enzima:

Answer 7

Acil-CoA deshidrogenasa.

Question 8

acetil CoA Destino 2:

Answer 8

Cetogénesis

Question 9

acetil CoA Enzima:

Answer 9

no tiene (regulado por los cofactores NADH+H+)

Question 10

3. Indique a través de cual metabolito se interrelacionan los siguientes vías metabólicas
   a) Ciclo de las pentosas y síntesis de nucleótidos

Answer 10

Metabolito: Ribosa-5-fosfato. Este metabolito se genera en el ciclo de las pentosas y es precursor en la síntesis de nucleótidos.

Question 11

b) Ciclo de la urea y ciclo de Krebs.

Answer 11

Metabolito: Fumarato. Se produce en el ciclo de la urea y puede ser convertido en malato, que es parte del ciclo de Krebs.

Question 12

c) La glucólisis aerobia y la síntesis de triacilglicéridos.

Answer 12

Metabolito: Acetil CoA. Se produce en la glucólisis aerobia (a través del piruvato) y es un precursor en la síntesis de ácidos grasos, que son componentes de triacilglicéridos

Question 13

d) Ciclo de Krebs y la gluconeogénesis.

Answer 13

Metabolito: Oxalacetato. Este metabolito es un intermediario del ciclo de Krebs y actúa como precursor en la gluconeogénesis.

Question 14

4. Indique a través de cual metabolito se interrelacionan los siguientes vías metabólicas
   a) Ciclo de Krebs y la síntesis de porfirinas

Answer 14

Metabolito: Succinil-CoA. Este metabolito es un intermediario del ciclo de Krebs y es necesario para la síntesis de porfirinas (hemo)

Question 15

b) Ciclo de las pentosas y la esteroidogénesis.

Answer 15

Metabolito: NADPH. El ciclo de las pentosas genera NADPH, que es un cofactor esencial en la síntesis de esteroides, ya que proporciona los electrones necesarios para las reacciones de reducción en la esteroidogénesis.

Question 16

c) Metabolismo de los glúcidos y metabolismo de los lípidos.

Answer 16

Metabolito: Acetil-CoA. Este metabolito se forma a partir de la degradación de glucosa (a través de la glucólisis y el ciclo de Krebs) y también es un intermediario clave en la síntesis de ácidos grasos

Question 17

d) β-oxidación y la cetogénesis:

Answer 17

Metabolito: Acetil-CoA. Durante la β-oxidación de ácidos grasos, se produce Acetil-CoA, que puede ser utilizado en la cetogénesis para formar cuerpos cetónicos, especialmente en condiciones de ayuno o en dietas altas en grasas.

Question 18

5. Cite los procesos metabólicos que ocurren en el músculo en reposo que le permiten a este obtener energía.

Answer 18

β-oxidación de ácidos grasos
Glucólisis aerobia
Glucólisis anaerobia
Glucogénesis
Síntesis de fosfocreatina

Question 19

Glucogénesis

Answer 19

Glucogeno Sintasa

Question 20

6. De los procesos metabólicos que ocurren en el músculo en reposo cite las enzimas reguladoras de cada uno de ellos.
   β-oxidación de ácidos grasos

Answer 20

Acil-CoA Sintetasa

Question 21

Glucólisis aerobia

Answer 21

Pirúvico Deshidrogenasa

Question 22

Glucólisis anaerobia

Answer 22

Lactato Deshidrogenasa

Question 23

Síntesis de fosfocreatina

Answer 23

Arginina Glicina Transaminidasa

Question 24

7. Cite los eventos que ocurren en el músculo en reposo y para los cuales este necesita energía.

Answer 24

• Mantener el potencial de reposo de las células:
• Viabilizar procesos que requieren transporte activo:
• Sostener el tono muscular:
• Reacciones de biosíntesis:

Question 25

8. En los últimos Juegos Panamericanos se corrió la carrera de los 100 metros planos. Responda:
   a) ¿Cómo se clasifica este tipo de ejercicio y que tipo de fibras musculares participan con mayor intensidad en esta atleta durante la competencia?

Answer 25

• Ejercicio Anaerobio. Fibras rápidas, Blancas o Tipo II: De contracción rápida y de corta duración.

Question 26

b) ¿Fuente primaria de energía que utiliza en los primeros momentos de la carrera y cuál compuesto aparece en su orina?

