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¿Puede el cuerpo humano crear glucosa a partir de la grasa?


Leí opiniones contradictorias sobre si el cuerpo humano puede crear glucosa a partir de la grasa. ¿Puede?


Solo alrededor del 5-6% de triglicéridos (grasas) se puede convertir en glucosa en humanos.

Esto se debe a que los triglicéridos están compuestos por una molécula de glicerol de 3 carbonos y tres ácidos grasos de 16 o 18 carbonos. El glicerol (3/51-a-57 = 5.2-5.9%) pueden convertirse en glucosa en el hígado por gluconeogénesis (después de la conversión en fosfato de dihidroxiacetona).

Las cadenas de ácidos grasos, sin embargo, se oxidan a acetil-CoA, que no poder convertirse en glucosa en humanos. La acetil-CoA es una fuente de ATP cuando se oxida en el ciclo del ácido tricarboxílico, pero el carbono se convierte en dióxido de carbono. (La molécula de oxalacetato producida en el ciclo solo equilibra la que se condensa la acetil-CoA para ingresar al ciclo, por lo que no se puede derivar a la gluconeogénesis).

Entonces, los triglicéridos son una fuente pobre de glucosa en la inanición, y esa no es su función principal. Algo de acetil-CoA se convierte en cuerpos cetónicos (acetoacetato y β-hidroxibutirato) durante la inanición, lo que puede reemplazar parte, pero no todo, del requerimiento de glucosa del cerebro.

Plantas y algunas bacterias pueden convierten los ácidos grasos en glucosa porque poseen las enzimas de derivación glioxilato que permiten que dos moléculas de acetil-CoA se conviertan en malato y luego en oxalacetato. Esto generalmente falta en los mamíferos, aunque se ha informado en animales que hibernan (gracias a @Roland por la última información).


Para ser más detallado es el irreversiblemente de la reacción llevada por Piruvato deshidrogenasa eso hace imposible la conversión de las cadenas de ácidos grasos en glucosa. los cadenas de ácidos grasos se convierten a acetil-CoA.

Acetil-CoA para ser convertido en piruvato necesitan una enzima que pueda hacer la reacción inversa de la piruvato deshidrogenasa (en los seres humanos no existe tal enzima). Entonces, el piruvato dentro de las mitocondrias se convierte en glucosa (gluconeogénesis).


Enlaces relacionados

Referencias: El catabolismo de BCAA en la grasa marrón controla la homeostasis energética a través de SLC25A44. Yoneshiro T, Wang Q, Tajima K, Matsushita M, Maki H, Igarashi K, Dai Z, White PJ, McGarrah RW, Ilkayeva OR, Deleye Y, Oguri Y, Kuroda M, Ikeda K, Li H, Ueno A, Ohishi M , Ishikawa T, Kim K, Chen Y, Sponton CH, Pradhan RN, Majd H, Greiner VJ, Yoneshiro M, Brown Z, Chondronikola M, Takahashi H, Goto T, Kawada T, Sidossis L, Szoka FC, McManus MT, Saito M, Soga T, Kajimura S. Naturaleza. 21 de agosto de 2019. Doi: 10.1038 / s41586-019-1503-x. [Publicación electrónica antes de la impresión]. PMID: 31435015.

Fondos: Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales de los NIH (NIDDK) e Instituto Nacional del Cáncer (NCI) Fundación Edward Mallinckrodt Jr. Asociación Estadounidense de Diabetes Agencia Japonesa para la Investigación y el Desarrollo Médico Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia.


La glucosa es una molécula de azúcar de seis carbonos. Su cuerpo primero convierte esta molécula en dos moléculas de piruvato de tres carbonos a través del proceso de glucólisis y luego en acetil CoA. Cuando su cuerpo requiere energía inmediata, la acetil CoA ingresa al ciclo del ácido cítrico creando moléculas de energía en forma de ATP. Cuando la ingesta de glucosa excede las necesidades energéticas de su cuerpo, por ejemplo, come un helado y luego se relaja en el sofá durante cinco horas, su cuerpo no necesita crear más moléculas de energía. Por lo tanto, la acetil CoA comienza el proceso de síntesis de ácidos grasos convirtiéndose en triglicéridos que se almacenan en los tejidos grasos de su cuerpo. Estos triglicéridos son moléculas de energía almacenadas que se pueden descomponer más tarde para brindarle la energía que necesita para, por ejemplo, levantarse del sofá y dar un paseo en bicicleta.

