Cetogénesis
La cetogénesis es el proceso metabólico por el cual se forman los cuerpos cetónicos (acetona, ácido acetoacético y betahidroxibutilico) en las mitocondrias hepáticas, aunque también se da en el riñón, por la oxidación (β-oxidación) metabólica de los ácidos grasos mediada por la carnitina, que transporta los restos para quemarlos.
El proceso tiene lugar cuando la gluconeogénesis es activa, pues induce una disminución en los niveles de oxalacético, impidiendo que el acetil-CoA de la beta-oxidación se oxide completamente en el ciclo de Krebs. Por lo tanto, el acetil-CoA se acumula en las mitocondrias, y este exceso deriva a la producción de cuerpos cetónicos.
Estos metabolitos aumentan en situaciones como diabetes descompensada o ayuno prolongado. Al no ingerir alimento, baja la glucemia, y el organismo estimula la glucogenolisis en el hígado para normalizarla. Si el ayuno continúa, el organismo recurre a las grasas, y por β-oxidación se obtiene Acetil-CoA para obtener energía en el ciclo de Krebs. Sin embargo, la velocidad de producción de acetil-CoA excede a la de oxidación en el ciclo de Krebs, por lo que se acumula y se producen los cuerpos cetónicos.
Primero se produce ácido acetoacético, un ácido muy fuerte. Si la acidosis continúa aumentando, se produce β-hidroxibutílico, un ácido más débil. Por último, se produce acetona, que no es un ácido, pero trae graves consecuencias al organismo (mareos, vómitos, cefaleas, coma…) y posee un efecto anorexigénico.
Estos cuerpos cetónicos serán utilizados por el cerebro o los músculos, que obtienen energía mediante la β-oxidación, hasta que los valores de glucemia se normalicen.
La cetogénesis puede ser determinada por la presencia de cuerpos cetónicos en la orina.
La cetogénesis surge cuando el aporte en hidratos de carbono es menor a unos 80 g/día. La cetosis representa un estado en que la producción hepática de cetonas es mayor que la utilización extrahepática de las mismas.
Hormonas como la ACTH, GH o prolactina tienen un efecto cetógeno sobre el organismo. Estas hormonas son conocidas por su efecto hipoglucemiante, con lo que el organismo derivará hacia gluconeogénesis estimulando la producción de cuerpos cetónicos.
Ciclo Cardíaco
Es el periodo de tiempo que va desde el final de una contracción cardíaca hasta el final de la contracción siguiente. Dura 0,8 segundos. Incluye el periodo de relajación (diástole auricular/ventricular) y el de contracción (sístole auricular/ventricular).
Aurículas
- Fase de llenado: La sangre que fluye por las venas cavas (superior e inferior) llega a la aurícula derecha y por las venas pulmonares a la izquierda. Las aurículas están en diástole y, a medida que se llenan de sangre, la presión sobre las paredes provoca que se abran las válvulas auriculoventriculares. El 70% de la sangre pasa a los ventrículos.
- Fase de vaciamiento: Las aurículas se contraen (sístole auricular) y el 30% de la sangre restante pasa a los ventrículos.
Ventrículos
Fase de llenado:
Para que se llenen los ventrículos, tienen que estar en diástole. Hay tres periodos:
- Llenado rápido: La sangre alojada en las aurículas pasa a los ventrículos por diferencia de presión, provocando un efecto de succión. 1/3 de la sangre pasa.
- Llenado lento (diástasis): Cuando la presión de aurículas y ventrículos se igualan, sigue pasando un poco de sangre.
- Llenado obligado: La contracción auricular obliga a pasar la sangre a los ventrículos.
Fase de vaciamiento:
- Contracción isovolumétrica (0,2-0,3 segundos): Comienza la sístole ventricular, aumenta la presión dentro de los ventrículos y se cierran las válvulas auriculoventriculares. No hay vaciamiento porque no hay suficiente presión para abrir las válvulas semilunares. Se produce el primer ruido cardíaco.
