Aminoácidos Esenciales y No Esenciales

Los aminoácidos son las unidades básicas que componen las proteínas. Se clasifican en dos grupos principales:

Aminoácidos Esenciales

Son aquellos que el cuerpo humano no puede sintetizar por sí mismo y, por lo tanto, deben obtenerse a través de la dieta.

• Treonina
• Lisina
• Metionina
• Valina
• Leucina
• Isoleucina
• Fenilalanina
• Triptófano
• Histidina (esencial principalmente en la infancia)

Aminoácidos No Esenciales

Son aquellos que el cuerpo humano puede sintetizar a partir de otros compuestos.

• Glicina
• Prolina
• Serina
• Glutamina
• Tirosina
• Alanina
• Aspartato
• Asparagina
• Glutamato
• Cisteína (considerado condicionalmente esencial)

Desaminación: Proceso Clave en el Metabolismo de Aminoácidos

La desaminación es el proceso metabólico mediante el cual se elimina el grupo amino (-NH2) de un aminoácido. Este proceso es fundamental para:

• La degradación de los aminoácidos para la obtención de energía.
• La síntesis de nuevos aminoácidos (a través de la transaminación).
• La eliminación del exceso de nitrógeno del cuerpo (principalmente en forma de urea).

La desaminación ocurre principalmente en el hígado y, en menor medida, en los riñones. A menudo implica la transaminación, que es la transferencia del grupo amino a un α-cetoácido receptor, formando un nuevo aminoácido y un nuevo α-cetoácido.

Regulación Hormonal del Metabolismo Proteico

El metabolismo de las proteínas está finamente regulado por diversas hormonas. A continuación, se describen las principales hormonas involucradas y sus efectos:

• Hormona del crecimiento (GH): Estimula la síntesis de proteínas en las células, promoviendo el crecimiento y desarrollo.
• Insulina: Es esencial para la síntesis de proteínas. Facilita el transporte de aminoácidos al interior de las células y estimula la actividad de los ribosomas (donde se sintetizan las proteínas).
• Glucocorticoides (como el cortisol): Aumentan la degradación de proteínas en la mayoría de los tejidos (excepto en el hígado), liberando aminoácidos al torrente sanguíneo. Esto puede ser importante durante períodos de estrés o ayuno.
• Testosterona: Promueve el depósito de proteínas en los tejidos, especialmente en los músculos (efecto anabólico).
• Estrógenos: Tienen un efecto anabólico más leve que la testosterona, contribuyendo al depósito de proteínas.
• Tiroxina (T4): Aumenta el metabolismo celular en general, incluyendo tanto la síntesis como la degradación de proteínas. El efecto neto depende de la disponibilidad de nutrientes y otras hormonas.

Recomendaciones Diarias de Vitaminas

Las vitaminas son micronutrientes esenciales para diversas funciones metabólicas. A continuación, se presentan las cantidades diarias recomendadas (CDR) de algunas vitaminas clave:

• Vitamina A:
  • Hombres: 900 µg (3,000 UI)
  • Mujeres: 700 µg (2,333 UI)
• Vitamina B1 (Tiamina):
  • Hombres: 1.2 mg
  • Mujeres: 1 mg
• Vitamina B2 (Riboflavina):
  • Hombres: 1.3 mg
  • Mujeres: 1 mg
• Vitamina B3 (Niacina):
  • Hombres: 16 mg
  • Mujeres: 14 mg
• Ácido Ascórbico (Vitamina C):
  • Hombres: 90 mg
  • Mujeres: 75 mg
• Ácido Fólico (Vitamina B9):
  • Hombres y Mujeres: 0.4 mg (400 µg)

Nota: Estas son recomendaciones generales. Las necesidades individuales pueden variar según la edad, el sexo, el estado de salud y otros factores.

Definición de Vitamina

Una vitamina es un compuesto orgánico que el cuerpo necesita en pequeñas cantidades para llevar a cabo funciones metabólicas esenciales. Las vitaminas no pueden ser sintetizadas por el organismo (o no en cantidades suficientes), por lo que deben obtenerse a través de la dieta.

Inanición, Anorexia y Caquexia: Trastornos de la Nutrición

• Inanición: Es un estado de deficiencia nutricional extrema, caracterizado por una ingesta calórica y de nutrientes insuficiente para satisfacer las necesidades energéticas del cuerpo. Se manifiesta con una pérdida de peso severa y puede tener consecuencias graves para la salud.
• Anorexia: Se refiere a una disminución del apetito, lo que lleva a una reducción en la ingesta de alimentos. Puede ser un síntoma de diversas condiciones médicas o psicológicas (como la anorexia nerviosa).
• Caquexia: Es un síndrome metabólico complejo asociado a enfermedades subyacentes (como cáncer, SIDA, enfermedades cardíacas crónicas, etc.). Se caracteriza por una pérdida de masa muscular (con o sin pérdida de grasa), fatiga, debilidad y anorexia. La caquexia no se revierte simplemente aumentando la ingesta de alimentos.

