Este documento resume conceptos clave del metabolismo como la glucólisis, la respiración celular, los tres sistemas energéticos y el cálculo del gasto energético total diario. Explica que el metabolismo consiste en las reacciones químicas que mantienen las funciones celulares y que involucra procesos anabólicos y catabólicos. También describe cómo se mide la energía en calorías y cómo se calcula el gasto energético basal usando la fórmula de Harris-Benedict.

1. 28/09/2015
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Tema 2
Metabolismo
I.E.S. Gil y Carrasco
Departamento de CC.NN.
1º de Bachillerato
Ana Molina
Tema 2.
Metabolismo. Conceptos fundamentales
El concepto de metabolismo
Catabolismo y anabolismo
El ATP como molécula energética
Los tres sistemas energéticos
Metabolismoequilibrado
Metabolismobasal y formulas
Otros gastos energéticos
Calculo del gasto energético en adultos
Ana Molina 2
1.
Ana Molina 3
2.
Ana Molina 4
Concepto de metabolismo
Definición: conjunto de todas las reacciones químicas
Ana Molina 5
Mantener las funciones celulares
Regenerar moléculas
Mantenimiento de estructuras
Crecimiento, movimiento, actividad vital
¿Para qué?
¿Cómo funciona el metabolismo?
• Heterótrofo
• Quimiosíntesis
Ana Molina 6
Conceptos básicos
¿Cuál se refiere a la fuente de C?
¿Cuál a la de energía?

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Obtención de materia y energía
• Heterótrofos
– Dependen de las plantas y otros animales para obtener
materia.
• Quimiosíntesis
– La energía se produce mediante reacciones de
degradaciónde los nutrientes en la célula (carbohidratos,
proteínas y grasas)
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Importancia del metabolismo
Ana Molina 8
moléculas
de alimentos
moléculas de la
célula
energía
Monómeros para reacciones celulares
ENERGIA
Partes del metabolismo
Obtienen/gastan energía
Ana Molina 9
: formaciónformación
:: destruccióndestrucción
Anabolismo y catabolismo
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anabolismo
catabolismo
ATP ADP + Pi
Ana Molina 11
ATP
Moneda de energía celular
ATP-ADP
• Es el compuesto de
alta energía que
producen las células al
catabolizar los
nutrientes (glúcidos y
ácidos grasos).
ATP
ADPATP = ADP + Pi
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Unidades de energía
Se mide en términos de:
– caloría (cal) o caloría-gramo
– Kilocaloría 1Kcal = 1000 cal (antes Cal)
Estas son las unidades de energía utilizada para expresar:
el valor energético de los alimento
energía del movimiento humano
Sin embargo, la unidad de energía en el SI es el Julio
1 J = 0,239 cal.
1 cal = 4,187 J.
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Nutrientes
Los hidratos de carbono, grasas y proteínas liberan
energía al catabolizarse
• En Kcal y kJ por gramo
Hidratos de Carbono.................. 4 Kcal = 17 kJ
Grasas........................................ 9 Kcal = 37 kJ
Proteínas.................................... 4 Kcal = 17 kJ
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¿Cuál es la función de los enzimas?
Ana Molina 15
Rutas metabólicas y enzimas
• Reacciones catalizadas por enzimas
• Rutas metabólicas
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Ana Molina 17 Ana Molina 18
Esquema Catabolismo
ATP
La mitocondria utiliza oxígeno