Answer 26

Fuente primaria de energía: Se utiliza principalmente el ATP y la fosfocreatina almacenada en los músculos. Este sistema energético proporciona energía de manera rápida pero limitada.
Compuesto en la orina: Durante el ejercicio físico, aumenta la presencia de creatinina en orina prácticamente constante en las 24 horas. También aparece el ácido láctico en el músculo, que eventualmente se convierte en lactato y es excretado en la orina

Question 26

9. Con relación a la carrera de 100 metros de la pregunta anterior, después de agotada esta primera fuente de energía y teniendo en cuenta la presencia en la sangre de esta atleta de las hormonas adrenalina y glucagón, ¿Cuáles enzimas y procesos metabólicos se activan para el suministro de energía a consumir durante la carrera?

Answer 26

Debido al aumento de la concentración de ADP se estimulan los siguientes procesos:
* Fosforilación Oxidativa por disponibilidad de sustrato
* Ciclo de Krebs debido a que es estimulada la enzima isocítrico deshidrogenasa por regulación alostérica
* Glucólisis debido a que la fosfofructoquinasa I es estimulada por regulación alostérica positiva del ADP

Question 27

10. Explique las relaciones interorgánicas que se establecen durante el ejercicio físico anaerobio mediante el Ciclo de Cori teniendo en cuenta las condiciones metabólicas, los órganos que intervienen y las enzimas y procesos que se activan.

Answer 27

Las hormonas glucagón en el hígado y adrenalina en hígado y músculos, activan por el mecanismo de AMPc a la glucógeno fosforilasa, activándose la glucogenólisis hepática y muscular la cual aporta glucosa 6P y que debido a la deficiencia de oxígeno en el músculo hace que se produzca en éste la glucólisis anaerobia, liberando 2 ATP y ácido láctico el cual va al hígado a través de la sangre convirtiéndose en glucosa a través de la gluconeogénesis y retorna nuevamente al músculo para ser utilizado como fuente de energía (Ciclo de Cori)

Question 28

11. Explique a que se debe la activación de la gluconeogénesis ocurrida en el hígado durante el Ciclo de Cori.

Answer 28

Esto se debe a que el músculo produce ácido láctico que llega al hígado a través de la sangre, donde actúa como sustrato de la gluconeogénesis que libera glucosa hacia la sangre para que pueda ser captada por el músculo.

Question 29

12. Eliud Kipchoge ganó la maratón de 42 km celebrada en Berlin, Alemania en el año 2022. Al respecto responda:
    a) ¿Cómo se clasifica este tipo de ejercicio y que tipo de fibras musculares participan con mayor intensidad?

Answer 29

Ejercicio aeróbico. Fibras Lentas, Rojas o Tipo I: De contracción lenta y de larga duración

Question 30

b) ¿Qué adaptaciones metabólicas experimenta el metabolismo de la glucosa en este tipo de ejercicio?

Answer 30

La glucólisis aerobia acelerada trae consigo un consumo incrementado de glucosa por el músculo que hace bajar los niveles de glucosa en sangre por lo que se estimula la glucogenólisis y la gluconeogénesis hepática

Question 31

13. Con relación a la carrera de maratón de 42 km antes mencionada responda:
    a) ¿Qué otra reserva energética comienza a utilizar el organismo una vez que se agota el glucógeno muscular?

Answer 31

Una vez se agota el glucógeno es la lipólisis en el tejido adiposo la que suministra ácidos grasos para la beta oxidación incrementándose la producción de ATP

Question 32

b) Con relación a esta otra reserva energética cite la hormona, la enzima y el proceso metabólico que se activan para que el ciclo de Krebs siga funcionando a plena capacidad.

Answer 32

Las hormonas empleadas son glucagón y adrenalina, que estimulan la lipólisis para producir ácidos grasos que luego serán convertidos por B oxidación en Acetil CoA que es el alimentador principal del CK.

Question 33

14. Enuncie cinco beneficios del ejercicio físico.

Answer 33

• Desarrolla el sistema muscular con aumento de la masa y la fuerza.
• Aumenta la capacidad respiratoria, contribuyendo a conservar la elasticidad del tejido pulmonar.
• Mejora la capacidad cardíaca, lo que produce una mejor circulación y nutrición de todos los tejidos.
• Impide o disminuye los depósitos excesivos de grasas, por lo que es eficaz contra la obesidad.
• En circunstancias especiales constituye un medio de rehabilitación de capacidades funcionales perdidas.

Question 34

15. Un grupo de mineros mientras trabajaban quedaron atrapados a causa de un derrumbe y son rescatados por los bomberos una semana después de ocurrido este accidente. Responda:
    a) ¿Cuál es el estado de la glucemia de los mineros y cuáles son las principales hormonas que controlan el proceso de adaptación metabólica en esta situación?

