Ejercicios sobre el Metabolismo

1.- Los eritrocitos son células que carecen de núcleo y de orgánulos y cuya funcion es el transporte de oxígeno (O2) unido a la moléculas de hemoglobina. A pesar de la gran cantidad de O2, llevan a cabo un metabolismo anaerobio. ¿Por qué? Razona tu respuesta.


Los eritrocitos (glóbulos rojos) son las células más numerosas en la sangre.  La hemoglobina es uno de sus principales componentes, y su función es transportar el oxígeno hacia los diferentes tejidos del cuerpo. Como carecen de orgánulos y núcleo, no tienen mitocóndrias por lo que su metabolismo es anaerobio y deben obtener su energía de ácido láctico.


2.- La degradación de una molécula de ácido palmítico (saturado de 16C) se produce en 7 etapas de la β-oxidación, que generan 7 FADH2 (Favín adenin dinucleótido) y 7 NADH2 (nicotinamina adenina dinucleótido) y 8 moléculas de acetil-CoA. El acetil-CoA se oxida en la mitocondria en el proceso de respiración aerobia, que incluye el ciclo de Krebs, el transporte de electrones desde las coenzimas FADH2 y NADH2 has el O2 y la síntesis de ATP en el proceso de fosforilación oxidativa.



Calcula cuántas moléculas de ATP se originarían en la degradación del ácido palmítico si se tiene en cuenta que, en la actividad previa a la β-oxidación, se consume el equivalente a 2 ATP (molécula de energía) y que cada NADH2 equivale a 3 ATP, y cada FADH2 a 2 ATP.
7 β-oxidación (-2 ATP)

7 FADH2 (+14 ATP)

7 NADH2 (+21 ATP)

7 FADH2 (+14 ATP)

21 NADH (+63 ATP)

7 GTP (7 ATP)

ATP totales generadas (14+21+14+63+7-2=116 ATP)


3.- El esquema siguiente corresponde a una molécula de gran importancia en el metabolismo celular:

Resultado de imagen de atp

a) ¿De qué molécula se trata? ¿De qué otras más sencillas está formada? Indica que característica especial tienen algunos de sus enlaces. 
b) ¿Cuál es la función en las células? Indica dos formas de sintetizar esa molécula en las células animales. 

a) se trata de una molécula de ATP. Consta de una base nitrogenada y un grupo fosfato de 3 fósforos. La formación de nuevos enlaces en la hidrólisis permite la liberación de gran energía

b) La función del ATP en las células es la de proporcionar energía para realizar las funciones celulares. Las dos formas de sintetizar el ATP son la respiración celular (conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas) y por catalización (proceso por el cual se aumenta la velocidad de una reacción química, debido a la participación de una sustancia llamada catalizador).


4.-¿Qué son los cuerpos cetónicos? ¿En qué condiciones se forman en las células? 


Los cuerpos cetónicos son compuestos químicos producidos por cetogénesis en las mitocondrias de las células del hígado. Su función es suministrar energía al corazón y al cerebro en ciertas situaciones excepcionales. Los cuerpos cetónicos o cetonas son unos productos de desecho de las grasas. Se producen cuando el cuerpo utiliza las grasas en lugar de los azúcares para generar energía. En una persona con diabetes se producen cuando no hay suficiente insulina para meter la glucosa dentro de las células.



5. Indica si las afirmaciones siguientes son verdaderas o falsas y justifica tus respuestas:

-Los ácidos grasos pueden oxidarse en las células musculares mediante un proceso anaerobio. 

FALSO (aerobico)

-La hidrólisis de la fosfocreatina libera más energía que la del ATP.

VERDADERO

-La principal función del glucógeno hepático es suministrar energía a los músculos.

FALSO (Es la forma de almacenamiento de glucógeno para el hígado [a pesar de que puede llegar glucógeno a los músculos secundariamente])

-El cerebro no puede utilizar ácidos grasos como fuente de ATP.

VERDADERO  (el cerebro puede usar solo glucosa como fuente de ATP)

-En el ciclo de Krebs se produce una gran cantidad de ATP.

FALSO ( se producen pocos ATP y muchos poderes reductores

-La fatiga central tiene su origen en el sistema nervioso.

