24.5: Estados Metabólicos del Cuerpo

Objetivos de aprendizaje

• Describir lo que define cada uno de los tres estados metabólicos
• Describir los procesos que ocurren durante el estado absortivo del metabolismo
• Describir los procesos que ocurren durante el estado postabsortivo del metabolismo
• Explicar cómo el cuerpo procesa la glucosa cuando el cuerpo está hambriento de combustible

Figura\(\PageIndex{1}\): Estado Absortivo. Durante el estado de absorción, el cuerpo digiere los alimentos y absorbe los nutrientes.

El Estado Postabsortivo

El estado postabsortivo, o el estado de ayuno, ocurre cuando el alimento ha sido digerido, absorbido y almacenado. Comúnmente ayunas durante la noche, pero saltarse las comidas durante el día también pone a su cuerpo en el estado posabsortivo. Durante este estado, el organismo debe confiar inicialmente en el glucógeno almacenado. Los niveles de glucosa en la sangre comienzan a bajar a medida que es absorbida y utilizada por las células. En respuesta a la disminución de la glucosa, los niveles de insulina también bajan. El almacenamiento de glucógeno y triglicéridos se ralentiza. Sin embargo, debido a las demandas de los tejidos y órganos, los niveles de glucosa en sangre deben mantenerse en el rango normal de 80—120 mg/dL. En respuesta a una caída en la concentración de glucosa en sangre, la hormona glucagón se libera de las células alfa del páncreas. El glucagón actúa sobre las células hepáticas, donde inhibe la síntesis de glucógeno y estimula la descomposición del glucógeno almacenado de nuevo en glucosa. Esta glucosa es liberada del hígado para ser utilizada por los tejidos periféricos y el cerebro. Como resultado, los niveles de glucosa en sangre comienzan a subir. La gluconeogénesis también comenzará en el hígado para reemplazar la glucosa que ha sido utilizada por los tejidos periféricos.

Después de la ingestión de alimentos, las grasas y proteínas se procesan como se describió anteriormente; sin embargo, el procesamiento de la glucosa cambia un poco. Los tejidos periféricos absorben preferentemente glucosa. El hígado, que normalmente absorbe y procesa la glucosa, no lo hará después de un ayuno prolongado. La gluconeogénesis que ha estado en curso en el hígado continuará después del ayuno para reemplazar las reservas de glucógeno que se agotaron en el hígado. Después de que se hayan reabastecido estas tiendas, el exceso de glucosa que es absorbido por el hígado se convertirá en triglicéridos y ácidos grasos para su almacenamiento a largo plazo. La figura\(\PageIndex{2}\) resume los procesos metabólicos que ocurren en el cuerpo durante el estado postabsortivo.

Figura\(\PageIndex{2}\): Estado postabsortivo. Durante el estado postabsortivo, el cuerpo debe confiar en el glucógeno almacenado para obtener energía.

Inanición

Cuando el cuerpo se ve privado de alimento por un período prolongado de tiempo, entra en “modo de supervivencia”. La primera prioridad para la supervivencia es proporcionar suficiente glucosa o combustible para el cerebro. La segunda prioridad es la conservación de aminoácidos para proteínas. Por lo tanto, el cuerpo utiliza cetonas para satisfacer las necesidades energéticas del cerebro y otros órganos dependientes de glucosa, y para mantener las proteínas en las células (ver [enlace]). Debido a que los niveles de glucosa son muy bajos durante la inanición, la glucólisis se apagará en las células que pueden usar combustibles alternativos. Por ejemplo, los músculos cambiarán de usar glucosa a ácidos grasos como combustible. Como se explicó anteriormente, los ácidos grasos pueden convertirse en acetil CoA y procesarse a través del ciclo de Krebs para producir ATP. El piruvato, lactato y alanina de las células musculares no se convierten en acetil CoA y se utilizan en el ciclo de Krebs, sino que se exportan al hígado para ser utilizados en la síntesis de glucosa. A medida que la inanición continúa y se necesita más glucosa, el glicerol de los ácidos grasos puede liberarse y usarse como fuente de gluconeogénesis.

Después de varios días de inanición, los cuerpos cetónicos se convierten en la principal fuente de combustible para el corazón y otros órganos. A medida que la inanición continúa, los ácidos grasos y las reservas de triglicéridos se utilizan para crear cetonas para el cuerpo. Esto evita la continua descomposición de proteínas que sirven como fuentes de carbono para la gluconeogénesis. Una vez que estas reservas están completamente agotadas, las proteínas de los músculos se liberan y se descomponen para la síntesis de glucosa. La supervivencia general depende de la cantidad de grasa y proteína almacenada en el cuerpo.

