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METABOLISMO MÚSCULO CARDIACO

Metabolismo Músculo Cardíaco. -

Requerimiento constante de energía para que se dé la contracción del corazón Se hace lipolisis y la cetogénesis El corazón sintetiza diariamente, 70 veces su peso en ATP, la mayor parte es a través de los lípidos El corazón utiliza toda clase de sustratos energéticos, aparte de la glucosa, los lípidos, cuerpos cetónicos derivados de los ácidos grasos, aminoácidos. Alto consumo de oxígeno, asociada a la demanda metabólica y la cantidad de mitocondrias que tiene el corazón, para la producción de ATP La actividad mitocondrial es dependiente de ácidos grasos y glucosa principalmente

El músculo cardíaco consiste en haces entrelazados de cardiomiocitos (células musculares) son más estrechos, gran cantidad de mitocondrias. Tendremos varios procesos que harán parte de la generación de ATP 1. Ácidos grasos que van a entrar a la célula, hacer el proceso de beta oxidación, generar acetil coA, generamos todo el proceso de respiración celular y finalmente vamos a dar lugar al ATP 2. La glucosa, se va a ir a dos vías principales: - El proceso de glicolisis y vamos a tener glicolisis aerobia y anaerobia, precisamente por la demanda energética se hacen los dos procesos - Se puede ir hacia la formación del glucógeno, sucede básicamente el período fetal. Cuando el niño ya nace esa capacidad se va perdiendo y el glucógeno a nivel del corazón no se va a utilizar. Los cuerpos cetónicos se van a producir en condiciones de ayuno especialmente y lo mismo vamos a utilizar aminoácidos que son cetogénicos y glucogénicos para también producir energía. A nivel del corazón todos los procesos metabólicos deben estar regulados, esto va a ser por: 1. A nivel de transcripción 2. Por modificaciones transduccionales Metabolismo del músculo cardíaco 1. Utilización de sustrato, independientemente del que sea Los ácidos grasos van a ser fundamentales en ese proceso, la glucosa también será generadora de ATP por medio de la glicolisis, y productos como aminoácidos y cuerpos cetónicos no son tan importantes al momento de proveer ATP a este tipo de células, pero si están presentes - La glucosa tendrá que fosforilarse previamente para mantenerse en el interior de la célula e irse hacia diferentes vías -

Propia oxidación

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Proceso de glicolisis, son procesos dependientes de energía pero que al final su producto neto será proveer energía. El propio proceso está distribuido en dos fases: 1. fase preparatoria que es justamente la que utiliza ATP. Hay presencia de enzimas reguladoras del proceso: hexoquinasa 1, fosfofructoquinasa 2. fase final, el producto será la generación de dos moléculas de ATP y dos moléculas NADH - Tendremos transformación del Piruvato a acetil coa - Sigue el proceso de respiración celular, en el que están involucrados 3 factores críticos, activación de ciclo de Krebs, transporte de electrones y fosforilación oxidativa La glucosa que se genera sirve también para considerar que hay unas vías alternas que se dan asociadas al proceso de glicolisis, esas vías alternas son bastantes críticas cuando pensamos en el metabolismo cardíaco: 1. vía de las pentosas fosfato a. generar el glutatión b. producir la ribosa que servirá para producir nucleótidos c. producir NADPH, que sirve para procesos posteriores de generación de lípidos d. es muy importante que esta vía se dé, para evitar procesos de oxidación o para disminuir la cantidad de sustancias que sean oxidativas como los radicales libres de oxígeno Esta vía se mide en procesos isquémicos 2. formación de glucógeno 3. vía de las pentosas fosfato 4. Vía del Poliol, sirve para la generación de sorbitol.

Cada vez que hay un proceso de glicólisis vamos a encontrar también que por exceso de algunos metabolitos algunas de las vías se van a ir a la generación de ácidos grasos, pero también a través de esta formación del citrato reconocemos que hay una cantidad importante de glucosa que puede irse hacia el citosol y generar un proceso de formación de ácidos grasos. Glicolisis anaerobia, es la transformación de piruvato en lactato, el lactato directamente no podrá hacer gluconeogénesis por lo que tendrá que pasar a través del hígado para poder devolverle al músculo cardíaco la glucosa Metabolismo del fosfato

Metabolismo de ácidos grasos El corazón utiliza por lo general ácidos grasos cortos para la generación de ATP, pero si es posible la generación de ácidos grasos más largos. Los procesos que se llevan a cabo: Se utilizaban básicamente en ayuno, porque tendemos a usarlo en reserva

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lipolisis, por sí misma debe estar activa por varias hormonas, este proceso implica la activación de lipasas sensibles a hormonas son las que finalmente actuarán para la degradación de la grasa cuando se habla de la oxidación de ácidos grasos vs la glicolisis generalmente se dice que el músculo cardíaco va a preferir la utilización de ácidos grasos, pero de todas maneras debe haber un cierto equilibrio en ese uso de los ácidos grasos y la glucosa, entonces cuando hay una disminución en la oxidación de estos ácidos grasos lo que tiende es a captar glucosa para permitir su utilización y la generación de ATP.