La síntesis de ácidos grasos está influenciada por los alimentos que consume y las hormonas que libera. Cuando los niveles de glucosa en sangre son altos, como después de ingerir una comida azucarada, su cuerpo libera insulina. La insulina estimula la formación de ácido graso sintasa, una enzima que aumenta el almacenamiento de grasa. Por otro lado, los ácidos grasos poliinsaturados disminuyen la formación de la enzima sintasa de ácidos grasos, lo que implica que comer alimentos que contienen grasas poliinsaturadas puede no conducir a un mayor almacenamiento de grasa como comer alimentos azucarados. Además, cuando las células grasas aumentan su almacenamiento de grasa, se produce una molécula llamada leptina. La leptina provoca una disminución de la ingesta de alimentos, un aumento del gasto energético y una inhibición de la síntesis de ácidos grasos.


Convertir proteínas en glucosa

Después de comer alimentos que contienen proteínas, estos se digieren y se descomponen en aminoácidos individuales, que luego las células utilizan para reconstruir nuevas proteínas. Los aminoácidos también tienen una variedad de otras funciones, como ayudar a producir neurotransmisores y antioxidantes. Su cuerpo puede utilizar todos los aminoácidos, excepto la lisina y la leucina, para producir glucosa. Algunos de los aminoácidos tienen la capacidad de convertirse en glucosa y ácidos grasos, mientras que la lisina y la leucina solo pueden usarse para sintetizar ácidos grasos.


Ciclo del ácido láctico

Si su cuerpo necesita energía de inmediato, convierte el piruvato en ácido láctico. Cuando haces un ejercicio intenso como levantar pesos pesados ​​o correr, tu cuerpo usa ácido láctico para producir energía.

El ejercicio intenso se llama ejercicio anaeróbico porque no necesitas oxígeno para generar energía. Por eso es más rápido convertir el piruvato en ácido láctico, porque no se requiere oxígeno.

Hay dos grandes inconvenientes de la energía anaeróbica. La primera es que a medida que se acumula el ácido láctico, ralentiza y detiene el proceso químico que produce energía. Esa es la razón por la que no puede mantener un sprint y sus músculos fallan durante el levantamiento de pesas pesado.

El otro inconveniente es que no se puede producir mucho ATP con este proceso. Es rápido pero ineficiente. Por cada molécula de glucosa que use, puede crear cuatro ATP. Eso es mucho menos que cuando su cuerpo usa oxígeno.


¿Siempre hambriento? Tus células grasas pueden ser las culpables

En comparación con otras especies de nuestro tamaño, los humanos tenemos un cerebro excepcionalmente grande que requiere una enorme cantidad de calorías. Las demandas metabólicas del cerebro son tan grandes que, en condiciones de reposo, utiliza aproximadamente una de cada tres calorías que consumimos. Y este requerimiento calórico es absoluto. Cualquier interrupción causaría una pérdida inmediata del conocimiento, seguida rápidamente de convulsiones, coma y muerte. Eso es un problema, porque hasta hace muy poco en la historia de la humanidad, el acceso a las calorías siempre había sido impredecible. Nuestros antepasados ​​enfrentaron períodos prolongados de privación cuando fracasaba una caza o un cultivo de alimentos básicos, durante los duros inviernos o cuando se aventuraban a cruzar un océano. La clave de su supervivencia fue la grasa corporal.

Si pasamos más de unas horas sin comer, el cuerpo debe depender de los combustibles almacenados para obtener energía, y estos vienen en tres tipos básicos, familiares para cualquiera que lea una etiqueta nutricional: carbohidratos, proteínas y grasas. El cuerpo almacena los carbohidratos accesibles en el hígado y las proteínas en los músculos, pero estos se encuentran en forma diluida, rodeados de mucha agua. Por el contrario, la grasa almacenada está muy concentrada, ya que el tejido graso contiene muy poca agua. Además, los carbohidratos puros y las proteínas tienen menos de la mitad de las calorías de la grasa pura, lo que los convierte en fuentes de energía relativamente débiles. Por estas razones, el hígado y los músculos contienen solo una pequeña fracción de las calorías en el tejido graso (menos de 600 en comparación con aproximadamente 3500 por libra). En ausencia de grasa corporal, incluso un hombre musculoso se consumiría en días sin comer, mientras que todos, excepto los adultos más delgados, tienen suficiente grasa corporal para sobrevivir muchas semanas.

Y estas células grasas no son solo depósitos de almacenamiento inertes. Las células grasas absorben activamente el exceso de calorías poco después de las comidas y las liberan de forma controlada en otros momentos, de acuerdo con las necesidades del cuerpo.

El tejido graso también responde y emite una multitud de señales químicas y mensajes neuronales, lo que ayuda a afinar nuestro metabolismo y sistema inmunológico. Pero cuando las células grasas funcionan mal, surgen grandes problemas.