- Vaciamiento o eyección: Cuando la presión en el ventrículo izquierdo alcanza o supera los 80 mmHg y en el derecho los 8 mmHg, se abren las válvulas semilunares aórtica y pulmonar. La sangre pasa a los grandes vasos.
- Protodiástole: Los ventrículos siguen contraídos, pero no pasa sangre. Muy corto.
- Relajación isométrica: Al terminar la protodiástole se produce la relajación ventricular, que provoca el cierre de las válvulas semilunares, produciendo el segundo ruido cardíaco. La presión cae, provocando la apertura de las válvulas auriculoventriculares.
Frecuencia Cardíaca
Presión arterial en la circulación mayor
Cuando el ventrículo izquierdo se contrae, expulsa la sangre hacia la arteria aorta. La presión arterial de la aorta en sístole aumenta, alcanzando los 120 mmHg. En diástole, la sangre se mantiene en el árbol arterial con una presión de 80 mmHg.
Mecanismos reguladores de la presión arterial
A medida que nos alejamos del corazón, la presión arterial disminuye. En las grandes arterias (femoral, ilíaca…) suele ser elevada (70-120 mmHg). Esta presión es responsable del resto de presiones del aparato circulatorio.
FLUJO = presión arterial / resistencia periférica
FLUJO = gasto cardíaco
PRESIÓN ARTERIAL = gasto cardíaco x resistencia periférica
Mecanismos que intervienen en el control de la presión arterial
Mecanismo de regulación nerviosa
Todos los vasos presentan terminaciones nerviosas simpáticas, cuya estimulación produce vasoconstricción.
En el corazón, el sistema simpático aumenta la frecuencia cardíaca (y el gasto cardíaco), y el parasimpático la disminuye.
En los senos carotídeos y el cayado de la aorta existen presorreceptores. Cuando la presión arterial aumenta, estos receptores envían información al bulbo, inhibiendo la vasoconstricción. Si la presión disminuye, se excita el centro vasomotor, produciendo vasoconstricción.
Este mecanismo es el primero en activarse ante variaciones de presión. Es poco duradero, pues los receptores se adaptan.
Mecanismo por desviación del líquido capilar
Si el mecanismo nervioso falla, se activa este. Al elevarse la presión arterial, aumenta la presión capilar, incrementando la PEF, lo que provoca la salida de líquido hacia el espacio intersticial (edema), disminuyendo la volemia y la presión. Al disminuir la presión, disminuyen las presiones capilares, aumenta la PER, aumenta la volemia y la presión arterial. Sólo se usa en situaciones extremas.
Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona
Cuando la presión en la arteria renal desciende por debajo de 60 mmHg, se estimulan las células del aparato yuxtaglomerular, que segregan renina. La renina convierte el angiotensinógeno en angiotensina I, que circula hasta los pulmones, donde se convierte en angiotensina II por la Enzima de Conversión.
La angiotensina II es un potente vasoconstrictor, que se inactiva rápidamente por las angiotensinasas.
La angiotensina II produce vasoconstricción arteriolar, aumentando las resistencias periféricas. También estimula la secreción de aldosterona en las glándulas suprarrenales.
La aldosterona provoca la reabsorción de sodio y agua en las nefronas, aumentando la volemia y la presión.
Circulación Portal
Consta de venas que conducen la sangre desde el intestino, bazo, vesícula biliar, estómago y páncreas hacia el hígado a través de la vena porta. Por la vena suprahepática, la sangre alcanza la vena cava inferior.
La sangre de estos órganos pasa por el hígado, donde se filtra. Las Células de Kupffer fagocitan sustancias. Los senos venosos ofrecen gran resistencia, y la presión en la vena porta es de 7 mmHg.
En un taponamiento hepático (como en la cirrosis), la presión portal aumenta. Cuando la diferencia de presión entre la vena porta y la suprahepática alcanza entre 10 y 15 mmHg, se produce ascitis debido a la extravasación de líquido al peritoneo.