Answer 34

Hipoglucemia (Ayuno Prolongado) Glucagón y adrenalina

Question 35

b) ¿Cuál es el proceso del metabolismo del glucógeno hepático que estuvo activado en los primeros momentos del ayuno (hasta ≈ 12 horas)? Indique la enzima reguladora de este proceso.

Answer 35

Mecanismo: glucogenolisis hepática enzima: glucosa 6 fosfatasa

Question 36

17. Explique las relaciones interorgánicas que se establecen durante el ayuno prolongado mediante el Ciclo de Cahill teniendo en cuenta las condiciones metabólicas, los órganos que intervienen y las enzimas y procesos que se activan.

Answer 36

Los aminoácidos obtenidos por proteólisis, mediante una transaminación del ácido piruvico se obtiene alanina, que viaja por la sangre hasta el hígado convirtiéndose en un sustrato de la gluconeogénesis quedando de manifiesto el Ciclo de Cahill

Question 36

16. Relacionado con el grupo de mineros atrapados por derrumbe de la pregunta anterior responda:
    a) ¿Cuál es el proceso del metabolismo de la glucosa que se activa después que se agotó el glucógeno hepático?
    b) gluconeogénesis
    c) ¿Cuáles sustratos o precursores utilizan dicho proceso? Indique la enzima reguladora

Answer 36

Sustratos: aminoácidos (alanina) enzima: bisfosfofructofosfatasa I

Question 36

18. Explique los eventos metabólicos que ocurren en el hígado durante el Ciclo de Cahill que conllevan a la aparición de urea en la orina especificando los procesos y enzimas involucradas.

Answer 36

La alanina en el hígado experimenta una transdesaminación convirtiéndose nuevamente en ácido pirúvico por la enzima Transaminasa y el amoníaco liberado va para la ureogénesis convirtiéndose en urea, que viaja hasta el riñón y se excreta en la orina

Question 36

d) ¿Qué compuesto predomina en la orina de este individuo mientras el organismo utiliza los sustratos antes mencionado?

Answer 36

La alanina se convierte en acido pirúvico y el amoniaco liberado va para la ureogénesis y se elimina mediante la orina

Question 37

19. Cite 5 características de la primera etapa del ayuno

Answer 37

• El organismo se encuentra en estado de hipoglucemia
• Presencia de hormonas glucagón y adrenalina en sangre.
• Se consume todo el glucógeno almacenado en el hígado.
• Predomina la Alanina en la sangre
• Se manifiesta el ciclo de Cahill y Cori.

Question 38

20. Relacionado con el grupo de mineros atrapados por derrumbe de la pregunta anterior responda:
    a) Agotadas las reservas de glucógeno y proteínas musculares ¿cuál nueva reserva energética utiliza el organismo?

Answer 38

La nueva forma de obtención de energía es la lipólisis, donde se degradan los TAG hasta Glicerol y Ácidos Grasos.
El glicerol sustituye en un 90% a los AA como metabolito inicial de la gluconeogénesis

Question 38

b) Con relación a esta nueva reserva energética cite la hormona, las enzimas y los procesos metabólicos que se activan para que el ciclo de Krebs siga funcionando a plena capacidad.

Answer 38

Hormona: Glucagón
Enzimas: Lipasa Hormonosensible y Bisfosfofructofosfatasa 1
Procesos metabólicos: Lipólisis y Gluconeogénesis

Question 39

21. Relacionado con el grupo de mineros atrapados por derrumbe de la pregunta anterior se observó que en el momento del rescate presentaban un cuadro de cetosis, aunque había disminuido la pérdida de peso con relación a los primeros días.
    a) Cite un síntoma o signo de la cetosis. Explique en que consiste el mismo
    S

Answer 39

Síntomas: cetonuria, aliento cetónico

Question 39

c) Cite el proceso, la enzima y el sustrato de ésta que garantizan la normoglucemia del organismo bajo estas condiciones

Answer 39

Proceso: Gluconeogénesis Enzima: Bisfosfofructofosfatasa 1

Question 40

b) Explique a que se debe la disminución en la pérdida de peso de estos mineros durante esta segunda etapa del ayuno.

Answer 40

Esto se debe a que la degradación de proteínas en músculos para obtener aminoácidos es reemplazada en un 90% por el glicerol que constituye entonces el nuevo sustrato de la gluconeogénesis

Question 40

c) ¿Qué adaptación metabólica se produce en el 3er día de ayuno que provoca que disminuyan los requerimientos de glucosa?