Generalmente pensamos que el aumento de peso es la consecuencia inevitable de consumir demasiadas calorías, siendo las células grasas las receptoras pasivas de ese exceso. Pero las células grasas no hacen nada importante sin instrucciones específicas, ciertamente no el almacenamiento y la liberación de calorías, sus funciones más críticas.

Insulina: el fertilizante de células grasas

Muchas sustancias producidas en el cuerpo o contenidas en nuestra dieta afectan directamente el comportamiento de las células grasas, entre ellas la hormona insulina.

La insulina, producida en el páncreas, es ampliamente conocida por su capacidad para reducir el azúcar en sangre. Los problemas con la producción o acción de la insulina conducen a las formas comunes de diabetes, específicamente el tipo 1 (anteriormente llamado diabetes juvenil) y el tipo 2 (una complicación frecuente de la obesidad).

Pero las acciones de la insulina se extienden mucho más allá del control del azúcar en sangre, hasta cómo fluyen todas las calorías por el cuerpo.

Poco después de comenzar una comida, el nivel de insulina aumenta y dirige las calorías entrantes (glucosa de los carbohidratos, aminoácidos de las proteínas y ácidos grasos libres de la grasa de nuestra dieta) hacia los tejidos corporales para su utilización o almacenamiento. Unas horas más tarde, la disminución del nivel de insulina permite que los combustibles almacenados vuelvan a entrar en la sangre para que los utilice el cerebro y el resto del cuerpo. Aunque otras hormonas y aportes biológicos juegan un papel secundario en esta coreografía, la insulina es la estrella indiscutible.

Los efectos de la insulina sobre el almacenamiento de calorías son tan potentes que podemos considerarla el mejor fertilizante de células grasas. Por ejemplo, las ratas que recibieron infusiones de insulina desarrollaron niveles bajos de glucosa en sangre (hipoglucemia), comieron más y aumentaron de peso. Incluso cuando su comida se restringió a la de los animales de control, todavía engordaron más. Por el contrario, los ratones modificados genéticamente para producir menos insulina tenían células grasas más saludables, quemaron más calorías y resistieron el aumento de peso, incluso cuando se les dio una dieta que engorda a los ratones normales.

En los seres humanos, las altas tasas de liberación de insulina del páncreas debido a variantes genéticas u otras razones provocan aumento de peso. Las personas con diabetes tipo 1 que reciben un exceso de insulina aumentan de peso de manera predecible, mientras que las que reciben un tratamiento inadecuado con muy poca insulina pierden peso, sin importar cuánto coman. Además, los fármacos que estimulan la liberación de insulina del páncreas también se asocian con el aumento de peso y los que bloquean su liberación con la pérdida de peso.

Si demasiada insulina hace que las células grasas aumenten de tamaño y número, ¿qué impulsa al páncreas a producir demasiada insulina? Carbohidratos, específicamente azúcar y los almidones altamente procesados ​​que se digieren rápidamente en azúcar. Básicamente, cualquiera de esos alimentos empaquetados "bajos en grasa" hechos principalmente de granos refinados, productos de papa o azúcar concentrada que se coló en nuestra dieta mientras nos enfocamos en comer menos grasa.

Nuestras células grasas nos hacen comer en exceso

Todo esto es solo Endocrinología 101, información bien establecida que todo estudiante de medicina de primer año debe conocer. Pero conduce a una posibilidad asombrosa. La forma habitual de pensar sobre la epidemia de obesidad es al revés. Comer en exceso no ha hecho que nuestras células grasas crezcan; nuestras células grasas han sido programadas para crecer, y eso nos ha hecho comer en exceso.


Proteínas

Las proteínas son polímeros de aminoácidos. Aunque existen cientos de miles de proteínas diferentes que existen en la naturaleza, todas están formadas por diferentes combinaciones de aminoácidos. Las proteínas son moléculas grandes que pueden estar formadas por cientos o incluso miles de aminoácidos. Todos los aminoácidos tienen la estructura general (ver Figura 2).

Figura 2: Estructura general de un aminoácido.

La R en el diagrama representa un grupo funcional que varía según el aminoácido específico en cuestión. Por ejemplo, R puede ser simplemente un átomo de H, como en el aminoácido glicina, o un grupo orgánico más complejo. Cuando dos aminoácidos se unen, los dos extremos de los aminoácidos cercanos (que se muestran en rojo) se liberan y el extremo de carbono (llamado carboxilo) de un aminoácido se une al extremo de nitrógeno del adyacente formando un enlace peptídico, como se ilustra. en la Figura 3.

