Combustibles Energéticos

COMBUSTIBLES ENERGÉTIOS

- CARBOHIDRATOS (GLUCOLISIS AEROBIA Y ANAEROBIA, GLUCONEOGÉNESIS, GLUCOGENÓLISIS, GLUCOGÉNESIS)……………………………………………………………………………………………………………………….2 - 6

- LÍPIDOS (B-OXIDACIÓN)……………………………………………………………………….………………………………..…..6 - 7

- PROTEÍNAS (DESAMINACIÓN, TRANSAMINACIÓN)……………………………………………………….……………….…7 - 8

- BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………………………………….………………….…..…8

- ESQUEMA DE LOS PROCESOS BIOQUÍMICOS…………………………………………………………………..…………….….9

GLUCOLISIS AEROBIA Y ANAEROBIA:

El degradamiento de la glucosa hasta ácido pirúvico o láctico (o ambos) se conoce como glucolisis, que es el conjunto de reacciones enzimáticas en las se metabolizan glucosa, siendo la vía metabólica encargada de oxidar glucosa para obtener energía en forma de ATP.  Se realiza en el citosol de todas las células.

Aunque son muchas las reacciones catalizadas por diferentes enzimas, la glucolisis está regulada, principalmente, por tres enzimas: hexocinasa, fosfofructocinasa y piruvatocinas.

Glucolisis aeróbica

Es la realizada en presencia de oxígeno, produce ácido pirúvico; en condiciones aeróbicas, el piruvato es transportado al interior de las mitocondrias, mediante un transportador, en donde es decarboxilado a acetil-CoA, y entra en el Ciclo del Krebs.

La vía aeróbica involucra la descomposición completa (por estar presente O2), por lo tanto, utiliza como combustible metabólico la glucosa derivada de las reservas de glucógeno corporal o lo que resulta de la hidrólisis/catabolismo de los carbohidratos en su forma compleja.

Las reacciones químicas que producen ATP con la presencia de oxígeno se efectúan a través de 3 vías metabólicas, las cuales son: la glucólisis (aeróbica), el Ciclo de Krebs (o Ciclo del Ácido Cítrico) y la Cadena Respiratoria (o Sistema de Transporte Electrónico).

El Ciclo de Krebs y el Sistema de transporte electrónico se realiza en orgánelos celulares especializados, conocidos como mitocondrias. Estos compartimiento subcelulares constituyen la planta motriz para la elaboración aeróbica del ATP.

El metabolismo aeróbico tiene la ventaja de producir una cantidad de energía suficiente para elaborar 36-39 moles de ATP por 1 mol (180 gramos) de glucógeno descompuesto completamente en CO2 y H2O, incluyendo el proceso de glucólisis (aeróbica).

Siempre se forma alguna cantidad de ácido láctico, pero no el suficiente para provocar fatiga muscular. El oxígeno inhibe la formación de ácido láctico al desviar la mayoría de su precursor (el ácido pirúvico) en el ciclo de Krebs (como aceltil-CoA), luego de haber formado 3 moles de ATP mediante la glucólisis aeróbica. Los productos finales son ácido pirúvico, CO2 y H2O.

Glucolisis anaeróbica

Con ausencia de oxígeno o en condiciones anaeróbicas, el piruvato se convierte a lactato, que es transportado al hígado, y pasa de nuevo a la circulación para intervenir en la oxidación de los tejidos y en el ciclo del ácido láctico.

Este sistema representa una vía química o metabólica que involucra la degradación incompleta (por ausencia de oxígeno) de glucosa o glucógeno para formar 2 moléculas de ácido láctico (derivadas de 2 molécula de ácido pirúvico). El ácido láctico se forma debido a la falta de O2. La energía que produce esta vía metabólica va dirigida para formar ATP. La ganancia neta de esta vía metabólica son de 2 a 3 moléculas de ATP y 2 moléculas de ácido láctico por 1 molécula de glucosa catabolizada.

El ácido láctico es uno de los productos finales, el cual origina una fatiga musculoesquelética transitoria cuando se acumula en los músculos y en la sangre a niveles muy elevados.  El ácido láctico no es la causa directa de la fatiga muscular, se produce como subproducto debido a la falta de oxígeno, pero su acumulación causa una rápida reducción en el pH muscular y sérico, que implica un aumento en la concentración de iones de hidrógeno (H+), ocasiona una acidosis a nivel intracelular.

