EL ANABOLISMO

El anabolismo (fase constructiva)

Reacción química para que se forme una sustancia más compleja a partir otras más simples.

Anabolismo, entonces es el conjunto de reacciones metabólicas mediante las cuales a partir de compuestos sencillos (inorgánicos u orgánicos) se sintetizan moléculas más complejas. Mediante estas reacciones se crean nuevos enlaces por lo que se requiere un aporte de energía que provendrá del ATP.

Las moléculas sintetizadas son usadas por las células para formar sus componentes celulares y así poder crecer y renovarse o serán almacenadas como reserva para su posterior utilización como fuente de energía.

Las reacciones anabólicas se caracterizan por:

Son reacciones de síntesis, mediante ellas a partir de compuestos sencillos se sintetizan otros más complejos.

Son reacciones de reducción, mediante las cuales compuestos más oxidados se reducen, para ello se necesitan los electrones que ceden las coenzimas reducidas (NADH, FADH2 etcétera) las cuales se oxidan.

Son reacciones endergónicas que requieren un aporte de energía que procede de la hidrólisis del ATP.

Son procesos divergentes debido a que, a partir de unos pocos compuestos se puede obtener una gran variedad de productos.

El catabolismo (fase destructiva)

Su función es reducir, es decir de una sustancia o molécula compleja hacer una más simple.

Catabolismo es, entonces, el conjunto de reacciones metabólicas mediante las cuales las moléculas orgánicas más o menos complejas (glúcidos, lípidos), que proceden del medio externo o de reservas internas, se rompen o degradan total o parcialmente transformándose en otras moléculas más sencillas (CO2, H2O, ácido láctico, amoniaco, etcétera) y liberándose energía en mayor o menor cantidad que se almacena en forma de ATP (adenosín trifosfato). Esta energía será utilizada por la célula para realizar sus actividades vitales (transporte activo, contracción muscular, síntesis de moléculas).

Las reacciones catabólicas se caracterizan por:

Son reacciones degradativas, mediante ellas compuestos complejos se transforman en otros más sencillos.

Son reacciones oxidativas, mediante las cuales se oxidan los compuestos orgánicos más o menos reducidos, liberándose electrones que son captados por coenzimas oxidadas que se reducen.

Son reacciones exergónicas en las que se libera energía que se almacena en forma de ATP.

Son procesos convergentes mediante los cuales a partir de compuestos muy diferentes se obtienen siempre los mismos compuestos (CO2, ácido pirúvico, etanol, etcétera).

Rutas metabólicas y Características

En un sentido amplio, metabolismo es el conjunto de todas las reacciones químicas que se producen en el interior de las células de un organismo. Mediante esas reacciones se transforman las moléculas nutritivas que, digeridas y transportadas por la sangre, llegan a ellas.

Características de las rutas metabólicas.

Todas son irreversibles y globalmente exergónicas.

Las rutas en los dos sentidos nunca pueden ser iguales porque si lo fuesen uno de los dos nunca se podría realizar. Los pasos distintos permiten asegurar los procesos en los dos sentidos. Hay muchos pasos comunes pero no todos.

Las rutas metabólicas están localizadas en unos compartimentos específicos lo que permite regularlas eficazmente.

En todas las rutas hay una reacción inicial que es irreversible y que desprende mucha energía, necesaria para llegar al final de la misma.

Todas las rutas están reguladas. Cada reacción tendrá su enzima.

Metabolismo de los carbohidratos y control animal

El metabolismo de carbohidratos hace referencia a la bioquímica de los diferentes procesos que son responsables de la formación, el reparto y la transformación de hidratos de carbono en los seres vivos.

Uno de los hidratos de carbonomás importantes es la glucosa, un azúcar simple omonosacárido que se metaboliza por casi todos los organismos conocidos.

La glucosa y otros hidratos de carbono son parte de una amplia variedad de vías metabólicas entre especies: las plantas sintetizan hidratos de carbono de los gases de la atmósfera mediante la fotosíntesis almacenar la energía absorbida internamente. A menudo, este metabolismo de carbohidratos se realiza en forma de almidón o lípidos.

Animales y hongos se alimentan de las plantas y utilizan sus componentes metabolizados como combustible para la respiración celular. La oxidación de un gramo de hidratos de carbono al metabolizarse produce aproximadamente 4 kcal de energía y de los lípidos de alrededor de 9 kcal. Normalmente, la energía obtenida a partir del metabolismo (por ejemplo, la oxidación de la glucosa) se almacena de forma temporal en las células en forma de ATP. Organismos capaces de metabolizar la respiración aerobia de la glucosa y el oxígeno para la liberación de energía con el dióxido de carbono y agua como subproductos.

