Metabolismo Ii. Medicina. MEDICINA

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Medicina

Concepto. Se entiende por metabolismo el conjunto de reacciones químicas necesarias para el crecimiento, mantenimiento de las funciones vitales y la producción de energía.

En el m. del ser humano hay que considerar dos tipos de procesos: aquellos que tienden a desintegrar los tejidos, los cuales se denominan procesos catabólicos, mientras que a los que van encaminados a su reconstrucción se les da el nombre de procesos anabólicos. La energía necesaria para estos procesos metabólicos es proporcionada por los alimentos, que incluyen a su vez la utilizada en la actividad física. Si se tiene en cuenta el principio general de que la energía ni se crea ni se destruye, sino que únicamente se transforma, se deducirá que hay una exacta relación entre la que proporcionan los alimentos y la qué se produce liberándose o bien queda almacenada de reserva.

Metabolismo de los principios inmediatos. Los alimentos son ingeridos por el individuo bajo formas complejas y, la mayoría de las veces, mezcladas en las diversas formas de recetas culinarias. Los alimentos más simples que integran estas sustancias alimenticias; llamados principios inmediatos, son de tres tipos: hidratos de carbono, proteínas y grasas.

Hidratos de carbono. Constituyen el principal aporte de energía de la población. Parece ser que en una comunidad industrial suponen el 50% de la dieta, llegando al 85% en el medio agrícola. Hay pueblos, entre los que se encuentran los esquimales, cuya alimentación es casi exclusivamente a base de proteínas. El que estos pueblos, exentos prácticamente de hidratos de carbono, sean sanos, indica que no son indispensables para la alimentación. Entre los ingeridos habitualmente por el hombre, se encuentra en primer lugar el almidón, considerado como el principal hidrato de carbono de la dieta y que se halla en granos y en tubérculos. La celulosa, integrante de las paredes de las células vegetales y adquirida en verduras y frutas, no puede ser desintegrada por los jugos digestivos; atraviesa el tubo digestivo y al alterarse y aumentar el volumen de las heces ejerce una acción laxante. La sacarosa del azúcar y la lactosa presente en todas las leches de mamíferos son también componentes casi obligados de la dieta diaria.

Proteínas. Son consideradas indispensables para el ser humano, siendo más necesarias durante la época del crecimiento, en que son utilizadas para la "construcción" de los nuevos tejidos. La cantidad de proteínas ingeridas por una comunidad podría servir de índice del nivel social, puesto que éste es mayor cuanto mayor es aquélla. El pescado y la carne son suministradores de proteínas, siendo también la leche y los huevos magníficas fuentesde las mismas, así como los derivados de la leche, yogur y queso. Cada día, en un hombre normal, pueden ser destruidos y resintetizados de 200 a 400 g. de proteínas. Los resultantes de esta destrucción pueden ser nuevamente utilizados para la síntesis, pero es indispensable un aporte adicional con la dieta.

Grasas. Son consideradas como la segunda gran fuente de energía, siendo su origen animal, como el tocino o la mantequilla, y vegetal, como el aceite de oliva o de cacahuete.

Todos estos principios inmediatos ingeridos en formas complejas por el hombre han de ser desintegrados hasta formas más simples, bajo las cuales intervendrán en los distintos procesos del m. Esta desintegración corre a cargo de la digestión o conjunto de fenómenos mecánicos y físico-químicos que sufren los alimentos desde que ingresan hasta que están en condiciones para ser absorbidos a través de la pared intestinal (V. DIGESTIVN Y APARATO DIGESTIVO). La función mecánica consiste fundamentalmente en la masticación y el transporte (gracias a los movimientos peristálticos viscerales) de los alimentos desde la boca hasta la eliminación de desechos por el ano. La acción físico-química corre a caro de las diferentes enzimas digestivas (amilasa, pepsina, pasa, etc.) que desdoblan hidratos de carbono, proteínas y grasas, hasta sus formas simples bajo las cuales son absorbidas en el intestino delgado por las vellosidades intestinales. Existen en estas vellosidades capilares sanguíneos, por donde son absorbidos los aminoácidos resultantes de la desintegración de las proteínas y los hidratos de carbono simples. Las bocas linfáticas están encargadas de la absorción de las grasas.