VERDADERO



6.- El gráfico muestra el volumen de O2 consumido (Volumen) durante la realización de dejercico físico y el periodo de recuperación posterior en comparación con el consimido al reposo.





a) ¿Por qué se produce un déficit de O2 en la fase inicial del ejercicio?

b) ¿Qué es la deuda de oxígeno?

c) ¿En qué etapa de la recuperación se produce mayor consumo de O2?

a) El déficit de O2 es cuando el consumo de oxígeno es insuficiente para los requerimientos metabólicos, es decir, el metabolismo va adaptando su consumo de oxígeno a la intensidad que requiere el ejercicio.

b) Como se puede observar en la gráfica, al final de la misma hay un descenso del consumo de O2 hasta alcanzar valores de reposo(EPOC). El EPOC presenta dos fases.

Fase I (rápida o aláctica): Se resintetizan los depósitos de fosfato, es decir, las reservas de ATP. Con la misma velocidad también se recuperan los depósitos de oxígeno (oximioglobina).
Fase II (lenta o láctica): Se remueve el ácido láctico, que es transportado al hígado para su posterior conversión en glucosa (neoglucogénesis) a través del Ciclo de Cori.
c) En la etapa inicial de la recuperación es cuando se produce el mayor consumo de O2.



7.- Indica el sistema energético más importante en las actividades siguientes.

a) Sprint al final de una etapa de ciclismo. Anaeróbico

b) Prueba de esquí de fondo. Aeróbico

c) Prueba de natación de 200m. Anaeróbico

d) Carrera de 100m lisos. Anaeróbico


Bibliografía: Apuntes, imágenes de google, wikipedia y libro.

#microMOOCA

1. ¿Qué es un aditivo alimentario?
2. ¿Para que sirven los aditivos alimentarios?
3. ¿Son peligrosos los aditivos?

1.- Un aditivo alimentario es una sustancia añadida a un alimento para cumplir varias funciones. Además deben reportar ventajas y beneficios para el consumidor.

2.- Algunas funciones son:

Optimizar aspectos tecnológicos del alimento y su elaboración: emulsionantes, espesantes, gelificantes, antiglutinantes...

Garantizar la seguridad y conservación del alimento: antioxidantes, acidulantes, conservantes...

Proporcionar los ingredientes necesarios para grupos de consumidores que tienen necesidades dietéticas especiales.

Mejorar características organolépticas del alimento, como son el sabor, el color, el aroma o la textura. Entre ellos encontramos: espesantes, colorantes, aromatizantes, edulcorantes, saborizantes, etc...

3.-La seguridad de todos los aditivos alimentarios actualmente autorizados ha sido evaluada por el Comité Científico de la Alimentación (SCF) y / o la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA). Solo los aditivos para los cuales los usos propuestos se consideraron seguros y están en la lista de la U.E.

Fuente: twitter

Estudio de casos II

Dietas hiperproteicas

A continuación expongo el problema que hemos recibido en clase:

Los suplementos nutricionales se utilizan para cubrir las necesidades de los deportistas que tienen un elevado consumo de energía, la cual se obtiene mediante la degradación de glúcidos, grasas y proteínas. Entre estos suplementos están las proteínas y los aminoácidos, que se suministran en exceso en las dietas hiperproteicas y que representan, sin embargo, algunos inconvenientes.

En primer lugar, las proteínas de origen animal, que son las más utilizadas por su riqueza en aminoácidos esenciales, se encuentran en alimentos con un a elevada proporción de grasas, generalmente saturadas, y colesterol. El organismo utiliza los aminoácidos para la síntesis de las proteínas que necesita para reponer las que se degradan, más con una actividad física intensa, y para aumentar la masa muscular, como una respuesta de adaptación a la actividad física habitual. Los aminoácidos que no se usan para sintetizar proteínas no se pueden almacenar y se degradan o se usan para la síntesis de ácidos grasos en el hígado o para la síntesis de glucosa en el hígado y el riñón.

En un artículo publicado por la Universidad de Emory (E.E.U.U.) en 2014, se relacionan directamente las dietas hiperproteicas con un aumento de la tasa de filtración glomerular en el riñón y un incremento del riesgo de desarrollar la enfermedad renal crónica (ERC).

¿Qué procesos metabólicos están implicados en la degradación de los aminoácidos?

¿Qué hormonas favorecen la síntesis de las proteínas musculares?¿Con qué práctica ilegal está relacionado su uso?

Busca información y elabora un breve informe sobre los efectos que puede tener para el hígado y el riñón una dieta hiperproteica prolongada

1.- Los procesos metabólicos son:

La respiración celular (metabolismo aerobio) ya que se degradan proteínas, glúcidos complejos y grasas para producir energía

La gluconeogénesis que forma glucosa (el nombre significa "glucosa nueva") a partir de aminoácidos.