Answer 40

El cerebro comienza a usar los cuerpos cetónicos como fuente de energía disminuyendo el consumo de glucosa.

Question 40

22. Cite 5 características de la segunda etapa del ayuno no coincidentes con la primera etapa.

Answer 40

• Comienzan a utilizarse como fuente de energía las reservas de TAG del tejido adiposo.
• Disminuye la pérdida de peso porque dejan de utilizarse las proteínas.
• Se utilizan cuerpos cetónicos por el cerebro como fuente de energía previa cetólisis de estos.
• Disminuye el catabolismo de las proteínas lo que disminuye el ciclo de Cahill.
• Se producen enfermedades por falta de vitaminas.

Question 40

23. Un luchador inicia una huelga. Durante el ayuno sólo ingiere vitaminas y agua todos los días. Responda:
    a) Estado de la glucemia y la principal hormona que controla el proceso de adaptación metabólica:

Answer 40

-El individuo se encuentra en hipoglucemia y la hormona que predomina es el glucagón

Question 41

b) Después de 30 días de huelga. ¿A cuál reserva energética acude el organismo en este caso?

Answer 41

-La reserva energética en este caso son las proteínas nuevamente

Question 41

c) Cite la enzima y el proceso metabólico que se activan para que el ciclo de Krebs siga funcionando.

Answer 41

-El proceso que se manifiesta es la gluconeogénesis y la enzima de este es la bisfosfofructofosfatasa 1

Question 42

24. Cite 5 características de la tercera etapa del ayuno prolongado

Answer 42

• Presencia de hormonas glucagón y adrenalina en sangre debido a la hipoglucemia.
• Se vuelven a utilizar los aminoácidos de las proteínas musculares para la síntesis de glucosa por gluconeogénesis.
• Se intensifica el ciclo de Cahill.
• Se excreta urea por la orina.
• Muerte.

Question 42

25. Explique las causas de la hiperglucemia en individuos con déficit de acción insulínica debido a la ausencia de insulina

Answer 42

-La glucosa no entra al tejido adiposo y muscular, debido a que el Glut 4, su transportador, requiere de insulina.
-En el hígado el Glut 2 no requiere de insulina, pero es necesaria para la fosforilación de la glucosa pues la glucoquinasa es inducida por la insulina

Question 43

26. Explique las causas de la hiperglucemia en individuos con déficit de acción insulínica debido a la presencia de glucagón.

Answer 43

-Se activa la glucogenólisis hepática. (ambos dan como producto final a la glucosa 6-P)
-Se activa la gluconeogénesis.

Question 44

27. Explique a qué se debe la Hipercetonemia y la cetonuria presente en los pacientes con déficit de acción insulínica.

Answer 44

-Glucolisis deprimida por falta de glucosa en los tejidos.
-Disminución de ácido pirúvico y por tanto de ácido oxalacético.
-El ciclo de Krebs se encuentra enlentecido por falta de ácido oxalacético.
-La lipólisis y la β-oxidación se encuentran activadas debido a la presencia de glucagón.
-El exceso de Acetil CoA proveniente de la β-oxidación se desvía hacia la cetogénesis produciéndose una gran cantidad de cuerpos cetónicos que salen a la sangre lo cual explica la Hipercetonemia.
-La intensidad de la cetogénesis en el tejido hepático sobrepasa a la cetólisis en los tejidos extrahepáticos a donde han llegado los cuerpos cetónicos estableciéndose el estado de cetosis.

Question 45

28. Cite 4 síntomas y signos de los pacientes con déficit de acción insulínica y diga en qué consisten los mismos.

Answer 45

-Glucosuria: pérdida de glucosa en orina.
-Poliuria: pérdida de agua en la orina
-Polidipsia: sensación de sed debido a la deshidratación.
-Polifagia: exacerbación del apetito

Question 46

29. ¿Por qué la cetosis de los pacientes con déficit de acción insulínica sea más brusca que la cetosis del ayuno prolongado?

Answer 46

-No hay efecto regulatorio de los cuerpos cetónicos, favoreciéndose la lipólisis y la β-oxidación
- Los cuerpos cetónicos no son usados por el cerebro ya que hay hiperglucemia y la glucosa no necesita insulina para su entrada al cerebro ni para su fosforilación por la hexoquinasa.
-La cetoacidosis metabólica es más intensa debido a que como hay una gran concentración de cuerpos cetónicos en sangre, hay un mayor desequilibrio hidroelectrolítico por disminución del pH, se producen diarreas, se establece el coma y pudiera sobrevenir la muerte.