Regulación Humoral de la Respiración
En la aorta y la bifurcación de las carótidas existen quimiorreceptores (Glomus aórticos y carotideos) sensibles a cambios en las presiones parciales de CO₂ y O₂. Cuando la presión parcial de oxígeno cae o la de CO₂ se eleva, se estimula el centro respiratorio, aumentando la frecuencia respiratoria.
Existen otros quimiorreceptores en el tallo cerebral, sensibles a la concentración de hidrogeniones. Cuando esta aumenta, se eleva la frecuencia ventilatoria y la profundidad de las respiraciones.
Nuestro sistema respiratorio puede provocar movimientos respiratorios modificados (suspiro, bostezo, llanto, risa, hipo, sollozo, tos, estornudo), resultado de reflejos respiratorios.
Páncreas Exocrino
El páncreas exocrino segrega el jugo pancreático. Su unidad funcional es el acino pancreático, con tres tipos de células:
- Células acinares: Elaboran y secretan enzimas digestivas.
- Células centroacinares y epiteliales: Segregan la fracción hidroelectrolítica.
El jugo pancreático fluye por el conducto de Wirsung, que desemboca en el duodeno, junto con el colédoco, en la ampolla de Váter (esfínter de Oddi).
Jugo pancreático
Líquido incoloro, inodoro e isotónico con el plasma (pH 7,6-8,2). Se producen 1500-2000 ml en 24 horas.
Composición del jugo pancreático
- Componente acuoso o hidroelectrolítico: Rico en bicarbonato.
- Fracción proteica: Enzimas proteolíticas (tripsinógeno, quimiotripsinógeno, procarboxipeptidasa), amilolíticas (amilasa pancreática), lipolíticas (lipasa pancreática, esterasas, fosfolipasa) y nucleolíticas (ribonucleasa y desoxirribonucleasa).
También se produce el factor inhibidor de la tripsina.
Existen dos tipos de secreción: ecbólica (rica en fermentos) e hidroláctica (rica en agua y sales).
Acción del jugo pancreático
La secreción ecbólica libera tripsinógeno, procarboxipeptidasa, quimiotripsinógeno, nucleasas inactivas, amilasa, lipasa pancreática, colesterol esterasa y fosfolipasa A₂.
Las enzimas proteolíticas se activan en el intestino. El tripsinógeno se activa por la enterocinasa, transformándose en tripsina, que desdobla proteínas en péptidos. La tripsina activa la procarboxipeptidasa (carboxipeptidasa, que digiere péptidos en aminoácidos), el quimiotripsinógeno (quimiotripsina, que hidroliza proteínas) y las nucleasas. La lipasa pancreática actúa sobre los triglicéridos, la colesterol esterasa sobre los ésteres de colesterol, la fosfolipasa A₂ sobre los ácidos grasos de los fosfolípidos, y la alfa amilasa sobre el almidón y glucógeno. La secreción hidroelectrolítica neutraliza la acidez del quimo.
Regulación de la secreción pancreática
Mecanismo Nervioso
A través del nervio vago, produce una secreción enzimática. Es de escasa importancia.
Mecanismo Humoral
Intervienen la gastrina, colecistocinina-pancreozimina y la secretina. La gastrina, liberada en el estómago, produce pequeños aumentos de enzimas pancreáticas. La colecistocinina-pancreozimina, producida en el duodeno y yeyuno, estimula la secreción de jugo pancreático rico en enzimas. La secretina, liberada en el duodeno y yeyuno proximal, estimula la secreción de jugo pancreático rico en agua y bicarbonato.
Hormona del Crecimiento
La hormona del crecimiento o somatotropina (GH o STH) es una proteína que ejerce sus efectos sobre casi todos los tejidos del organismo. Estimula el aumento del tamaño y la mitosis celular.