Obesidad: Definición y Evaluación

La obesidad se define como una acumulación excesiva de grasa corporal que puede tener efectos negativos para la salud. Se evalúa comúnmente utilizando:

• Índice de Masa Corporal (IMC): Es una medida que relaciona el peso y la talla de una persona (IMC = peso (kg) / talla (m²)). Un IMC de 30 o más generalmente indica obesidad.
• Porcentaje de grasa corporal: Es una medida más directa de la cantidad de grasa en el cuerpo. Se considera obesidad cuando el porcentaje de grasa corporal supera ciertos umbrales (que varían según el sexo y la edad).

Neurotransmisores y Hormonas Anorexígenos y Orexígenos

El apetito y la ingesta de alimentos están regulados por un complejo sistema de señales en el cerebro, que involucra neurotransmisores y hormonas.

Anorexígenos (Disminuyen el Apetito)

• Hormona estimulante α de los melanocitos (α-MSH)
• Serotonina
• Noradrenalina
• Insulina
• Hormona liberadora de corticotropina (CRH)
• Leptina
• Péptido YY (PYY)

Orexígenos (Aumentan el Apetito)

• Neuropéptido Y (NPY)
• Proteína relacionada con Agouti (AgRP)
• Hormona concentradora de melanina (MCH)
• Endorfinas
• Galanina
• Grelina

Electrolitos y Sustancias en Plasma: Valores y Funciones

Cationes y Aniones Intracelulares y Extracelulares

Los electrolitos son minerales con carga eléctrica que desempeñan funciones vitales en el cuerpo. Se distribuyen de manera diferente entre los compartimentos intracelular (dentro de las células) y extracelular (fuera de las células, como en el plasma sanguíneo).

Cationes (Iones con Carga Positiva)

• Extracelular:
  • Sodio (Na+): 145 mEq/L (El catión más abundante en el líquido extracelular. Esencial para la regulación del volumen de líquidos, la transmisión nerviosa y la contracción muscular).
• Intracelular:
  • Potasio (K+): 145 mEq/L (El catión más abundante en el líquido intracelular. Fundamental para la función nerviosa y muscular, y para el mantenimiento del potencial de membrana celular).

Aniones (Iones con Carga Negativa)

• Extracelular:
  • Cloro (Cl-): 106 mEq/L (El anión más abundante en el líquido extracelular. Importante para el equilibrio ácido-base y la regulación del volumen de líquidos).
  • Bicarbonato (HCO3-): 24 mEq/L (Juega un papel crucial en el equilibrio ácido-base, actuando como un tampón en la sangre).
• Intracelular:
  • Fosfatos (HPO42-, H2PO4-): Aproximadamente 125 mEq/L en total (Importantes para la estructura de los huesos y dientes, la producción de energía (ATP) y la regulación del pH).
  • Proteínas (con carga negativa a pH fisiológico): También contribuyen significativamente a la carga aniónica intracelular.

Sustancias No Electrolíticas en Plasma

Además de los electrolitos, el plasma contiene otras sustancias importantes, como:

• Fosfolípidos: 280 mg/dl (Componentes esenciales de las membranas celulares).
• Colesterol: 150 mg/dl (Importante para la estructura de las membranas celulares y la síntesis de hormonas esteroides y ácidos biliares).
• Grasa Neutra: 125 mg/dl (Principalmente triglicéridos, una forma de almacenamiento de energía).
• Glucosa: 90 mg/dl (La principal fuente de energía para las células).
• Urea: 14 mg/dl (Un producto de desecho del metabolismo de las proteínas, eliminado por los riñones).

Filtración Glomerular: Determinantes y Capas

Determinantes del Filtrado Glomerular (FG)

La filtración glomerular es el proceso por el cual los riñones filtran la sangre para formar la orina. El FG está determinado por:

1. Equilibrio de Fuerzas Hidrostáticas y Coloidosmóticas:
   • Fuerzas que favorecen la filtración:
     • Presión hidrostática glomerular (PG): Aproximadamente 60 mmHg. Es la presión de la sangre dentro de los capilares glomerulares.
     • Presión coloidosmótica en la cápsula de Bowman (πB): Se considera despreciable (cerca de 0 mmHg) porque normalmente hay muy poca proteína en el filtrado glomerular.
   • Fuerzas que se oponen a la filtración:
     • Presión hidrostática en la cápsula de Bowman (PB): Aproximadamente 18 mmHg. Es la presión del líquido dentro de la cápsula de Bowman.
     • Presión coloidosmótica capilar glomerular (πG): Aproximadamente 32 mmHg. Es la presión ejercida por las proteínas en la sangre, que tienden a retener agua dentro de los capilares.
2. Coeficiente de Filtración Capilar (Kf): Es una medida de la permeabilidad de la membrana de filtración glomerular y del área de superficie disponible para la filtración.