2.- Las hormonas que favorecen la síntesis de proteínas son los glucocorticoides (aumentan la síntesis de glucógeno en el hígado).

La práctica ilegal se denomina "dopaje".

3.-Efectos en el hígado:

Al oxidar los aminoácidos de las proteínas para eliminarlos, aumenta la concentración plasmática de amonio (NH4+), un metabolito tóxico que altera el pH y lo vuelve ácido. El organismo reacciona a la toxicidad del amonio y por un lado en el hígado este compuesto se transforma en urea, menos tóxico pero que de todas formas hay que eliminar.

Efectos en el riñon:

Ahora le toca el turno al riñón, que no le queda otra que aumentar el volumen de orina reteniendo más agua para poder eliminar este exceso de urea y amoniaco. Esto conlleva cierto grado de deshidratación, con lo que si a una dieta alta en proteínas le sumas baja hidratación, mal se lo estás poniendo a tu cuerpo.

Fuentes utilizadas: apuntes de biología y página

Estudio de casos

UN TORNEO DE HOCKEY

A continuación expongo el problema que hemos recibido en clase:

En una competición de hockey sobre hielo, en la que participaron cuatro equipos, se programaron los partidos de semifinales un sábado y la final el día siguiente, domingo, debido a las necesidades impuestas por las cadenas de TV y para que pudieran asistir el máximo número de espectadores, procedentes de distintas ciudades.

El hockey se juega en 3 tiempos de 20 minutos, con dos descansos entre ellos, y en caso de empate se juego un tiempo extra de 5 minutos seguido de lanzamiento de penaltis si persiste el empate.

Sin embargo, en las fases finales de los campeonatos, si continúa el empate se juegan tiempos adicionales de 20 minutos, con muerte súbita, de tal forma que el equipo que meta un gol en esos periodos es el ganador.

El hockey es un deporte de alta intensidad, que aumenta en los periodos de muerte súbita, de los que se han llegado a jugar hasta seis.

Uno de los partidos de semifinales terminó regularmente con un equipo ganador. Pero en el otro partido hubo tres tiempos de descuento de 20 minutos cada uno. En el partido de la final, el equipo ganador del partido que terminó sin tiempos extra venció finalmente al equipo que ganó el partido que tuvo tres tiempos extra, lo que fue interpretado por un periodista como una consecuencia de tipo psicológico tras la dureza del partido anterior, jugado solo 24h antes de la final.

1. ¿Qué sistemas metabólicos son utilizados por los jugadores de hockey?
2. ¿Cómo se puede explicar lo que les ocurrió a los jugadores que perdieron la final?
3. Valora la importancia de la planificación del descanso y de la alimentación de los deportistas en relación con su rendimiento.

1.- De acuerdo con las exigencias del deporte, al principio usaran el sistema aeróbico (50-80% más o menos), pero a medida que transcurre el partido cruzarán el umbral del lactato (producción de ácido láctico. Más o menos sobre el 80%) y pasarán a usar el sistema anaeróbico (80-100%). En los periodos de tiempo extra es cuando más ácido láctico producen, por lo cual se fatigarán y además tendrán agujetas al día siguiente.

2.- Como ya he comentado antes, la intensidad del deporte hace que los jugadores lleguen a estar haciendo el deporte en anaerobismo, es decir, con sistema anaerobio por lo que tendrían agujetas, fatiga acumulada y además tampoco pudieron recuperar toda la resistencia (aeróbica 24-48 horas y anaeróbica 48-72 horas de recuperación).

3.- Lo mejor para recuperarse tras hacer un ejercicio muy intenso es el descanso (para recuperar todas las condiciones físicas al 100%. Además hay que sumarle un buena alimentación para recuperar las calorías perdidas y una buena hidratación.

Fuentes utilizadas: apuntes de biología y apuntes de Educación Física.