Acciones fisiológicas
Acciones metabólicas
- Metabolismo proteico: Aumenta la síntesis proteica e inhibe el catabolismo proteico.
- Metabolismo lipídico: Aumenta la movilización de grasas, estimulando la lipólisis y la β-oxidación. Puede ocasionar cetosis.
- Metabolismo glucídico: Tiene un efecto ahorrador de glucosa. Aumenta la glucogenogénesis hepática y muscular. Puede causar hiperglucemia y estimular la descarga de insulina.
Acciones sobre los tejidos
- Sobre el cartílago y el hueso:
- Aumenta el depósito de proteínas.
- Aumenta la condrogénesis.
- Estimula la reproducción de condrocitos y osteoblastos.
Mecanismos de crecimiento óseo:
- En huesos largos, estimula el crecimiento del cartílago epifisario.
- Estimula los osteoblastos, aumentando el espesor de los huesos.
- Sobre el músculo: Aumenta la masa muscular.
- Aumenta el grosor de la piel.
- Aumenta el tamaño de las vísceras.
Mecanismo de acción
La GH ejerce sus efectos a través de las somatomedinas o IGF (factores de crecimiento de tipo insulínico). La GH llega al hígado e induce la producción de somatomedinas.
Regulación de la secreción
La secreción de GH está controlada por la GHRH y la GHIH (somatostatina), secretadas en el hipotálamo. La secreción de GH depende de múltiples factores. Las somatomedinas ejercen una retroalimentación negativa.
Factores que modifican la secreción de GH
- Ejercicio físico y estrés.
- Sueño (primeras dos horas).
- Ayuno prolongado.
- Hipoglucemia aguda.
- Baja concentración de ácidos grasos en sangre.
La hiperglucemia y los corticoides disminuyen la producción de GH.
La disminución de GH en la edad de crecimiento causa enanismo hipofisario. El aumento de GH causa gigantismo (en la edad de crecimiento) o acromegalia (después de la adolescencia).
Calcitonina
Péptido producido por las células parafoliculares de la tiroides.
Acciones fisiológicas
- Hueso: Inhibe la resorción ósea, disminuyendo la calcemia.
- Riñón: Facilita la eliminación de calcio y fósforo por la orina.
Regulación de la secreción
El estímulo principal es la elevación de la calcemia.
Insulina
Hormona peptídica segregada por las células beta de los islotes de Langerhans. El principal desencadenante de su secreción es la glucemia elevada. La secreción ocurre en dos fases: una rápida y una gradual.
Acciones fisiológicas
Actúa sobre hígado, músculo esquelético, tejido adiposo y otros tejidos, excepto cerebro, hematíes, células gonadales, intestinales y del túbulo renal (células no insulín-dependientes).
Sobre los glúcidos:
- Hormona hipoglucemiante: favorece la captación de glucosa.
- Favorece la glucogenogénesis en hígado y músculo.
- Potencia la glucólisis.
Sobre las grasas (hígado y tejido adiposo):
- Estimula la lipogénesis.
- Inhibe la lipólisis.
Sobre las proteínas:
- Facilita el transporte de aminoácidos.
- Favorece la síntesis proteica.
- Inhibe el catabolismo proteico.
- Inhibe la gluconeogénesis en el hígado.
- Necesaria para el crecimiento (efecto sinérgico con la GH).
Regulación de su secreción
- Niveles de glucemia.
- Aminoácidos (arginina y leucina).
- Ácidos grasos.
- Hormonas gastrointestinales (secretina, pancreozimina, gastrina).
- Hormonas (glucagón, GH, cortisol, progesterona, estrógenos).
- Estimulación parasimpática.
- Fármacos (sulfonilureas).
Inhibidores: catecolaminas (adrenalina y noradrenalina) y somatostatina.
Glucagón
Hormona peptídica producida por las células alfa de los islotes de Langerhans. Su función principal es aumentar la glucemia, actuando principalmente en el hígado.
