El estudio de la biología celular

Introducción

El estudio de la biología celular nos permite comprender el fundamento biológico de la patología y la terapéutica, porque la  célula es la forma más sencilla de organización biológica. Es considerada la unidad estructural, funcional y hereditaria mas pequeña de materia capaz de realizar todas las actividades inherentes a lo seres vivos. La célula posee distintos organelos ; entre ellos se encuentran el núcleo, el retículo endoplásmico liso y retículo endoplásmico rugoso, el complejo de golgi, peroxisomas, la mitocondria, etc .

A la mitocondria, se le considera la central energética de las células porque ahí se lleva a cabo el metabolismo oxidativo de los eucariontes: actividades de piruvato deshidrogenasa, enzimas del ciclo del ácido cítrico, oxidación de los ácidos grasos y las enzimas y proteínas redox que llevan a cabo el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa.

Las deficiencias de la ß-oxidación mitocondrial son un grupo de enfermedades genéticas, de carácter autosómico recesivo, cuya principal característica clínica es la hipoglucemia hipocetósica asociada con el ayuno; sin embargo, pueden haber desde pacientes asintomáticos o con una leve hipotonía hasta pacientes con debilidad muscular, cardiomiopatía y fracaso hepático o multisistémico,es decir, los ácidos grasos juegan un papel esencial en los momentos en que se requiera suplir de forma eficaz la energía suministrada por la glucosa (durante los períodos de ayuno prolongado o en momentos de gran requerimiento energético); por esto los ácidos grasos son una fuente directa de energía tanto para el músculo esquelético como para el músculo cardíaco.

Desarrollo

Se denomina beta-oxidación al proceso catabólico necesario para que los ácidos grasos puedan ser metabolizados completamente en la mitocondria, con el objetivo de producir energía en forma de ATP pero para que los ácidos grasos puedan ser oxidados en el ciclo de Krebs, necesitan convertirse en moléculas de menor tamaño molecular ,esto es, acetil CoA. Por lo tanto, la beta-oxidación es un proceso que se encarga de desestructurar progresivamente las largas cadenas de carbonos de los ácidos grasos y convertirlas en moléculas más pequeñas. Todo este proceso se lleva a cabo en cuatro reacciones recurrentes:  Oxidación por FAD; Hidratación; Oxidación por NAD+ y Tiólisis; que se repiten hasta que el ácido graso es descompuesto totalmente en Acetil-CoA y posteriormente se cataboliza en el ciclo de Krebs.

Los ácidos grasos son una fuente directa de energía tanto para el músculo esquelético como para el músculo cardíaco. En estos tejidos, el producto final de la ß-oxi- dación (acetil-CoA) se dirige preferentemente a la formación de CO2 y H2O a través del ciclo de Krebs. En el hígado, el acetil-CoA producido se utiliza mayoritariamente para la formación de cuerpos cetónicos, que son exportados a otros tejidos como combustible auxiliar. De esta forma, en los períodos de ayuno prolongado, el cerebro utiliza los cuerpos cetónicos producidos por la oxidación hepática de las grasas, como principal fuente energética.

La beta-oxidación de los ácidos graso representa alrededor del 80% de las necesidades energéticas en niños después de 12-24 horas de ayuno y en situaciones de estrés metabólico como ejercicio prolongado, infecciones, fiebre, y otras, en las cuales se precisa movilizar los ácidos grasos desde el tejido adiposo después que los depósitos de glucógeno han sido disminuidos . Este proceso es de vital importancia en los primeros días de la vida donde el recién nacido en situación de estrés de transición fetal sufre una fase de relativo ayuno en la que la falta de adecuado aporte glucosa le hace depender de las grasas como fuente principal de energía. Los ácidos graso  constituyen la energía preferida del corazón (60-70%) después del nacimiento siendo también fuente energética importante para el músculo esquelético y para el hígado.

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