La tasa de filtración glomerular (TFG) se puede calcular como: TFG = Kf x (PG – PB – πG + πB)

Capas del Capilar Glomerular

La barrera de filtración glomerular consta de tres capas principales:

1. Endotelio del Capilar: Está perforado por miles de pequeños agujeros llamados fenestraciones. Estas fenestraciones son relativamente grandes, pero las células endoteliales tienen cargas negativas que dificultan el paso de proteínas plasmáticas.
2. Membrana Basal: Es una red de colágeno y proteoglicanos que tiene grandes espacios a través de los cuales pueden filtrarse grandes cantidades de agua y solutos pequeños. La membrana basal también tiene fuertes cargas negativas asociadas a los proteoglicanos, lo que impide el paso de proteínas.
3. Capa de Células Epiteliales (Podocitos): Estas células rodean la superficie externa de los capilares glomerulares. Los podocitos tienen prolongaciones llamadas pedicelos que se interdigitan, dejando entre ellos ranuras de filtración. Estas ranuras también tienen cargas negativas, lo que restringe aún más el paso de proteínas.

Señales Hipotalámicas para la Regulación del Apetito

El hipotálamo, una región del cerebro, juega un papel central en la regulación del apetito y la saciedad. Recibe diversas señales que influyen en los centros del hambre y la saciedad:

• Señales Nerviosas: Provenientes del tracto gastrointestinal, que informan sobre el grado de llenado del estómago y los intestinos.
• Señales Químicas: Niveles de nutrientes en la sangre (glucosa, aminoácidos, ácidos grasos) que indican el estado nutricional.
• Señales de Hormonas Gastrointestinales: Como la colecistoquinina (CCK), que se libera en respuesta a la presencia de alimentos en el intestino y promueve la saciedad.
• Señales de Hormonas Liberadas por el Tejido Adiposo: Como la leptina, que informa sobre las reservas de grasa corporal y reduce el apetito a largo plazo.
• Señales de la Corteza Cerebral: Información sensorial (visión, olfato, gusto) y cognitiva (pensamientos, emociones) relacionada con la comida.

Funciones Principales del Hígado

El hígado es un órgano vital con múltiples funciones esenciales para el metabolismo y la homeostasis:

• Filtración y Almacenamiento de Sangre: El hígado recibe una gran cantidad de sangre a través de la vena porta y la arteria hepática. Actúa como un filtro, eliminando bacterias, toxinas y otros desechos de la sangre. También almacena sangre, lo que puede ser importante en situaciones de pérdida de sangre.
• Metabolismo de Nutrientes: El hígado juega un papel central en el metabolismo de:
  • Hidratos de carbono: Almacena glucógeno, convierte la glucosa en glucógeno (glucogénesis) y viceversa (glucogenólisis), y realiza la gluconeogénesis (síntesis de glucosa a partir de otros compuestos).
  • Proteínas: Sintetiza proteínas plasmáticas (como la albúmina), desamina aminoácidos, forma urea y participa en la interconversión de aminoácidos.
  • Grasas: Oxida ácidos grasos para obtener energía, sintetiza colesterol, fosfolípidos y lipoproteínas, y convierte el exceso de carbohidratos y proteínas en grasa.
• Formación de Bilis: La bilis es esencial para la digestión y absorción de grasas en el intestino.
• Depósito de Vitaminas y Hierro: El hígado almacena vitaminas liposolubles (A, D, E, K) y vitamina B12, así como hierro (en forma de ferritina).
• Síntesis de Factores de Coagulación: El hígado produce la mayoría de los factores de coagulación sanguínea, como el fibrinógeno, la protrombina y el factor VII.
• Detoxificación: El hígado metaboliza y elimina fármacos, hormonas y otras sustancias extrañas del cuerpo.

Unidad Funcional del Hígado: El Lobulillo Hepático

La unidad funcional básica del hígado es el lobulillo hepático. Es una estructura cilíndrica microscópica que contiene:

• Hepatocitos: Las células principales del hígado, que realizan la mayoría de las funciones metabólicas.
• Sinusoides Hepáticos: Capilares sanguíneos especializados que reciben sangre de la vena porta y la arteria hepática.
• Células de Kupffer: Macrófagos especializados que eliminan bacterias y otras partículas extrañas de la sangre.
• Canalículos Biliares: Pequeños conductos que recogen la bilis producida por los hepatocitos.