Figura 3: Un enlace peptídico.

Propósito de las proteínas

Cuando muchos aminoácidos se unen para crear cadenas largas, la estructura se llama proteína (también se le llama polipéptido porque contiene muchos enlaces peptídicos). Las proteínas sirven para dos propósitos generales en el cuerpo humano:

Proteínas estructurales forman la mayor parte del material sólido en el cuerpo humano. Por ejemplo, las proteínas estructurales queratina y colágeno son el componente principal de su cabello, músculos, tendones y piel.

Proteínas funcionales ayudar a realizar actividades y funciones en el cuerpo humano. Por ejemplo, la hemoglobina es una proteína funcional que se encuentra en los glóbulos rojos y ayuda a transportar oxígeno en el cuerpo. La miosina es una proteína que se encuentra en el tejido muscular y es responsable de la capacidad de los músculos para contraerse. La insulina es una proteína funcional que ayuda a regular el almacenamiento del azúcar glucosa en el cuerpo humano. Una subclase de proteínas funcionales es el grupo de polipéptidos denominados enzimas. Las enzimas ayudan a llevar a cabo reacciones químicas específicas en el cuerpo. Por ejemplo, la amilasa es una enzima que se encuentra tanto en la saliva humana como en los intestinos y que ayuda a romper los enlaces glucosa-glucosa en el almidón de carbohidratos, lo que permite que su cuerpo absorba la glucosa y la use como energía.

Se estima que existen 100.000 proteínas diferentes solo en el cuerpo humano, y cada una de ellas se compone de una combinación de diferentes combinaciones de solo 20 aminoácidos. Cada proteína tiene una estructura diferente y realiza una función diferente en el cuerpo. Cuando comemos alimentos que contienen proteínas (como carne, pescado, frijoles, huevos, queso, etc.), las cadenas polipeptídicas generalmente se descomponen en el tracto digestivo y los aminoácidos individuales se absorben en nuestro cuerpo. Estos aminoácidos luego se recombinan en proteínas específicas para cada persona individual en un proceso llamado síntesis de proteínas.

Hay cientos de miles de proteínas que existen en la naturaleza. Esto es posible

Aspectos específicos del trabajo de la estructura de las proteínas.

Para llevar a cabo estos trabajos tan precisos en el cuerpo, cada proteína individual debe ser única y específica para el trabajo en cuestión. Cuatro aspectos de la estructura de una proteína son específicos del trabajo que realiza la proteína en el cuerpo.

Estructura primaria (1 °): El primer aspecto de la estructura de una proteína se llama estructura primaria (1 °). La estructura principal de una proteína es la secuencia de aminoácidos en la proteína. La cantidad de aminoácidos en una proteína puede variar de cientos a miles, y la secuencia en la que ocurren esos 20 aminoácidos diferentes que acabamos de mencionar (obviamente, un aminoácido puede ocurrir en una proteína muchas veces) es específica de la proteína individual. al igual que la secuencia de números en su número de teléfono es específica de su teléfono.

Estructura secundaria (2 °): los estructura secundaria (2 °) de una proteína se define por la forma en que las largas cadenas de aminoácidos se enrollan sobre sí mismas. Así como un cable telefónico se enrolla alrededor de sí mismo para formar una bobina, una proteína también se enrolla alrededor de sí misma, y ​​el grado y la tensión de la bobina es específico de la proteína en cuestión.

Estructura terciaria (3 °): Una vez que una proteína se enrolla, la proteína comenzará a plegarse sobre sí misma (de manera similar a la forma en que un cable telefónico se enreda alrededor de sí mismo) este plegado es específico de la función de la proteína y se llama proteína de estructura terciaria (3 °).

Estructura cuaternaria (4 °): Algunas proteínas tienen una capa adicional de estructura en la que múltiples polipéptidos, cada uno plegado a su manera, se unen para formar una unidad funcional más grande. Esto se llama estructura cuaternaria (4 °). Estas grandes proteínas de múltiples subunidades muestran una gran complejidad debido a las contribuciones únicas de cada polipéptido. Algunos ejemplos de proteínas con estructura cuaternaria son la hemoglobina y los anticuerpos, ambos compuestos por cuatro polipéptidos separados.

Estructura primaria Estructura secundaria
Estructura terciaria Estructura cuaternaria

Resumen

Las grasas y las proteínas son dos de los principales grupos de nutrientes que nuestro cuerpo necesita. Este módulo proporciona una introducción a estos dos macronutrientes. La estructura química básica de las grasas como triglicéridos se presenta junto con los propósitos y tipos de grasas. El módulo también presenta la asombrosa estructura de las moléculas de proteínas, incluido el enlace peptídico, y explica el propósito de las proteínas.