Dietas

Mujer (sedentaria, 70kg, 1’70m y 30 años)

Tasa Metabolismo Basal→ (10·70) + (6,25·170) - (5·30) - 161= 1451,5 Kcal

TMB·1,2 = 1741,8 Kcal

Desayuno:

 -Una taza de 400 ml de leche semidesnatada  (45 Kcal/100g) (180Kcal)

 -9 galletas de 8g (180 Kcal/100g) (202,5 Kcal)

 -Un vaso de 75 ml de zumo de naranja (45 Kcal/100g) (33,75 Kcal)

 -2 tostadas con tomate y aceite (300 Kcal/tostada) (600 Kcal)

 Total = 1016,25 Kcal

Comida:

 -2 filetes de 100g de pechuga de pollo a la plancha (120 Kcal/100g) (240 Kcal)

 -Ensalada con tomate (159 Kcal)

 -1 manzana (52 Kcal)

 Total = 451 Kcal

Cena:

 -1,5 filetes de salmón ahumado (117 Kcal/filete) (175 Kcal)

 -Yogurt natural (63 Kcal)

 -Un vaso de 60 ml de zumo de pera (60 Kcal/100g) (36 Kcal)

 Total = 274 Kcal

Total día: 1741,25 Kcal

Sobrantes: 0,55 Kcal

Carbohidratos necesarios: 60%, es decir, 1045’08 Kcal deben provenir de carbohidratos.

Proteínas necesarias: 10%, es decir, 174’18 Kcal deben provenir de proteínas.

Lípidos necesarios: 30%, es decir, 522’54 Kcal deben provenir de grasas.

Sales necesarias: la cantidad de sales es mínima, puesto que no usa sal para cocinar porque las sales necesarias vienen en los alimentos.

Hombre (ejercicio moderado, 30 años, 1,80m y 75kg)

TMB→ (10 x 75)+(6,25 x 180)-(5 x 30)+5 = 2030 Kcal

TMB x 1,55 = 3146,5 Kcal

Desayuno:

-Una taza de 400 ml de leche semidesnatada  (45 Kcal/100g) (180Kcal)

 -9 galletas de 8g (180 Kcal/100g) (202,5 Kcal)

 -Un vaso de 75 ml de zumo de naranja (45 Kcal/100g) (33,75 Kcal)

 -2 tostadas con tomate y aceite (300 Kcal/tostada) (600 Kcal)

 Total = 1016,25 Kcal

Comida:

 -3 filetes de 100 g de pechuga de pollo (120 Kcal/100g) (360 Kcal)

 -Arroz a la cubana (370g) (277kcal/185g) (554 Kcal)

 -1 huevo frito (50g) (196 Kcal/100g) (98 Kcal)

 -2 manzanas (52 Kcal/manzana) (104 Kcal)

 Total: 1116 Kcal

Aperitivo post-entrenamiento:

 Batido de: (445 Kcal)

  -300 ml de leche

-50 gramos de salvado de avena

-3 claras de huevo cocidas

-1 plátano

Total: 445 Kcal

Cena:

 -Un vaso de 75 ml de zumo de naranja (45 Kcal/100g) (33,75 Kcal)

 -100g de queso fresco (310 Kcal/100g) (310 Kcal)

-Cóctel de frutas (474g) (109 Kcal/ 237g) (218 Kcal)

Total: 561,75 Kcal

Total día: 3139 Kcal

Sobrante: 7,5 Kcal

Carbohidratos necesarios: 60%, es decir 1887’9 Kcal deben provenir de carbohidratos.

Proteínas necesarias: 10%, es decir, 314’65 Kcal deben provenir de proteínas.

Lípidos necesarios: 30%, es decir, 943’95 Kcall deben provenir de grasas.

Sales necesarias: la cantidad de sales es baja, debido a que las sales que consumen se encuentran en los alimentos.

La margarina, ¿es buena en verdad?

1.-porcentaje de grasas saturadas en 100g de margarina:

               Si en 100g de margarina hay 86,5g de grasas saturadas, habrá un 86,5% de grasas saturadas

2.-Porcentaje de grasas insaturadas en 100g de margarina:

                Si en 100g de margarina hay 5,8g de grasas monoinsaturadas y 1,8g de grasas poliinsaturadas, habrá un 5,8% de monoinsaturadas y un 1,8% de poloiinsaturadas.

3.-Información de si es saludable o no:

                Dentro de una dieta equilibrada se sugiere que, en el perfil diario, los ácidos grasos saturados no superen el 7% de la energía total consumida, los ácidos grasos poliinsaturados estén entre el 7 y el 10% y los ácidos grasos monoinsaturados entre el 13 y el 18%. Por lo cual, no es saludable.

4.-GRasas trans: 

                 Son grasas insaturadas que se convierten en nocivas por un proceso de hidrogenación. Aumentan los nivels de LDL (colesterol malo) y reducen los niveles de HDL (colesterol bueno).