Funciones Metabólicas Específicas del Hígado

Metabolismo de los Hidratos de Carbono

• Almacenamiento de Glucógeno: El hígado almacena grandes cantidades de glucógeno, un polímero de glucosa.
• Gluconeogénesis: Síntesis de glucosa a partir de aminoácidos y glicerol (proveniente de las grasas) cuando los niveles de glucosa en sangre son bajos.
• Glucogenólisis: Degradación del glucógeno a glucosa para mantener los niveles de glucosa en sangre.
• Conversión de Galactosa y Fructosa a Glucosa.

Metabolismo de las Grasas

• Oxidación de Ácidos Grasos: El hígado oxida ácidos grasos para obtener energía (beta-oxidación).
• Síntesis de Colesterol, Fosfolípidos y Lipoproteínas: El hígado sintetiza estos compuestos, que son esenciales para la estructura celular y el transporte de lípidos en la sangre.
• Síntesis de Grasa a partir de Proteínas e Hidratos de Carbono: El hígado puede convertir el exceso de carbohidratos y proteínas en grasa para su almacenamiento.

Metabolismo de las Proteínas

• Desaminación de Aminoácidos: Eliminación del grupo amino de los aminoácidos, un paso esencial para su utilización como fuente de energía o para la síntesis de nuevos compuestos.
• Formación de Urea: El hígado convierte el amoníaco (un producto tóxico de la desaminación) en urea, que es menos tóxica y se excreta por los riñones.
• Formación de Proteínas Plasmáticas: El hígado sintetiza la mayoría de las proteínas plasmáticas, como la albúmina (importante para mantener la presión osmótica de la sangre) y los factores de coagulación.
• Interconversión de Aminoácidos: El hígado puede convertir unos aminoácidos en otros, según las necesidades del organismo.

Fuerzas que Determinan el Filtrado Glomerular (Valores)

Ya se describieron en la sección «Filtración Glomerular: Determinantes y Capas». Se repiten aquí los valores clave:

• Presión Hidrostática Glomerular (PG): 60 mmHg (favorece la filtración)
• Presión Coloidosmótica en la Cápsula de Bowman (πB): 0 mmHg (favorece la filtración, pero es despreciable)
• Presión Hidrostática en la Cápsula de Bowman (PB): 18 mmHg (se opone a la filtración)
• Presión Coloidosmótica Capilar Glomerular (πG): 32 mmHg (se opone a la filtración)

Retroalimentación Túbulo-Glomerular

La retroalimentación túbulo-glomerular es un mecanismo de autorregulación renal que ayuda a mantener un flujo constante de líquido y solutos a través de los túbulos renales. Este mecanismo involucra a la mácula densa, un grupo de células especializadas en el túbulo distal que detectan la concentración de cloruro de sodio (NaCl) en el líquido tubular. Si la concentración de NaCl aumenta, la mácula densa envía señales que causan:

• Constricción de la arteriola aferente (la arteriola que lleva sangre al glomérulo), lo que reduce la presión hidrostática glomerular y, por lo tanto, la TFG.
• Disminución de la liberación de renina (una enzima que participa en la regulación de la presión arterial y el volumen de líquidos).

El resultado final es una disminución de la TFG y una reducción en la excreción de NaCl, lo que ayuda a mantener la homeostasis.

Fuerzas de Reabsorción en los Capilares Peritubulares

Después de la filtración glomerular, la mayor parte del agua y los solutos filtrados se reabsorben de nuevo a la sangre en los túbulos renales. Esta reabsorción ocurre principalmente en los capilares peritubulares, que rodean los túbulos. Las fuerzas que impulsan la reabsorción son:

• Presión Hidrostática Peritubular: 13 mmHg (se opone a la reabsorción). Es la presión de la sangre dentro de los capilares peritubulares.
• Presión Hidrostática en el Intersticio Renal: 6 mmHg (favorece la reabsorción). Es la presión del líquido en el espacio intersticial que rodea los túbulos y los capilares.
• Presión Coloidosmótica de las Proteínas Plasmáticas en el Capilar Peritubular: 32 mmHg (favorece la reabsorción). Es la presión ejercida por las proteínas en la sangre, que tienden a atraer agua hacia los capilares.
• Presión Coloidosmótica de las Proteínas en el Intersticio Renal: 15 mmHg (se opone a la reabsorción). Es la presión ejercida por las proteínas en el líquido intersticial.

La fuerza neta de reabsorción es la suma de estas fuerzas. En condiciones normales, la fuerza neta favorece la reabsorción, lo que permite que la mayor parte del agua y los solutos filtrados regresen a la sangre.