Transformados los alimentos en formas simples, comienza entonces el verdadero m., en el cual se liberará la energía necesaria para el mantenimiento de la vida y la actividad física. Como definición de energía, se entiende la capacidad para realizar trabajo, y éste, como el resultado de una fuerza. Los músculos que efectúan el trabajo no son sólo instrumentos mecánicos sino también químicos.

La energía de las radiaciones solares es fijada por procesos de fotosíntesis, cuando el agua y el anhídrido carbónico son convertidos por las plantas verdes en hidratos de carbono. La energía así fijada puede ser utilizada por las plantas para metabolizar otros hidratos de carbono, grasas, proteínas y alcoholes. La mayor parte de la energía almacenada en los enlaces entre el carbono y el hidrógeno de las moléculas de estas sustancias puede utilizarse en el organismo, gracias a su rotura por procesos principalmente oxidativos, que tendrán lugar en el m. La glucosa y su polímero el glucógeno son utilizados en cada tejido con una intensidad variable. Generalmente, cada molécula de glucosa se divide para dar dos de ácido pirúvico, y cada una de éstas es oxidada en otras sustancias, como son grasas o proteínas. En la oxidación de la glucosa y el glucógeno se produce una cantidad considerable de energía que se invierte en la formación de ATP o trifosfato de adenosina, quedando, por tanto, almacenado en forma de energía interna. Cada ATP tiene disponibles unas 7.500 calorías para procesos sintéticos, para la contracción muscular o cualquier otro trabajo. Por cada glucosa se calcula que pueden producirse un máximo de 38 ATP durante la oxidación.

A pesar de las variaciones en el ingreso, la oxidación y el almacenamiento de los hidratos de carbono, el azúcar en sangre se mantiene constante debido a unos mecanismos reguladores entre los que se encuentra fundamentalmente la insulina, hormona pancreática que facilita los procesos anabólicos. La insulina estimula el empleo de la glucosa por el músculo. Con respecto a las proteínas, éstas forman parte de todos los tejidos y las funciones orgánicas que dependen de su m. incluyen prácticamente todos los procesos del cuerpo. La hemoglobina es una proteína importante; los genes, enzimas, hormonas y anticuerpos son productos proteicos.

Las moléculas de proteínas se hallan constituidas por gran número de aminoácidos. Desde la sangre los aminoácidos son absorbidos por células. Algunos vuelven a formar proteínas para quedar almacenadas en algunos tejidos. Hay muchos factores que influyen en la velocidad de esta síntesis. La hormona de crecimiento tiene aquí la misma acción que la de la insulina. Las proteínas contienen siempre nitrógeno, y casi siempre azufre, así como carbono, hidrógeno y oxígeno, de modo que el m. de los aminoácidos comprende la elaboración de productos finales que contienen azufre y . nitrógeno; entre éstos se encuentra la urea. Las proteínas son además la única fuente de nitrógeno utilizable por el organismo, por lo cual el m. de los aminoácidos abarca la biosíntesis no sólo de otras proteínas sino de casi todos los compuestos nitrogenados. Toda esta cantidad de procesos bioquímicos necesita de la presencia de gran número de enzimas.

Con respecto a las grasas todos tenemos una idea más o menos clara de lo que quiere decir este término, pero incluidas entre estas diferentes sustancias se encuentran todas las que los bioquímicos llaman en conjunto lípidos, compuestos que además de ácidos grasos tienen nitrógeno, con fósforo o sin él. Son sustancias todas ellas insolubles en el agua, de una gran variedad química y con muy distintas características metabólicas. Se podrían dividir en cinco grupos: ácidos grasos, triglicéridos, losfolípidos y glucolípidos, colesterol y derivados, y vitaminas A, D, E, K. A su paso a través de la mucosa intestinal la. glicerina y los ácidos grasos resultantes de la desintegración de las grasas son sintetizados como nuevas moléculas de triglicérido, que ingresan en la linfa en forma de gotitas llamadas quilomicrones. También llevan éstas pequeñas cantidades de colesterol y fosfolípidos. Después de una comida rica en grasa el plasma sanguíneo queda enturbiado por la presencia de estos componentes grasos, pero más tarde vuelve a existir un aclaramiento, gracias a la acción de una enzima llamada lipasa lipoproteínica, que desintegra el triglicérido de estos quilomicrones. El glicerol es metabolizado como carbohidrato, y los ácidos grasos transportados con la albúmina a las células para su oxidación o almacenamiento. Algunos quilomicrones son metabolizados directamente por el hígado. Los carbohidratos en su m. pueden ser transformados en grasa y las proteínas convertidas en carbohidratos pueden también ir a aumentar el depósito de grasa de nuestro organismo. Actualmente no se considera ya este depósito como algo final, sino como un fondo activo común del m., puesto que puede ser utilizado para resíntesis de proteínas y carbohidratos.