Los carbohidratos son además, combustible a corto plazo para los organismos debido a que son más simples de metabolizar que las grasas o las cadenas de aminoácidos de las proteínas que se utilizan como combustible. En los animales, el hidrato de carbono más importante es la glucosa, tanto es así, que el nivel de glucosa es utilizada como control principal de la hormona metabólica principal, la insulina.

Algunos carbohidratos simples tienen sus propias vías de oxidación enzimática, al igual que sólo algunos hidratos de carbono más complejos. La lactosa, por ejemplo, es un disacárido que requiere la enzima lactasa para dividirla en sus componentes monosacáridos. Muchos animales carecen de esta enzima en la edad adulta y no pueden metabolizar la lactosa.

Los carbohidratos se almacenan como polímeros, largas de moléculas de glucosa con enlaces glucosídicos de apoyo estructural (por ejemplo, la quitina, celulosa) o para el almacenamiento de energía (glucógeno por ejemplo, almidón). Sin embargo, la fuerte afinidad de la mayoría de los hidratos de carbono con el agua hace que el almacenamiento de grandes cantidades de hidratos de carbono sea ineficiente debido a la gran peso molecular del agua.

En la mayoría de los organismos, el exceso de carbohidratos es regularmente catabolizado para formar acetil-CoA, que es una materia prima para el metabolismo de ácidos grasos, ácidos grasos, triglicéridos y otros lípidos son comúnmente utilizados para el almacenamiento a largo plazo de la energía. El carácter hidrofóbico de los lípidos los convierte en una forma mucho más compacta de almacenamiento de energía que los carbohidratos de carbono. Sin embargo, los animales, incluidos los humanos, carecen de la maquinaria enzimática necesaria por lo que no sintetizan glucosa a partir de los lípidos. Todos ellos comparten una fórmula general de los hidratos de carbono de aproximadamente CnH2nOn; la glucosa es C6H12O6. Los monosacáridos puede unirse químicamente para formar disacáridos como la sacarosa y polisacáridos como el almidón y la celulosa.

Glucolisis

Se denomina glucolisis a un conjunto de reacciones enzimáticas en las se metabolizan glucosa y otros azúcares, liberando energía en forma de ATP. La glucolisis aeróbica, que es la realizada en presencia de oxígeno, produce ácido pirúvico, y la glucolisis anaeróbica, en ausencia de oxígeno, ácido láctico.

La glucolisis es la principal vía para la utilización de los monosacáridos glucosa, fructosa y galactosa, importantes fuentes energéticas de las dietas que contienen carbohidratos. Durante la fase postabsortiva la glucosa procede, además, de otras fuentes. Tras el proceso de absorción intestinal, los azúcares glucosa, fructosa y galactosa son transportados, por la vena porta, al hígado, en donde la fructosa y la galactosa se convierten rápidamente en glucosa. La fructosa puede entrar, directamente en la vía de la glucolisis.

La glucolisis 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 piruvatocinasa, las cuales intervienen en el paso de las hexosas a piruvato. En condiciones aeróbicas, el piruvato es transportado al interior de las mitocondrias, mediante un transportador, en donde es decarboxilado a acetil CoA, que entra en el ciclo del ácido cítrico. En condiciones anaeróbicas, el piruvato se convierte a lactato, que es tranportado al hígado, en donde interviene en el proceso de gluconeogénesis, y pasa de nuevo a la circulación para intervenir en la oxidación de los tejidos y en el ciclo del ácido láctico, o de Cori.

Los oligosacáridos y polisacáridos, no digeridos y no absorbidos en el intestino delgado, llegan al grueso en donde son hidrolizados a monosacáridos por enzimas membranosas secretadas por bacterias, los monosacáridos se convierten a piruvato, que es inmediatamente metabolizado a ácidos grasos de cadena corta, como acetato, propionato, butirato, y a gases, como dióxido de carbono, metano e hidrógeno.

Gluconeogénesis

Gluconeogénesis es el proceso de formación de carbohidratos a partir de ácidos grasos y proteínas, en lugar de hacerlo de carbohidratos. Intervienen, además del piruvato, otros sustratos como aminoácidos y glicerol. Se realiza en el citosol de las células hepáticas y en él intervienen las enzimas glucosa-6-fosfatasa, fructosa 1,6-bifosfatasa y fosfoenolpiruvato

...