Conceptos clave

Además de los carbohidratos, las grasas y las proteínas son los otros dos macronutrientes requeridos por el cuerpo humano.

Las grasas, un subgrupo de lípidos, también se conocen como triglicéridos, lo que significa que sus moléculas están hechas de una molécula de glicerol y tres ácidos grasos.

Las grasas del cuerpo sirven principalmente como sistema de almacenamiento de energía. También se utilizan como aislante para conservar el calor corporal y proteger los órganos internos, para formar el principal material estructural en las membranas celulares y para fabricar esteroides y hormonas que ayudan a regular el crecimiento y mantenimiento de los tejidos.

Las grasas se clasifican en saturadas o insaturadas. Las grasas saturadas no contienen enlaces dobles carbono-carbono en sus cadenas de ácidos grasos y tienden a ser sólidas a temperatura ambiente. Las grasas insaturadas contienen dobles enlaces carbono-carbono y generalmente son líquidas a temperatura ambiente. Las grasas insaturadas pueden ser poliinsaturadas (muchos dobles enlaces) o monoinsaturadas (uno o pocos dobles enlaces).

Las proteínas son polímeros de cientos o incluso miles de aminoácidos. Cada proteína tiene una estructura diferente y realiza una función diferente en el cuerpo. Hay alrededor de 100.000 proteínas diferentes en el cuerpo humano, cada una de las cuales está formada por combinaciones de solo 20 aminoácidos.

Las enzimas son proteínas que ayudan a realizar reacciones químicas específicas en el cuerpo.


La obesidad y la primera ley de la termodinámica

La obesidad es el problema de salud prevenible más costoso en los Estados Unidos. Comprender y aplicar la primera ley de la termodinámica ayudará a los estudiantes a prevenir y tratar este problema tan común.

No comprender la primera ley de la termodinámica perjudica la salud de nuestra nación. Los estudiantes deben aprender que la obesidad es causada simplemente por consumir más calorías de las que gasta el cuerpo. Las personas ofrecen muchas excusas para la obesidad: desequilibrio hormonal, metabolismo lento, genética, huesos grandes, deficiencia de fuerza de voluntad, acceso limitado a alimentos saludables, pobreza y miedo a verse demasiado delgada. Los biólogos también contribuyen a la complejidad de la obesidad al descubrir nuevas hormonas y vías de señalización implicadas en la regulación del peso corporal. Sin embargo, la obesidad tiene que ver fundamentalmente con las calorías que ingresan y las calorías que salen. La obesidad conlleva importantes riesgos para la salud, como enfermedades cardíacas, hipertensión, apnea del sueño y artritis. Dos tercios de los adultos en los Estados Unidos tienen sobrepeso (índice de masa corporal [IMC] & gt 25), y casi la mitad de estos adultos con sobrepeso son obesos (IMC & gt 30). A pesar de las excusas anteriores, la mayoría de las personas con sobrepeso son conscientes de su peso y quieren perder peso. Incumbe a los profesores de ciencias llevar la física a la clase de biología y combatir las excusas con la primera ley de la termodinámica. Un ejercicio sencillo para los estudiantes que tienen un buen conocimiento de la primera ley es aplicarla de tantas formas como sea posible al equilibrio energético del cuerpo.

La primera ley de la termodinámica establece que la energía se conserva o que la energía en sistemas cerrados no se puede crear ni destruir. Richard Feynman (1995) da una hermosa introducción en el libro Seis piezas fáciles, en el capítulo sobre conservación de la energía. La conservación de bloques de juguete indestructibles para niños y la formulación intuitiva de ecuaciones para explicar los bloques faltantes es una analogía maravillosa para la unidad de energía utilizada con la nutrición, la Caloría. Una vez que se completa el crecimiento, cualquier exceso de energía que no se necesita para mantener la temperatura corporal, el trabajo celular y los movimientos corporales se convierte en grasa. Comer menos de lo necesario para el metabolismo corporal conduce a la descomposición de esta grasa corporal para obtener energía. Este almacenamiento de grasa corporal del exceso de ingesta de alimentos representa el primer refrigerador y fue una adaptación cuando las fuentes de alimentos eran impredecibles. En los países desarrollados de hoy, donde los alimentos son abundantes, de fácil acceso y de fácil digestión, este frigorífico humano suele estar sobrecargado.

