RUTA METABOLICA

Una ruta metabólica es una serie de reacciones consecutivas catalizadas por un enzima que produce compuestos intermedios y finalmente un producto o productos; en muchos casos, el producto final de una ruta metabólica es la sustancia inicial de otra ruta.

Las rutas metabólicas comparten varias características comunes, por ejemplo, la mayoría requiere de ATP como fuente fundamental de energía, las sustancias intermedias producidas en las rutas metabólicas generalmente no se almacenan, en cambio, se producen los intermedios de otras sustancias en el momento en que es necesario.

En las diferentes partes de la célula ocurren diferentes reacciones metabólicas, por ejemplo, la degradación de la glucosa ocurre en el citoplasma, y la oxidación de los ácidos grasos ocurre en las mitocondrias; así, las sustancias comunes a más de una ruta se deben transportar de un organelo a otro. Finalmente, cada ruta metabólica esta regulada por muchos mecanismos diferentes; las enzimas alostéricas y la hormonas son generalmente los agentes químicos que regulan a estas.

Tipos de rutas metabólicas

l Rutas catabólicas. Son rutas oxidativas en las que se libera energía y poder reductor y a la vez se sintetiza ATP. Por ejemplo, la glucólisis y la beta-oxidación. En conjunto forman el catabolismo.

l Rutas anabólicas. Son rutas reductoras en las que se consume energía (ATP) y poder reductor. Por ejemplo, gluconeogénesis y el ciclo de Calvin. En conjunto forman el anabolismo.

l Rutas anfibólicas. Son rutas mixtas, catabólicas y anabólicas, como el ciclo de Krebs, que genera energía y poder reductor, y precursores para la biosíntesis.

Las 3 etapas del metabolismo (catabolismo)

l Fase I. Las grandes moléculas se degradan, liberando los sillares químicos sobre las que fueron construidas. Así los polisacáridos se degradan en hexosas o pentosas, los lípidos producen ácidos grasos y glicerina y las proteínas se desintegran en aminoácidos.

l Fase II. Los azucares se degradan hasta acido piruvico, intermediario de tres carbono para después convertirse en una especie de 2 carbonos, el grupo acetilo del acetil-CoA. Los acidos grasos y aminoácidos se dividen para formar acetil-CoA.

l Fase III. Ruta catabólica final común, en la que el ultimo termino pueden ser oxidados a dióxido de carbono y agua.

Las 3 etapas del metabolismo (biosíntesis)

l En la fase III se generan moléculas precursoras que se convierten en la fase II en moléculas sillares, a su vez se ensamblan en la fase I para constituir macromoléculas.

METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos alimenticios se hidrolizan principalmente a monosacáridos en el intestino delgado y se absorben en la sangre. El monosacárido más importante y abundante es la glucosa, la cual es la fuente de energía fundamental de las células vivas.

La glucosa se absorbe por medio de dos mecanismos diferentes. El mecanismo principal requiere de la insulina, hormona que se necesita para la entrada de las moléculas de la glucosa en el corazón, el músculo esquelético y el tejido adiposo.

Cuando la concentración de la glucosa en la sangre aumenta, el páncreas secreta la insulina en la sangre, las moléculas de la insulina viajan a través de ella y se une a los sitios receptores de las membranas celulares de las células objetivo.

La unión de las moléculas de la insulina al sitio receptor origina un mecanismo que transporta las moléculas de la glucosa a través de la membrana celular hacia el citoplasma de la célula.

La glucosa que entra a las células se puede degradar para producir energía. La ruta por la cual la glucosa se degrada se denomina glucólisis; si la célula no tiene una demanda de energía, la glucosa se almacena en las moléculas del glicógeno. La ruta por la cual se produce el glicógeno se denomina glicogénesis. Lo opuesto de la glicogénesis es la glicógeno lisis.

l La glucólisis o glicólisis (del griego glycos: azúcar y lysis: ruptura), es la vía metabólica encargada de oxidar o fermentar la glucosa y así obtener energía para la célula. Ésta consiste de 10 reacciones enzimáticas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, la cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo.

l La glucogénesis, o también conocida por glucogenogenesis es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de glucógeno (también llamado glicógeno) a partir de un precursor más simple, la glucosa-6-fosfato. Se lleva a cabo principalmente en el hígado, y en menor medida en el músculo.

l La glucogenólisis es un proceso catabólico llevado a cabo en el citosol que consiste en la remoción de un monómero de glucosa de un glucógeno mediante fosforólisis para producir glucosa 1 fosfato, que después se convertirá en glucosa 6 fosfato, el segundo paso de la glucólisis. Es antagónica de la gluconeogénesis, estimulada por el glucagon en el hígado, epinefrina y adrenalina en el músculo e inhibida por la insulina.

Es un proceso que requiere un grupo específico de enzimas citosolíticas: la glucógeno fosforilasa que segmenta secuencialmente los enlaces glucosídicos, la enzima desramificadora, que hidroliza los enlaces 1,6 del glucagon, cuya deficiencia causa la enfermedad de Cori.

RUTA METABOLICA DE LOS CARBOHIDRATOS

La ruta metabólica de los carbohidratos comprende todas las vías degradativas en presencia o en ausencia de O2 mediante la cual los glúcidos experimentan la Combustión Biológica, es decir, se queman o se combustionan en presencia del O2 atmosférico generando calor y energía química en forma de ATP, este proceso de Óxido-reducción se realiza aeróbicamente dentro de las mitocondrias y abarca 3 vías degradativas:

l La Glucólisis (lisis de la glucosa) se realiza en condiciones anaerobias en el Hialoplasma celular.

El ciclo de Krebs, de los ácidos cítricos o Tri carboxílicos se realiza en condiciones anaerobias dentro de la matriz mitocondrial.

l La cadena oxidativa, respiratoria o de transporte de electrones, se realiza en condiciones aerobias en los Oxisomas que forman la cadena oxidativa ubicados en forma de una cadena ininterrumpida en el lado interno de las Crestas mitocondriales, a modo general, los glúcidos son quemados o combustionados biológicamente en presencia del O2 en energía química almacenada en los enlaces covalentes del ATP. Por cada mol de glucosa se obtiene 6 CO2, 6 H20 y 38 ATP.

En condiciones anaerobias

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