1. ASIGNATURA / COURSE

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1 1. ASIGNATURA / COURSE 1.1. Nombre / Course Title METABOLISMO Y NUTRICIÓN / METABOLISM AND NUTRITION 1.2. Código / Course Code Tipo / Type of course Troncal / Compulsory 1.4. Nivel / Level of course Grado / Grade 1.5. Curso / Year of course Segundo / second course 1.6. Semestre / Semester 1º 1.7. Número de créditos / Number of Credits Allocated Requisitos Previos / Prerequisites 1.9. Es obligatoria la asistencia? / Is attendance to class mandatory? No 1 de 6

2 1.10. Datos del profesor/a / profesores / Faculty Data Grupo 26 Esteban Montejo de Garcini Departamento: Biología Molecular, UAM Guedas (Coordinador) Facultad de Ciencias, Despacho módulo 10, 509 Teléfono: emontejo@cbm.uam.es Página Web: Horario de Tutorías Generales: Se acordará en su momento con los alumnos OBJETIVOS DEL CURSO /OBJETIVE OF THE COURSE Conocer la función nutricional de los componentes de los alimentos y los principios de la utilización de los alimentos por el organismo. Obtener una visión general del metabolismo Conocer el metabolismo de órganos y tejidos, y su integración en el organismo entero Conocer el control del peso corporal: ejes nutrientes-tejido adipososistema nervioso central Conocer la digestión y absorción de los nutrientes Conocer el metabolismo de macronutrientes, vitaminas y minerales Conocer la regulación del metabolismo Conocer la regulación del metabolismo energético. Integrar el conocimiento de las principales vías metabólicas y el papel de los nutrientes en situaciones de salud y enfermedad. Conocer los últimos avances dentro del campo del Metabolismo y adquirir las habilidades necesarias para mantenerse en actualización constante Contenidos del Programa / Course Contents BLOQUE I: FUNDAMENTOS DE LA BIOQUÍMICA 1.- Introducción a la bioquímica. Enlaces, grupos funcionales y heterociclos. Grados de oxidación del carbono. Ácidos dicarboxílicos y otros ácidos de importancia en el metabolismo. Isómeros en la Bioquímica. 2 de 6

3 2.- Composición y complejidad de los seres vivos. Composición elemental. Biomoléculas. Estructura de la célula: compartimentos. 3.- Expresión de la información. Niveles de la estructura de los ácidos nucleicos y la cromatina. Replicación, transcripción y traducción. Procesamiento postranscripcional del RNA. SNPs. 4.- Introducción a la bioenergética. Transducción de energía en la célula. Transferencia de grupos fosfato: ATP y compuestos ricos en energía. Reacciones acopladas. 5.- Integración y regulación hormonal del metabolismo. Comunicación entre células y tejidos. Acción hormonal. Sistemas de transducción de señal. Receptores. Proteínas G. Ser/ Thr y tirosina quinasas. Amplificación e integración de señales. BLOQUE II: MACRONUTRIENTES 6.- Hidratos de Carbono. Monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Estructuras y funciones. 7.- Lípidos. Ácidos grasos. Glicéridos. Glicerofosfolípidos. Esfingolípidos. Terpenos. Esteroides. 8.- Aminoácidos. Estructura y propiedades. Aminoácidos proteinogenéticos y no proteinogenéticos. Aminoácidos esenciales. Modificaciones de aminoácidos. 9.- Proteínas. Enlace peptídico. Estructura covalente de la cadena polipeptídica. Proteínas con actividad biológica. Hidrólisis. BLOQUE III: VITAMINAS Y MINERALES 10.- Enzimas. Clasificación. Características generales. Regulación enzimática: Alosterismo y regulación por modificación covalente. Isoenzimas Vitaminas. Vitaminas hidrosolubles y liposolubles. Relación con los coenzimas. Funciones, consecuencias de los déficits y excesos Coenzimas. Coenzimas que intervienen en reacciones redox. Estructura y grupos funcionales. Estructura y mecanismo de acción de los coenzimas de transferencia Compuestos Inorgánicos: iones y átomos, fuentes, absorción, función, déficits y excesos. BLOQUE IV: DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE NUTRIENTES 14.- Introducción a la fisiología del sistema digestivo Transporte a través de membrana. Generación de gradientes iónicos. Iones acoplantes. Clasificación de los sistemas de transporte. Transporte pasivo, transporte activo primario y secundario. Acuoporinas. 3 de 6