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Procesos anabólicos y catabólicos en torno a la glucosa
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Ácido pirúvico Glucosa 6P Glucógeno
gluconeogénesis
glucolisis
glucogenogénesis
glucogenolisis
Glucosa
Ácido láctico
(1) fermentación
láctica
(1)
Reacciones más comunes
• Reacciones redox
– Glúcidos y lípidos son dadores de e- (se
oxidan). Al oxidarse se rompen enlaces y se
genera ATP
– Proteínas sólo en caso de necesidad
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Reacciones redox
Ana Molina 21
Fe +2 Fe +3 (se oxida=pierde 1 e-)
Los aceptores de electrones
• Según aceptor final:
– Aerobias
– Anaerobias
– Facultativas
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Aceptor final
Ganancia
de ATP
Formas de obtener ATP
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Sistemas energéticos en el ejercicio
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Aportación energética
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PCr-Cr
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Sistema inmediato al iniciar una actividad física.
Anaerobio
Permite realizar un trabajo intenso unos seg. (hasta 30 s.)
Fosfocreatina-Creatina
La cantidad de ATP y de PCr muscular es reducida
Se recupera rápido, en el 1º min de reposo (en un 80 – 90 %)
Anaeróbico láctico
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Anaeróbico láctico
Útil para tiempos cortos (0.5- 3 min.) de trabajo intenso
Lugar : citoplasma
Rendimiento bajo: 2 ATP/ glucosa
Inconveniente : exceso de láctato
Ana Molina 28
Recuperación del ácido láctico
• El exceso de lactato disminuye
pH celular y crea fatiga
muscular
• Vías de eliminación:
– Equilibrio lactato – piruvato
– Conversión en glucosa glucógeno
• Entrenamiento para aumentar
el umbral
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Aeróbico
Lugar: mitocondria
Necesita: oxígeno
Sistema de larga duración
Es la única vía si el ejercicio > 3 min. duración
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Glucosa + 6O2 ====> 6CO2 + 6 H2O + 38ATP
Á. graso 16C+ 23O2 ==> 16CO2 + 16 H2O + 130 ATP

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Comparando
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Tipos de catabolismo
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Fermentación Respiración
No hay total degradación Hay total degradación
aeróbicaanaeróbica
Se podría obtener más ATP Máximo de ATP
Proceso parcial, interrumpido Proceso total, finalizado
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Metabolismo equilibrado
Es la situación en la que el peso corporal se
mantiene constante (adultos)
Aporte = Gasto
la ingesta o aporte calórico (la energía producida por los
alimentos) es igual al gasto calórico (energía gastada en el día
más pérdidas).
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Desequilibrio
• En caso de exceso en la ingesta se acumulará como
– triglicéridos (grasa) en el tejido adiposo
– glucógeno en el hígado.
• Si existe un déficit en la ingesta, el organismo utilizará las
reservas energéticas
– Primero el glucógeno
– Después las grasas
– Finalmente las proteínas.
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Balance energético total
Aporte energético = Gasto energético total diario (GETD) +
pérdidas (energía excretada)
Aporte = Gasto = GETD + pérdidas
GETD = TMB + TR + ETA + EAF + EC
Dentro del GETD hay que considerar diversos componentes:
۵ TMB: tasa de metabolismo basal o gasto en reposo (GER)
۵TR: Termorregulación
۵ ETA: Gasto por efecto térmico de los alimentos
۵ EAF: Gasto energético por la actividad física
۵ EC: Gasto energético por crecimiento
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Pérdidas de energía (excretada)
• La energía perdida (excretada,
eliminada) corresponde a la
fracción que se elimina en heces y
orina.
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Tasa de metabolismo basal
– La mínima cantidad de energía para vivir
– Permite mantener los procesos vitales del cuerpo
en estado de reposo; despierto pero recostado y
completamente relajado
• Es el componente mayoritario
• Aprox. 60-75 % del gasto energético total diario (GETD)
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GETD = TMB + TR + ETA + EAF + EC
Factores que influyen el MB
Edad. Los niños tienen un elevado metabolismo basal
Sexo. Generalmente es mayor en hombres que en mujeres
Constitución física La TMB es mayor en individuos con una
constitución física musculosa
Secreción hormonal de ciertas glándulas endocrinas:
La tiroxina y adrenalina aumentan el metabolismo.
Clima: En climas cálidos bajan valores de TMB .
Sueño: Durante el sueño el metabolismo disminuye.
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Termorregulación
Termogénesis obligatoria: en condiciones normales la Tª corporal
se mantiene gracias al metabolismo basal, calor producido
por reacciones químicas.
Termogénesis adaptativa o facultativa: en condiciones
desfavorables hay un (pequeño) costo energético adicional.
Ana Molina 40
GETD = TMB + TR + ETA + EAF + EC
Termorregulación
Si la Tª es muy frías hay gasto energético por
o el esfuerzo al llevar sobre el cuerpo más ropa
o gasto muscular involuntario (tiriteo)
o gasto músculo adiposos marrón (no tiriteo)
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GETD = TMB + TR + ETA + EAF + EC
Si la Tª es muy alta hay gasto energético por
oaumentan el riego cutáneo para irradiar
calor corporal al exterior
Efecto térmico de los alimentos
Aprox. 10-15 % GETD
Es el gasto energético que se produce al ingerir una comida
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GETD = TMB + TR + ETA + EAF + EC