Los estudiantes deben estar familiarizados con la unidad de energía utilizada en nutrición. No usaré las unidades SI para energía y peso en este artículo, porque la Caloría se usa en lugar del julio, y la libra en lugar del kilogramo, en la mayoría de la literatura sobre etiquetado y dietas a la que están expuestos los estudiantes. La caloría "C" capital utilizada en nutrición es el equivalente a 1000 calorías pequeñas "c" utilizadas en las ciencias físicas. Algunas conversiones rápidas son útiles. Una libra de grasa en el cuerpo humano contiene 3500 calorías. Una lata de refresco de 12 onzas tiene alrededor de 150 calorías. Una lata de refresco al día, durante 1 año, equivale a comer seis bolsas de 5 libras de azúcar de mesa durante el año y, si esa lata al día se ingiere en exceso de las calorías necesarias, resulta en el almacenamiento de 16 libras. de grasa. Si un adulto mide 5 pies y 4 pulgadas de alto, pasar de un IMC saludable normal de 25 a 145 libras a un IMC de 40 a un peso de 232 libras, en el rango de obesidad mórbida, implica la ingestión de 3500 calorías por libra de grasa. veces las 87 libras adicionales, o 304,500 calorías. Un joven de 20 años solo tendría que haber comido 42 calorías al día más de las que el cuerpo necesitaba durante su vida para alcanzar este exceso de peso. Esa es la cantidad de calorías en solo 4 onzas de refresco. Como debe quedar claro, se trata de las calorías. Uno puede entender los conceptos erróneos de los estudiantes sobre la energía al examinar las latas de bebidas populares, como Monster Energy Lo-Carb, que tiene solo 20 calorías en la lata de 16 onzas y 160 mg de cafeína. Otra es la bebida energética de 5 horas, que a menudo se vende en los gimnasios, que se vende por $ 2 por una botella de 2 onzas y tiene cafeína pero solo 4 calorías (¡también hay una bebida energética de 5 horas sin calorías oximorónica!). Si una carrera de 1 milla quema 100 calorías, entonces esa bebida energética de 4 calorías y 5 horas proporcionará la energía solo durante los primeros 200 pies.

Los estudiantes deben poder aplicar esta información y lo que han escuchado sobre las dietas y la obesidad, para llegar a un enfoque científico de la pérdida de peso. La Tabla 1 describe cinco enfoques para la pérdida de peso legal y segura utilizando la primera ley de la termodinámica como marco. Estos se discutirán en orden.

Cinco enfoques para la pérdida de peso legal y segura.

Enfoques . Cómo .
Disminuir entrada Comer menos: hábitos, grupos sociales Cirugía bariátrica: restrictivos Fármacos supresores del apetito: lorcaserina fentermina / topiramato (ambos aprobados por la FDA en 2012)
Disminuye la absorción de alimentos. Cirugía bariátrica: malabsortivo Fármacos malabsortivos Carbohidratos: Acarbosa Grasas: Orlistat, secuestradores de ácidos biliares Colesterol: Ezetimiba ¿Cambiar la flora intestinal?
Aumentar la excreción Glucosuria: fármacos potenciales para inhibir la reabsorción renal de glucosa
Convertir calorías en calor Comer hielo Activar la grasa marrón en frío, hacer ejercicio
Aumentar el éxito Moverse
Enfoques . Cómo .
Disminuir entrada Comer menos: hábitos, grupos sociales Cirugía bariátrica: restrictivos Fármacos supresores del apetito: lorcaserina fentermina / topiramato (ambos aprobados por la FDA en 2012)
Disminuye la absorción de alimentos. Cirugía bariátrica: malabsortivo Fármacos malabsortivos Carbohidratos: Acarbosa Grasas: Orlistat, secuestradores de ácidos biliares Colesterol: Ezetimiba ¿Cambiar la flora intestinal?
Aumentar la excreción Glucosuria: fármacos potenciales para inhibir la reabsorción renal de glucosa
Convertir calorías en calor Comer hielo Activar la grasa marrón en frío, hacer ejercicio
Aumentar el éxito Moverse

Menos calorías que ingresan al sistema cerrado del cuerpo es una solución obvia. Esto requiere algo de fuerza de voluntad, porque el cuerpo piensa que se está muriendo de hambre en lugar de hacer dieta y envía fuertes señales para comer. Los hábitos simples como comer solo en la mesa y usar platos más pequeños ayudarán. Establecer lazos sociales con personas más delgadas también puede ayudar (Christakis & amp Fowler, 2007). La cirugía para la obesidad es de tres tipos: cirugía restrictiva que hace que el estómago sea más pequeño para que la saciedad se alcance antes, tipos de malabsorción que unen los intestinos para evitar la mayor parte de la superficie de digestión y absorción del intestino delgado y una combinación de ambos (Karmali et al., 2010). Es el tipo restrictivo que da como resultado una disminución de la ingesta oral, porque la saciedad se alcanza antes. En 2012 se aprobaron dos fármacos para suprimir el apetito por efectos sobre el sistema nervioso central, pero después de un año la pérdida de peso media es solo del 10% para el mejor de los dos fármacos (Colman et al., 2012).