Ocasiona que la contracción de las miofibrillas musculares disminuye, reduciendo así la generación de tensión por el músculo esquelético activo (el ejercicio no se puede ejecutar efectivamente). Además, un bajo pH puede reducir la producción anaeróbica de ATP, provocando de esta manera la fatiga muscular.

Glucógeno

Es un polisacárido, formado a partir de glucosa. Cuando la glucosa excede sus concentraciones circulantes y no se utiliza como fuente de energía, se almacena en forma de glucógeno, en hígado y músculo.  La principal función del glucógeno, en el hígado, es proporcionar glucosa cuando no está disponible por fuentes dietéticas. En el músculo suministra aportes inmediatos de combustible metabólico.

La naturaleza de la dieta determina el patrón básico del metabolismo. Es necesario procesar los productos de la digestión de carbohidratos, lípidos y proteínas de la dieta. Se trata sobre todo de glucosa, ácidos grasos y glicerol y aminoácidos, respectivamente. Todos los productos de la digestión se metabolizan a un producto común, acetil-CoA, que después se oxida en el Ciclo de Krebs.

Acetil-CoA

El acetil coenzima A (acetil-CoA) es un compuesto intermediario clave en el metabolismo, que consta de 1 grupo acetilo, de 2 carbonos, unido de manera covalente a la coenzima A. El acetil coenzima A se forma en numerosas rutas catabólicas; por lo cual estudiaremos las generalidades del metabolismo de los carbohidratos, lípidos y proteínas.

El Ciclo de Krebs (Ciclo del Ácido Cítrico o Ciclo del Ácido Tricarboxílico)

Representa una serie cíclica de reacciones enzimáticamente catalizadas que se ejecutan mediante un sistema de multienzimas. A través de esta vía, se oxida el grupo acetil del compuesto acetil-CoA. El piruvato (3 moléculas de carbono) se degrada para formar acetil-CoA (molécula de 3 carbono). Luego el acetil-CoA se combina con el ácido oxaloacético (molécula de 4 carbonos) para formar ácido cítrico (6 carbonos). Esto continúa con una serie de reacciones para regenerar el ácido oxaloacético y 2 moléculas de CO2, e inicia todo de nuevo.

El Ciclo de Krebs es la vía metabólica final para la oxidación de los sustratos (combustibles metabólicos), los hidratos de carbono, grasas (oxidación beta) y proteínas. Los combustibles metabólicos entran en el ciclo de Krebs en la forma de acetil-CoA.

El Sistema de Transporte Electrónico (o Cadena Respiratoria)

Representa una vía metabólica, procesada en la mitocondria, caracterizado por una serie de reacciones de oxidación-reducción realizadas por unas enzimas altamente organizadas. La cadena del transporte electrónico es la vía común en las células aeróbicas, donde luego de recibir los electrones del ciclo de Krebs, ocurren 2 eventos químicos:

1. Los iones de hidrógeno (H+) y electrones (e-), derivados de los diferentes sustratos, son transportados mediante portadores electrónicos hacia el O2 que respiramos para así formar H2O a través de una serie de reacciones enzimáticas. Al final de la cadena respiratoria, el O2 acepta los e-que van pasando y se combina con H+ para formar H2O.

2. Simultáneamente, se lleva a cabo la fosforilación oxidativa del ATP, la producción aeróbica del ATP dentro de la mitocondria. El ATP es resintetizado a través de reacciones acopladas a partir de la energía emitida al transportarse los e-.

GLUCONEOGÉNESIS

Ruta metabólica anabólica que permite la biosíntesis de glucosa a partir de ácidos grasos y proteínas, en lugar de carbohidratos. Intervienen, además del piruvato, otros sustratos como aminoácidos y glicerol. Se realiza en el citosol de células hepáticas. Tiene lugar mayormente en el hígado y permite a los organismos obtener glucosa en estados como el ayuno.

Utiliza varios aminoácidos, lactato, piruvato y glicerol y cualquiera de los intermediarios del ciclo de Krebs, como fuentes de carbono para la vía metabólica. Dado que la gluconeogénesis sintetiza glucosa y la glucólisis la catabólisa, ambas se controlan de manera recíprocas, las condiciones intracelulares que activan una ruta tienden a inhibir la otra.

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