Regulación de la secreción
- Glucemia < 100 mg/dl: estimula la secreción.
- Glucemia > 160 mg/dl: disminuye la secreción.
- Aminoácidos glucogénicos, acetilcolina, adrenalina, noradrenalina y pancreozimina: estimulan la secreción.
- Secretina, somatostatina, insulina y ácidos grasos: inhiben la secreción.
Acciones fisiológicas (hígado)
- Estimula la glucogenolisis y gluconeogénesis.
- Favorece el ingreso de ácido láctico (ciclo de Cori).
- Inhibe la glucogenogénesis.
- Estimula la lipólisis y cetogénesis.
Control de la glucemia
El páncreas produce glucagón e insulina según la glucemia. En hipoglucemia, se estimula el sistema nervioso parasimpático y la adrenalina. Si la situación se prolonga, se secreta cortisol y GH.
Glándulas Suprarrenales
Glándulas ubicadas en los riñones, con dos zonas: corteza (secreta corticosteroides) y médula (secreta adrenalina y noradrenalina).
Cortisol
El 90% del cortisol se transporta unido a la trascortina. Se elimina por orina como 17-cetosteroides.
Acciones fisiológicas
- Metabolismo glucídico: Hiperglucemiante (aumenta glucogenolisis y gluconeogénesis).
- Lípidos: Aumenta la lipólisis (hormona cetogenética).
- Proteínas: Inhibe la síntesis proteica. En ayuno, aumenta el catabolismo proteico para la gluconeogénesis.
- Equilibrio hidroelectrolítico: Retiene sodio y cloro, elimina potasio, calcio, fósforo y agua (acción anti-ADH).
- Sangre y sistema inmune: Disminuye eosinófilos y linfocitos, aumenta hematíes. A dosis elevadas, suprime la producción de anticuerpos.
- Inflamación: Inhibe la respuesta inflamatoria al inhibir la síntesis de prostaglandinas y leucotrienos.
- Estrés: Protege al organismo del estrés.
- Digestión: Estimula la secreción de ácido clorhídrico y jugos pancreático, biliar e intestinal.
Control de la secreción
El sistema nervioso central controla la secreción. En situaciones de estrés, el hipotálamo libera CRH, que estimula la liberación de ACTH en la hipófisis, que a su vez estimula la secreción de cortisol en la corteza suprarrenal. El cortisol inhibe la liberación de CRH y ACTH (retroalimentación negativa). La secreción de CRH, ACTH y cortisol es mayor por la mañana.
Estrógenos y Progestágenos
Los principales esteroides sexuales femeninos son los estrógenos (estradiol) y progestágenos (progesterona).
Acciones fisiológicas de los estrógenos
- Maduración del útero, trompas, vagina y genitales externos.
- Desarrollo de las mamas.
- Desarrollo del crecimiento en la pubertad (sueldan las epífisis).
- Favorecen la formación de hueso (depósito de calcio y fósforo).
- Proliferación del tejido glandular endometrial.
- Aumento de células epiteliales ciliadas en las trompas de Falopio.
- Estimulan la síntesis de prolactina.
- Caracteres sexuales secundarios.
- Retención de sal y agua.
- Efectos sobre la piel.
- Disminuyen el colesterol.
Acciones fisiológicas de la progesterona
- Cambios secretorios endometriales.
- Disminuye las contracciones miometriales.
- Desarrollo de los lobulillos mamarios.
- Actúa sobre el centro termorregulador.
Ciclo Ovárico
La mujer produce un óvulo cada 28 días aproximadamente. El hipotálamo produce GnRH, que controla la liberación de FSH y LH. La FSH estimula el crecimiento de los folículos ováricos y la producción de estrógenos. La LH finaliza el crecimiento del folículo, provoca la ovulación y forma el cuerpo lúteo (produce progesterona y estrógenos).
Cambios cíclicos en el útero
Cada ciclo permite la liberación de un folículo maduro (folículo de De Graaf).