Una vez que la comida entra en la boca, existen varias estrategias para prevenir la absorción. Las cirugías bariátricas de tipo malabsortivo se mencionan anteriormente. No importa cuánto se ingiera, las enzimas intestinales se omiten para minimizar la digestión. Los nutrientes pasan a las heces. También es posible la malabsorción intencional mediada por fármacos (Powell et al., 2011). La acarbosa es un fármaco oral que inhibe la enzima intestinal alfa glucosidasa, que libera glucosa de los polisacáridos, disminuyendo así la digestión y absorción de carbohidratos. Orlistat (vendido con receta médica como Xenical y sin receta médica como Alli) inhibe la lipasa pancreática, disminuyendo así la digestión y absorción de grasas. Los secuestradores de ácidos biliares como la colestiramina se unen a la bilis, disminuyendo así su efecto emulsionante y disminuyendo la absorción de grasas. Ezetimiba previene específicamente la absorción de colesterol al unirse a un receptor de colesterol crítico en el borde en cepillo del intestino, por lo que se usa principalmente para el tratamiento de la hipercolesterolemia, pero también tendría un pequeño efecto sobre la pérdida de peso. Hasta el momento, no existen inhibidores de la peptidasa intestinal utilizados terapéuticamente. Existe alguna evidencia de que la ecología bacteriana del intestino influye en la absorción de nutrientes, por lo que un tratamiento potencial podría ser una alteración de la flora para causar una absorción menos eficiente (Tilg et al., 2009). Todas estas estrategias de absorción deficiente son costosas y están asociadas con efectos secundarios, como hinchazón, gases y deficiencias de vitaminas. Los estudiantes pueden discutir la ética de tomar medicamentos o someterse a una cirugía para disminuir la absorción de alimentos en los Estados Unidos cuando los países del Tercer Mundo están luchando con necesidades básicas de nutrición y salud.

Normalmente, cualquier glucosa en el filtrado glomerular en los riñones se reabsorbe, dejando poca o ninguna glucosa en el producto final de la orina. Se han encontrado familias que tienen una mutación en un gen cotransportador de sodio-glucosa renal que codifica una proteína llamada SGLT2 (Calado et al., 2006). Estos fenotipos tienden a perder glucosa en la orina y también tienden a adelgazar. En 2009, la FDA se negó a aprobar un medicamento para la diabetes, llamado dapaglifozin, que era un inhibidor de SGLT2, porque estaba relacionado con cánceres de vejiga e infecciones genitales por hongos. Esta es una vía abierta de investigación, porque los inhibidores de SGLT2 bloquean

25% de la reabsorción renal de glucosa, que asciende a

70 g de glucosa y 280 calorías por día (Chao, 2011).

Los estudiantes pueden revisar sus cursos de ciencias físicas calculando cuánto peso perderían al comer una determinada cantidad de hielo todos los días. El calor de fusión del hielo es de 80 calorías ("c" pequeña) por gramo. El calor específico del agua es de 1 caloría por gramo. Los estudiantes pueden hacer los cálculos para determinar que comer 66 libras de hielo a cero grados Celsius y convertirlo en agua a temperatura corporal requeriría

3500 calorías, que es el equivalente energético de 1 libra de grasa.

La grasa parda es un tipo histológico de grasa que se utiliza principalmente en la termorregulación más que en el almacenamiento de energía. La UCP1 (proteína desacopladora 1) es una proteína activada en las células de grasa marrón que permite que los iones de hidrógeno pasen a través de la membrana mitocondrial interna sin generar ATP en el proceso. La energía potencial almacenada en el gradiente quimiosmótico se desperdicia en forma de calor. La adrenalina y la tiroxina son hormonas que provocan la activación de la proteína desacoplante, pero el uso prolongado de estas dos hormonas tiene efectos negativos para la salud en ausencia de una deficiencia. La grasa parda se puede activar con el ejercicio regular y en un ambiente frío (Celi, 2009). Bajar el termostato de la casa y hacer ejercicio puede activar la grasa parda y ayudar a perder peso. Estos pasos son buenos para el cuerpo y para el medio ambiente. Existe un tumor benigno interesante de células grasas pardas, llamado hibernoma, que a menudo se asocia con intolerancia al calor, sudores nocturnos y delgadez (Furlong et al., 2001).

