Juan Carlos López Barajas - Fisiopatología y nutrición

Índice

Unidad 1. Generalidades del metabolismo y alteraciones fisiopatológicas

Unidad 2. Sistema inmune

Unidad 3. Fisiopatología de la desnutrición

Unidad 4. Fisiopatología de las enfermedades del tracto gastrointestinal

Unidad 5. Fisiopatología en anemia

Unidad 6. Fisiopatología de las enfermedades de hígado y páncreas

Unidad 7. Fisiopatología de las enfermedades cardiovasculares y crónico-degenerativas

Unidad 8. Fisiopatología de las enfermedades renales

Unidad 9. Fisiopatología en las enfermedades endócrinas no relacionadas con síndrome metabólico

Unidad 10. Fisiopatología de la enfermedad pulmonar

Unidad 11. Fisiopatología en las enfermedades reumatológicas y musculoesqueléticas asociadas

Unidad 12. Adaptación metabólica en estados catabólicos

Unidad 13. Cáncer y nutrición

Bibliografía

D. R. © 2021, Elizabeth Barragán Guzmán y Juan Carlos López Barajas

ISBN 978-607-8676-56-9

Editorial Página Seis, S.A. de C.V.

Teotihuacan 345, Ciudad del Sol

C.P. 45050, Zapopan, Jalisco.

Tel. 3657 3786 y 3657 5045

www.pagina6.com.mx

Se editó para publicación digital en enero de 2021.

Unidad 1

Generalidades del metabolismo y alteraciones fisiopatológicas

El metabolismo —del griego: μεταβολή (metabole), que significa cambio, más el sufijo -ισμός (-ismo), que significa cualidad o sistema, o sea la cualidad que tienen los seres vivos de cambiar químicamente la naturaleza de ciertas sustancias— es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos fisicoquímicosque ocurren en una célulay en el organismo. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida, a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras y responder a estímulos, entre otras.

El metabolismo se divide en dos procesos conjugados, el catabolismoy el anabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía, un ejemplo de ello es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos. Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esa energíaliberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como las proteínasy los ácidos nucleicos. El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados, puesto que uno depende del otro.

Este proceso está a cargo de enzimaslocalizadas en el hígadoy, en el caso de las drogas psicoactivas, a menudo consiste simplemente en eliminar su capacidad de atravesar las membranas de lípidospara que no puedan pasar la barrera hematoencefálicay alcanzar el sistema nervioso central, lo que explica la importancia del hígado y el hecho de que ese órganosea afectado con frecuencia en los casos de consumo masivo o continuo de drogas.

La economía que la actividad celular impone sobre sus recursos obliga a organizar estrictamente las reacciones químicas del metabolismo en vías o rutas metabólicasen las que un compuesto químico ( sustrato) es transformado en otro (producto) y este a su vez funciona como sustrato para generar otro producto, en una secuencia de reacciones en las que intervienen diferentes enzimas (por lo general una para cada sustrato-reacción). Las enzimas son cruciales en el metabolismo porque agilizan las reacciones fisicoquímicas al convertir posibles reacciones termodinámicasdeseadas, pero «no favorables», mediante un acoplamiento, en reacciones favorables. Las enzimas también se comportan como factores reguladores de las vías metabólicas —de las que modifican la funcionalidad, y por ende la actividad completa— en respuesta al ambiente y a las necesidades de la célula o según señales de otras células.

El metabolismo de un organismo determina las sustancias que encontrará nutritivasy las que encontrará tóxicas. Por ejemplo, algunas células procariotasutilizan sulfuro de hidrógenocomo nutriente, pero ese gas es venenosopara los animales. La velocidad del metabolismo y el rango metabólico también influyen en cuánto alimentova a requerir un organismo.

Una característica del metabolismo es la similitud de las rutas metabólicas básicas incluso entre especies muy diferentes. Por ejemplo, la secuencia de pasos químicos en una vía metabólica, como el ciclo de Krebs, es universal entre células vivientes tan diversas como la bacteria unicelular Escherichia coliy organismos pluricelularescomo el elefante.

Es probable que esta estructura metabólica compartida sea el resultado de la alta eficiencia de estas rutas y de su temprana aparición en la historia evolutiva. (Ministerio de Educación del Gobierno de España, 2014).

1.1 Catabolismo y anabolismo

El catabolismo es la parte del proceso metabólicoque consiste en la transformación de biomoléculascomplejas en moléculas sencillas y en el almacenamiento adecuado de la energía química desprendida en forma de enlaces de alta energía en moléculas de adenosín trifosfato.

Catabolismo de biomoléculas

En el caso de los organismos que degradan biomoléculas, también existe diversidad entre las reacciones catabólicas que se llevan a cabo en presencia de oxígeno ( aeróbicas) o en ausencia de él ( anaeróbicas). A grandes rasgos, en primer lugar, las grandes moléculas orgánicas nutrientes, como las proteínas, polisacáridoso lípidos, son degradadas a sus monómerosconstituyentes, aminoácidos, monosacáridosy ácidos grasos, respectivamente, proceso que se lleva a cabo fuera de las células en la luz del aparato digestivo. Este proceso es conocido como digestión. Luego, estas moléculas pequeñas son llevadas a las células y convertidas en moléculas aún más simples, como grupos acetilosque se unen covalentemente a la coenzima Apara formar la acetil-coenzima A, cuyo grupo acetiles oxidado a aguay dióxido de carbonopor los organismos aerobiosmediante el ciclo de Krebs, liberando energía que se retiene al reducir la coenzima nicotinamida adenina dinucleótido(NAD+) a NADH+H. El NADH y otras coenzimas son finalmente oxidadas en la cadena transportadora de electrones, proceso acoplado a la síntesis de ATP(Devlin, 2014).

Glúcidos

Tras la digestión, mediante la que los polisacáridos se transforman en glucosa, las moléculas de glucosasiguen tanto en organismos aeróbicoscomo anaeróbicosla glucólisis, que tiene como resultado la producción de ATPy piruvato. En ausencia de oxígenoel piruvato podrá seguir su catabolización mediante la fermentación. En presencia de oxígeno, el piruvato será oxidado a acetil-CoApara ser degradado en el ciclo de Krebsy producir un mayor número de moléculas de ATPmediante la cadena de transporte de electrones(Devlin, 2014).

Glucólisis

Es un proceso anaerobio, no es necesaria la presencia de oxígeno. Tras la digestiónen la que los polisacáridoshan sido degradados a glucosa, se lleva a cabo la glucolisisque degradará, mediante una serie de diez reacciones, cada moléculade glucosaen dos moléculas de piruvato. La reacción global de la degradación de una molécula de glucosa es la siguiente:

Por tanto, el rendimiento energéticototal de la glucólisis es de 2 NADHy 2 ATP. Tanto las dos moléculas de piruvatocomo las dos moléculas de NADHpodrán seguir otras vías metabólicas por las que podrá extraerse de ellas más energía en forma de ATP.

Fermentación

La fermentación se lleva a cabo en ausencia de oxígenoy es una alternativa a la oxidación del piruvatoy al ciclo de Krebs. Su su ficiencia energéticaes inferior a la de las reacciones aerobias, ya que a partir de una molécula de glucosasolo se producen dos moléculas de ATP. Existen diferentes tipos de fermentación, por ejemplo, la fermentación lácticao la alcohólica(Devlin, 2014).