Cuando el ácido acetoacético y sus derivados, denominados cuerpos cetónicos, que normalmente derivan del m. de los ácidos grasos y son llevados a los tejidos para ser oxidados y producir energía, se acumulan, se produce un fenómeno patológico denominado cetosis. Esto ocurre en casos, como la diabetes (v.) o la inanición, en que por haber un impedimento en el m. de los carbohidratos toda la energía tiene que ser suministrada por el m. de los depósitos grasos.

Tiene gran interés, también en la actualidad, la participación del colesterol y los lípidos en la aterogénesis, sobre todo desde que se sabe que las placas de ateroma son ricas en colesterol y que es fácil producir arteriosclerosis en conejos alimentados con dieta rica en este elemento.

Metabolismo basal. Se puede conocer cómo es el m. del organismo; para lo cual se hace el estudio en unas condiciones denominadas basales: en reposo, ayunas y en el estado de máxima relajación posible, casi próximo al sueño. Su base radica en que la combustión de cada elemento consume oxígeno y elimina anhídrido carbónico, y a esta proporción se denomina cociente respiratorio. Las cantidades de 02 y C02 están en proporción directa con la cantidad de calor producido. Se sabe también que en reposo la cantidad de calor producido es proporcional a la superficie del cuerpo. Existen unas tablas con las cuales se realizan fácilmente los cálculos, admitiendo como 0,82 el cociente respiratorio. Según sea la talio y peso del sujeto se calcula su superficie y teniendo en cuenta el consumo de 02 en la unidad de tiempo determinada se llega a saber la producción calórica basal y, por tanto, el m. basa]. Este resultado teórico se compara en otra tabla con el que le correspondería a un sujeto normal, varón o hembra de la misma edad, y el resultado se expresa en porcentaje en más o menos de lo normal.

Estas determinaciones, sin ser exactas, tienen una gran aplicación en la clínica diaria. Para explicar la obesidad se han intentado demostrar alteraciones metabólicas sin obtenerse completa confirmación. Parece ser que en la mayoría de los casos no existe una alteración del m., sino más bien un exceso en la ingestión de alimentos por hábitos familiares, procesos emocionales y otras causas, que hacen que al ser el aporte de energía muy superior al consumo se almacene ésta en forma de grasas. De manera poco frecuente se han encontrado, sin embargo, algunas alteraciones metabólicas que tienden a la obesidad, como el hipotiroidismo con m. basal bajo; lesiones diencefálicas, puesto que en el diencéfalo se cree es donde se origina la sensación de hambre o saciedad; y también en otros casos de individuos obesos en los que se encontró una tasa de lípidos baja en sangre, lo cual les induciría a ingerir más alimentos. El caso contrario, es decir, el adelgazamiento, también puede ser debido en algunos casos a un aumento del m. basa], como ocurre en el caso de hipertiroidismo.

Metabolismo hidromineral. Capítulo muy importante lo constituye el del equilibrio de agua y de electrólitos dentro de nuestro organismo (sodio, cloro, potasio, etc.). El agua, que ingresa como tal y como parte integrante de los demás alimentos, pasa a formar parte de tres grandes compartimentos: intracelular, intersticial y vascular, los cuales mantienen su equilibrio gracias al juego de las presiones osmótica y oncótica, debidas a electrólitos y proteínas. Actualmente muchos de los problemas que se plantea la Medicina en sus diferentes campos se ocupan de trastornos en este equilibrio hídrico y electrolítico. Hoy día, gracias al perfeccionamiento de los sueros, se pueden corregir muchos de estos trastornos sea cual fuere su origen.

V. t.: DIETÉTICA; DIGESTIÓN; NUTRICIÓN

M. INGELMO MORIN

BIBL.: I. MORROS, Elementos de Fisiología, 9 ed. ¡iarcelona 1967; P. FARRERAS, Medicina Interna, 8 ed. Barcelona 1972; E. S. WEST, Bioquímica médica, 4 ed. México 1969; A. C. GUYTON, Fisiología humana, 3 ed. México 1969; R. H. WILLIANS, Tratado de Endocrinología, 3 ed. Barcelona 1969