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Efecto térmico de los alimentos
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• Reacciones químicas asociadas con:
– La digestión,
– La absorción y distribución
– El almacenamiento de los nutrientes
• Este efecto depende de la cantidad y calidad de la dieta.
• Proteínas y glúcidos tienen mayor efecto térmico que
grasas.
GETD = TMB + TR + ETA + EAF + EC
Gasto por actividad física
• Según la intensidad y la duración de la actividad
realizada
• Según las características (ej. peso corporal) del
individuo.
• Tras el ejercicio, la TMB se mantiene elevada (10%)
por un tiempo (hasta 72 horas)
Ana Molina 44
GETD = TMB + TR + ETA + EAF + EC
Gasto por crecimiento
EC
sube
30%
EC
sube
30%
1ºs
meses
EC sube
2-3 %
EC sube
2-3 %
12
meses
EC
sube
5%
EC
sube
5%
12-15
años
EC = 0EC = 0> 20
años
Este proceso implica:
la síntesis de proteínas
crecimiento celular (tamaño y nº)
El gasto energético de crecimiento (EC) varía según la edad
Ana Molina 45
GETD = TMB + TR + ETA + EAF + EC
Calculo en adultos
En un adulto en condiciones normales el gasto energético
proviene:
Tasa metabólica basal (TMB) en reposo
Gasto energético por actividad física (EAF)
Termogénesis de los alimentos (ETA)
Ana Molina 46
GETD = TMB + TR + ETA + EAF + EC
Fórmula de Harris-Benedict
Tasa metabólica basal (TMB)
La fórmula de Harris-Benedict permite estimar la tasa
metabólica en reposo
P = Peso (k) T = Talla (cm) E = Edad (años)
Hombres TMB = (10 x P) + (6,25 × T) - (5 × E) + 5
Mujeres TMB = (10 x P) + (6,25 × T) - (5 × E) - 161
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Gasto energético por actividad física (EAF)
La actividad física se calcula en base a la TMB teniendo en
cuenta la intensidad del ejercicio:
Poco o ningún ejercicio TMB x 1,2
Ejercicio ligero (1-3 días / semana) TMB x 1,375
Ejercicio moderado (3-5 días / semana) TMB x 1,55
Ejercicio fuerte (6-7 días / semana) TMB x 1,725
Ejercicio muy fuerte (2 veces al día) TMB x 1,9
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Efecto Térmico de los alimentaria (ETA)
• Es la energía necesaria para los procesos de digestión,
absorción y metabolismo de los alimentos
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0.1 x (TMB + EAF) = ETA
Casos especiales
Embarazo
• Gasto energético total en el embarazo = 55.000 kcal
• Una media de 2.1 y 2.4 kcal/día.
Lactancia
• Gasto adicional según edad
Otras franja de edad
• Según cada caso
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Ejemplo: Gasto energético hombre 70 Kg
(TMB)
8 h sueño x 60 min x 70 kg x 0.018 = 604.8 kcal
(EAF)
8 h trabajo sentado x 60 min x 70 kg x 0.028 = 940.8 kcal
3 h sentado leyendo x 60 min x 70 kg x 0.028 = 352.8 kcal
2 h paseando x 60 min x 70 kg x 0.038 = 319.2 kcal
1 h aseo personal x 60 min x 70 kg x 0.050 = 210.0 kcal
(ETA)
2 h comiendo x 60 min x 70 kg x 0.030 = 252.0 kcal
Total 24 horas 2680 kcal
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