Revisión del Capítulo

Hay tres estados metabólicos principales del cuerpo: absortivo (alimentado), posabsortivo (ayuno) e inanición. Durante un día determinado, su metabolismo cambia entre los estados absortivo y posabsortivo. Los estados de inanición ocurren muy raramente en individuos generalmente bien nutridos. Cuando se alimenta al cuerpo, la glucosa, las grasas y las proteínas se absorben a través de la membrana intestinal y entran en el torrente sanguíneo y el sistema linfático para ser utilizadas inmediatamente como combustible. Cualquier exceso se almacena para etapas posteriores de ayuno. A medida que aumentan los niveles de glucosa en sangre, el páncreas libera insulina para estimular la captación de glucosa por los hepatocitos en el hígado, las células/fibras musculares y los adipocitos (células grasas), y para promover su conversión a glucógeno. A medida que comienza el estado postabsortivo, los niveles de glucosa bajan, y hay una disminución correspondiente en los niveles de insulina. La caída de los niveles de glucosa provoca que el páncreas libere glucagón para desactivar la síntesis de glucógeno en el hígado y estimular su descomposición en glucosa. La glucosa se libera en el torrente sanguíneo para servir como fuente de combustible para las células de todo el cuerpo. Si las reservas de glucógeno se agotan durante el ayuno, fuentes alternativas, incluyendo ácidos grasos y proteínas, pueden metabolizarse y usarse como combustible. Cuando el cuerpo vuelve a entrar en el estado de absorción después del ayuno, las grasas y las proteínas se digieren y se utilizan para reponer las reservas de grasas y proteínas, mientras que la glucosa se procesa y se usa primero para reponer las reservas de glucógeno en los tejidos periféricos, luego en el hígado. Si el ayuno no se rompe y el hambre comienza a entrar, durante los días iniciales, la glucosa producida a partir de la gluconeogénesis sigue siendo utilizada por el cerebro y los órganos. Después de unos días, sin embargo, los cuerpos cetónicos se crean a partir de las grasas y sirven como fuente de combustible preferencial para el corazón y otros órganos, de manera que el cerebro aún puede usar glucosa. Una vez agotadas estas reservas, las proteínas serán catabolizadas primero de los órganos con rotación rápida, como el revestimiento intestinal. Se ahorrará músculo para evitar el desgaste del tejido muscular; sin embargo, estas proteínas se utilizarán si no se dispone de reservas alternativas.

Preguntas de revisión

P. Durante el estado de absorción, los niveles de glucosa son ________, los niveles de insulina son ________ y los niveles de glucagón ________.

A. alto; bajo; permanecer igual

B. bajo; bajo; permanecer igual

C. alto; alto; son altos

D. alto; alto; son bajos

Respuesta: D

Q. La inanición entra después de 3 a 4 días sin comida. ¿Qué hormonas cambian en respuesta a los bajos niveles de glucosa?

A. glucagón e insulina

B. cetonas y glucagón

C. insulina, glucosa y glucagón

D. insulina y cetonas

Respuesta: A

P. El estado postabsortivo se basa en tiendas de ________ en el ________.

A. insulina; páncreas

B. glucagón; páncreas

C. glucógeno; hígado

D. glucosa; hígado

Respuesta: C

Preguntas de Pensamiento Crítico

P. En la diabetes tipo II, la insulina se produce pero no es funcional. Estos pacientes son descritos como “hambrientos en un mar de abundancia”, porque sus niveles de glucosa en sangre son altos, pero ninguna de la glucosa es transportada a las células. Describir cómo esto lleva a la desnutrición.

A. La insulina estimula la captación de glucosa en las células. En la diabetes, la insulina no funciona correctamente; por lo tanto, la glucosa en sangre es incapaz de ser transportada a través de la membrana celular para su procesamiento. Estos pacientes son incapaces de procesar la glucosa en su sangre y por lo tanto deben depender de otras fuentes de combustible. Si la enfermedad no se controla adecuadamente, esta incapacidad para procesar la glucosa puede llevar a estados de inanición aunque el paciente esté comiendo.

P. Los cuerpos cetónicos se utilizan como fuente alternativa de combustible durante la inanición. Describir cómo se sintetizan las cetonas.

A. Cuando se descomponen triglicéridos y ácidos grasos, se crea acetil CoA. Si en este proceso se genera un exceso de acetil CoA, el exceso se utiliza en la cetogenia o la creación de cetonas. Esta creación es el resultado de la conversión de acetil CoA por tiolasa en acetoacetil CoA. Este acetoacetil CoA se convierte posteriormente en β-hidroxibutirato, la cetona más común en el cuerpo.

Glosario

estado de absorción

también llamado estado alimentado; el estado metabólico que ocurre durante las primeras horas después de ingerir alimentos en los que el cuerpo está digiriendo los alimentos y absorbiendo los nutrientes

glucógeno

forma que asume la glucosa cuando se almacena

insulina

hormona secretada por el páncreas que estimula la absorción de glucosa en las células

estado postabsortivo

también llamado el estado de ayuno; el estado metabólico que ocurre después de la digestión cuando la comida ya no es la fuente de energía del cuerpo y debe depender del glucógeno almacenado