La energía de los alimentos se puede convertir en energía de movimiento a través del trabajo y el ejercicio. Como se describió anteriormente, la actividad muscular no solo quema a través de la energía en los depósitos de grasa amarilla, sino que también activa la grasa marrón para que la energía se queme en forma de calor incluso después de la actividad física. Existen calculadoras en línea para determinar el gasto de calorías para un tipo de ejercicio determinado.

La obesidad debe verse como un problema de equilibrio energético y no como un defecto de carácter. Abordar el tema de manera científica ayudará a los estudiantes a evitar poner excusas y desarrollar estrategias simples, como comer menos y hacer más ejercicio, para estar más saludables.


Glucosa

Nuestros editores revisarán lo que ha enviado y determinarán si deben revisar el artículo.

Glucosa, también llamado dextrosa, uno de un grupo de carbohidratos conocidos como azúcares simples (monosacáridos). Glucosa (del griego glykys "Dulce") tiene la fórmula molecular C6H12O6. Se encuentra en frutas y miel y es el principal azúcar libre que circula en la sangre de animales superiores. Es la fuente de energía en la función celular, y la regulación de su metabolismo es de gran importancia (ver gluconeogénesis de fermentación). Las moléculas de almidón, el principal carbohidrato de reserva de energía de las plantas, constan de miles de unidades lineales de glucosa. Otro compuesto importante compuesto de glucosa es la celulosa, que también es lineal. La dextrosa es la molécula d -glucosa.

Una molécula relacionada en los animales es el glucógeno, el carbohidrato de reserva en la mayoría de las células animales de vertebrados e invertebrados, así como en las de numerosos hongos y protozoos. Ver también polisacárido.

Este artículo fue revisado y actualizado más recientemente por Kara Rogers, editora sénior.


Conectando los lípidos al metabolismo de la glucosa

Los lípidos se pueden producir y descomponer a través de partes de las vías del catabolismo de la glucosa.

Objetivos de aprendizaje

Explicar la conexión de los lípidos con el metabolismo de la glucosa.

Conclusiones clave

Puntos clave

  • Existen muchos tipos de lípidos, pero el colesterol y los triglicéridos son los lípidos que entran en las vías del catabolismo de la glucosa.
  • Mediante el proceso de fosforilación, el glicerol se puede convertir en glicerol-3-fosfato durante la vía glucolítica.
  • Cuando los ácidos grasos se descomponen en grupos acetilo a través de la beta-oxidación, los grupos acetilo son utilizados por CoA para formar acetil-CoA, que ingresa al ciclo del ácido cítrico para producir ATP.
  • La beta-oxidación produce FADH2 y NADH, que son utilizados por la cadena de transporte de electrones para la producción de ATP.

Términos clave

  • beta-oxidación: Proceso que tiene lugar en la matriz de las mitocondrias y cataboliza los ácidos grasos convirtiéndolos en grupos acetilo mientras produce NADH y FADH2.
  • lípido: Un grupo de compuestos orgánicos que incluyen grasas, aceites, ceras, esteroles y triglicéridos caracterizados por ser insolubles en agua representan la mayor parte de la grasa presente en el cuerpo humano.

Al igual que los azúcares y los aminoácidos, las vías catabólicas de los lípidos también están conectadas a las vías del catabolismo de la glucosa. Los lípidos que están conectados a las vías de la glucosa son el colesterol y los triglicéridos.

Colesterol

El colesterol contribuye a la flexibilidad de la membrana celular y es un precursor de las hormonas esteroides. La síntesis de colesterol comienza con grupos acetilo, que se transfieren de acetil CoA, y avanza en una sola dirección, el proceso no se puede revertir. Por tanto, la síntesis de colesterol requiere un intermedio del metabolismo de la glucosa.

Triglicéridos

Los triglicéridos, una forma de almacenamiento de energía a largo plazo en los animales, están hechos de glicerol y tres ácidos grasos. Los animales pueden producir la mayoría de los ácidos grasos que necesitan. Los triglicéridos se pueden producir y descomponer a través de partes de las vías del catabolismo de la glucosa. El glicerol se puede fosforilar a glicerol-3-fosfato, que continúa a través de la glucólisis.

Los ácidos grasos se catabolizan en un proceso llamado beta-oxidación que tiene lugar en la matriz de las mitocondrias y convierte sus cadenas de ácidos grasos en dos unidades de carbono de grupos acetilo, mientras produce NADH y FADH.2. Los grupos acetilo son recogidos por CoA para formar acetil CoA que pasa al ciclo del ácido cítrico a medida que se combina con el oxalacetato. El NADH y FADH2 luego son utilizados por la cadena de transporte de electrones.