4 16.- Digestión y absorción de las grasas. Lipoproteínas. Clasificación y funciones de las apolipoproteinas. Movilización de los TAG, transporte de ácidos grasos y destino del glicerol Digestión y absorción de hidratos de carbono. Amilasas y disacaridasas. Mecanismos de absorción Digestión de Proteínas. Zimógenos: síntesis y activación. Procesos de reabsorción de agua e iones. BLOQUE V: METABOLISMO 19.- Introducción al metabolismo. Tipos de rutas anabólicas y catabólicas. Diferentes formas de síntesis de ATP Respiración mitocondrial. Mitocondria: estructura. Cadena de transporte de electrones mitocondrial. Componentes y métodos de estudio. Teoría quimiosmótica. Fosforilación oxidativa. ATP sintasa. Inhibidores. Desacoplamiento. Lanzaderas. Transporte citoplasma/mitocondria Ciclo de Krebs. Introducción, reacciones, estequiometría, relación con otros procesos, rutas anapleróticas y regulación Degradación de hidratos de carbono. Introducción. Fases de la glucólisis. Rutas del piruvato. Regulación de la glucólisis. Entrada de otros azúcares. Conexión con otras rutas metabólicas. Piruvato deshidrogenasa: regulación. Ruta de las pentosas fosfato Biosíntesis de hidratos de carbono. Reacciones de la gluconeogénesis. Regulación de la gluconeogénesis y la glucólisis. El glucógeno: generalidades. Degradación del glucógeno. Biosíntesis del glucógeno. Regulación Metabolismo de los ácidos grasos. Oxidación de los ácidos grasos saturados, insaturados y de cadena impar. Metabolismo de los cuerpos cetónicos. Biosíntesis de los ácidos grasos: elongación e insaturación Metabolismo de otros lípidos. Generalidades. Biosíntesis de triglicéridos. Estrategias en la biosíntesis de glicerofosfolípidos. Biosíntesis de esteroides Catabolismo de los aminoácidos. Eliminación del grupo α-amino de los aminoácidos. Glutamina y alanina como transportadores de nitrógeno entre tejidos. Ciclo de la urea. Catabolismo del esqueleto carbonado de los aminoácidos. Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos. Patologías asociadas Biosíntesis de los aminoácidos. Aminoácidos esenciales y no esenciales. Biosíntesis de aminoácidos no esenciales. Ejemplos de regulación. Aminoácidos como precursores biosintéticos: síntesis de porfirinas, neurotransmisores y aminas Biosíntesis y degradación de los nucleótidos. Biosíntesis de novo de nucleótidos de purina y su regulación. Formación de nucleósidos trifosfato. Vías de recuperación de bases púricas. Catabolismo de los nucleótidos de purina. Biosíntesis de novo de nucleótidos de pirimidina. Catabolismo de pirimidinas. Biosíntesis de desoxirribonucleótidos. Nucleótidos de timina. Alteraciones del metabolismo de los nucleótidos. 4 de 6

5 BLOQUE VI: INTEGRACIÓN DEL METABOLISMO 29.- Regulación hormonal del metabolismo. Sistema endocrino. Determinación de las concentraciones hormonales. Comunicación entre células y tejidos. Receptores: ligandos agonistas y antagonistas. Clasificación de receptores según el mecanismo de transducción de la señal. Receptores acoplados a proteínas G: sistemas de la adenilato ciclasa y de la fosfolipasa C. Receptores con actividad tirosina quinasa. Tipos de hormonas: péptidicas, catecolaminas, eicosanoides, hormonas estgeroideas, hormonas retinoides, hormonas tiroideas Regulación hormonal de los niveles sanguíneos de glucosa. Páncreas. Insulina. Glucagón. Ciclo ayuno-alimentación. Adaptaciones metabólicas al ayuno prolongado Diabetes. Diabetes tipo I. Cambios metabólicos: metabolismo de triglicéridos, metabolismo de proteínas y aminoácidos, metabolismo de glucosa. Diabetes tipo II y resistencia a insulina en el músculo, tejido adiposo e hígado Regulación de la masa corporal. Obesidad. Introducción. Tejido adiposo y leptina. Mecanismo de acción de la leptina. Adiponectina. Control de la saciedad, hormonas implicadas. Control del apetito, ghrelina y PYY3-36. Dieta lipídica y expresión génica, PPARs Metabolismo específico de tejido. Metabolismo hepático. Tejido adiposo. Metabolismo cerebral. Metabolismo renal. Músculo esquelético: ejercicio aeróbico y anaeróbico. Bioquímica del deporte y el ejercicio Regulación de la temperatura corporal. Receptores β-adrenérgicos. Tejido adiposo marrón. Termogenina, disipación del gradiente electroquímico. Inducción de la termogénesis por la dieta y por el frio Metabolismo del etanol. Enzimas implicadas en su metabolismo: alcohol deshidrogenasa, sistema oxidante de etanol microsomal y catalasa peroxisomal. Metabolismo del acetaldehido. Efectos bioquímicos del etanol: aumento de la razón NADH/NAD y sus consecuencias Referencias de Consulta Básicas / Recommended Reading BOYER, R., Concepts in Biochemistry, 3ª ed. Ed. Wiley and sons, Existe una traducción de la primera edición (2000) editada por Thomsom Int. con el título de Conceptos de Bioquímica. COX, M. y NELSON, D. L., Principios de Bioquímica de Lehninger, 5ª ed. Ed. Omega, de 6

6 BERG, J. M., TYMOCZKO, J. L. y STRYER, L., Bioquímica 6ª ed. Ed. Reverté, MATHEWS, C. K., VAN HOLDE, K. E. y AHERN, K. G., Bioquímica, 3ª ed. Ed. Addison Wesley, VOET, D. y VOET, J. G., Bioquímica, 3ª ed. Ed. Panamericana, VOET, D., VOET, J. G. y PRATT, C. W., Fundamentos de Bioquímica, 2ª ed. Ed. Panamericana, ROACH, J., Lo esencial de Metabolismo y Nutrición, Cursos Crash, 3ª ed. Ed. Elsevier, GIBNEY, M. J. MACDONALD. I. A. y ROCHE, H. M. (Eds) Nutrition and Metabolism. Ed. Blackwell, GUYTON, A. C. Tratado de fisiología médica. 10ª ed. Ed. McGraw-Hill Interamericana, ALBERTS, B. H. Molecular Biology of the cell. 4ª ed. Garland Science (2002) 2 Métodos Docentes / Teaching methods Tutorías programadas que se anunciarán oportunamente. 3 Métodos de Evaluación y Porcentaje en la Calificación Final / Assessment Methods and Percentage in the Final marks Examen final de la asignatura en las fechas que determine la Junta de Facultad. 6 de 6