Cuando tenemos disponibles ácidos grasos, tendrá que hacer el proceso de pasar del citosol hasta mitocondria y aquí intervendrán la carnitin transferasa 1 y 2 para permitir ese ingreso, la carencia de estas enzimas también es posibles y pueden estar asociadas a fallas a nivel del miocardio. La beta oxidación también es un proceso que está regulado y es dependiente de la actividad de varias enzimas, nos va a dar a la formación de Acetil COA y el proceso de la respiración celular. Habrá diferentes situaciones que favorecen unos procesos u otros, en dependencia a lo que llamamos re-arreglo metabólico vamos a encontrar que puede haber una falla cardíaca: - Sobrecarga mecánica: la asocian a problemas como la hipertensión o al post infarto del miocardio, generan disminución en la oxidación de ácidos grasos y van a aumentar la activación del proceso de glicolisis, la cantidad de ATP claramente se ve reducida - Obesidad y diabetes: incremento en la captación de sustratos, se incrementa la oxidación de ácidos grasos, puede haber un incremento importante en la cantidad de ácidos grasos disponibles para esa oxidación, pero no necesariamente se van a oxidar porque ya la capacidad del corazón no da para que se dé continuamente ese proceso. Además de que se van a oxidar, van a generar los cuerpos cetónicos, estos pueden generar mucha energía, pero ese proceso a su vez implica disminuciones en el pH, esto incrementa el estrés oxidativo, genera resistencia a la insulina y acumulación de lípidos. El proceso de la respiración celular está asociado a todos esos metabolitos que el corazón utiliza: aminoácidos, ácidos grasos, glucosa, etc. 2. Respiración celular: serie de pasos que se inician desde el ciclo de Krebs, este ciclo es generador de cofactores, que sirven para hacer un proceso que se llama transferencia de electrones, este se da a través de reacciones de óxido reducción que conducen finalmente a cambiar la polaridad de la célula. Cuando se da el cambio de electrones se va a dar una salida de una serie de protones, que permitirán a su vez la activación de la ATP sintasa, que es finalmente la que conduce la formación de ATP. Cuando hay acumulación de ATP hay sustancias llamadas des acopladoras, que empezarán a regular el proceso, estas favorecen la utilización de ATP en forma de calor, no solo el ATP lo utilizamos para las funciones normales, en ese caso vamos a encontrar que

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puede haber una acumulación de ácidos grasos libres que van a favorecer los problemas asociados como diabetes y obesidad. 3. Creatina Reservar ATP a través de la fosfocreatina que finalmente va a entregar ese ATP al músculo cada vez que lo necesite. También un buen porcentaje de ATP que utilizan los miocardiocitos va a ser dado a través de la fosfocreatina. A través de la acción de un creatin quinasa va a entregar ese fosfato al ADP para formar ATP Cuando hay insuficiencia cardíaca vamos a encontrar que puede haber una disminución de la enzima creatin quinasa que favorece la entrega de ese grupo fosfato al ADP, por ende, habrá una disminución en el proceso de la generación de ATP y por lo tanto habrá una disminución de la contractilidad. En general, los procesos críticos en la generación de energía en el corazón son a través de los siguientes procesos:  Utilización de sustrato: El corazón fetal utiliza glucosa como su sustrato primario, posterior a este período el corazón utilizará principalmente los ácidos grasos como fuente de energía.  Fosforilación oxidativa: Desde el punto de vista metabólico el corazón depende principalmente de la fosforilación oxidativa, derivando de este proceso 90 – 95% del total de ATP empleado.  Metabolismo del fosfato: La fosfocreatina es una importante reserva de corto plazo que mantiene un alto potencial de fosforilación en condiciones de demanda aumentada. Permite generar ATP a una taza 10 veces superior a la máxima capacidad de fosforilación oxidativa....