METABOLISMO CELULAR
Conjunto de rx químicas que intervienen en los procesos de obtención de energía y su
utilización por parte de los organismos vivos.
Se llama metabolismo a la totalidad de las rx químicas de un organismo.
Es una propiedad emergente de la vida, que se origina de las interacciones entre
moléculas y célula.
Funciones del metabolismo:
Obtener energía química a partir de energía solar (organismos autótrofos) o
degradando nutrientes ricos en energía (organismos heterótrofos).
Convertir (a través del metabolismo) moléculas nutrientes en las moléculas
características de la propia célula (incluidos los precursores macromoleculares).
Polimerizar precursores monoméricos a proteínas, ácidos nucleicos, lípidos,
polisacáridos y otros componentes celulares.
Sintetizar y degradar biomoléculas requeridas en funciones celulares
especializadas.
Fases del metabolismo:
Catabólica: Degradación de los nutrientes (familia de carbohidratos, lípidos y
proteínas), mediante vías oxidativas. Requiere ADP y HPO 42- (fósforo inorgánico)
para la formación de ATP, y todos los transportadores de electrones que se van a ir
liberando en estas rx oxidativas, que son coenzimas NAD +, NADP+ y FAD+ (se
encarga de la transferencia de electrones).
Anabólica: Síntesis de macromoléculas a partir de precursores más pequeños,
mediante vías reductoras, y dado a que son rx de síntesis, requieren energía para
la formación de nuevos enlaces (energía que sacan del ATP que se forma en la ruta
catabólica).
Catabolismo de macronutrientes
En presencia de O2:
o Todas las biomoléculas (carbohidratos, lípidos y proteínas) se degradan a
CO2 y H2O (carbohidratos y lípidos), y en el caso de las proteínas, a HN 3 y
H2O, para finalmente llegar a una molécula central del metabolismo llamada
Acetil-CoA, que luego ingresa al ciclo de Krebs, para terminar de oxidarse los
C y formen CO2 y H2O, para la formación de ATP.
En ausencia de O2:
, o Por ejemplo: las bacterias anaeróbicas, levaduras, células del músculo
esquelético, eritrocitos, etc.; algunos nutrientes tienen vías alternativas,
como en el caso de la glucosa, degradándose en forma parcial gracias a un
fenómeno conocido como fermentación).
Fermentación alcohólica:
Glucosa (C6H12O6) 2xEtanol (CH3CH2OH) + 2xCO2 + 2xATP
Fermentación láctica:
Glucosa (C6H12O6) 2xLactato (3C) + 2ATP
Regulación de rutas metabólicas:
Regulación por enzimas alostéricas (activadores e inhibidores).
Regulación hormonal (modificación covalente): Una enzima se modifica porque
enlaza covalentemente algún grupo químico (grupo fosfato, por ejemplo), y cuando
ocurre esto, algunas enzimas se pueden activar o inhibir, estos procesos de
modificación covalente (que una enzima se fosforile, por ejemplo) van a estar
gatillados por hormonas (insulina, glucagón, adrenalina, cortisol).
Regulación de la concentración enzimática en la célula (velocidad síntesis-
degradación).
METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
CARBOHIDRATOS EN NUESTRA DIETA:
Monosacáridos:
Glucosa. Galactosa. Fructosa. Sorbitol.
Disacáridos:
Lactosa: Glucosa + Galactosa.
Sacarosa: Glucosa + Fructosa.
Maltosa: Glucosa + Glucosa.
Polisacáridos:
Almidón: Alimentos provenientes de células vegetales (contienen pura glucosa y
son polisacáridos ramificados).
Glucógeno: Alimentos provenientes de células animales (contienen pura glucosa
y son polisacáridos ramificados).
DIGESTIÓN DE CARBOHIDRATOS:
La digestión de los carbohidratos comienza en la boca, con la participación de la enzima
amilasa salival, que degrada en forma parcial del almidón, luego, a nivel intestinal,
participa la amilasa pancreática, terminando de degradarla.
Los disacáridos son degradados a nivel intestinal por las enzimas lactasa, sacarasa y
maltasa.
, ABSORCIÓN DE CARBOHIDRATOS:
En un enterocito (célula que
recubre el intestino), la fructosa
puede entrar a la célula mediante
un transportador específico para
ella llamado GLUT-5, que puede
captar fructosa directamente,
mientras que la glucosa y la
galactosa entran a la célula por un
transportador llamado SGLT-1,
junto con el Na+, y luego, para
entrar al capilar, la glucosa, la
galactosa y la fructosa, lo pueden
hacer mediante un trasportador
llamado GLUT-2, para ser
transportado al resto de las
células, y el Na+ que ingresó a la célula, puede equilibrarse después mediante una bomba
Na+/ K+ dependiente de ATP.
La concentración de glucosa, galactosa y fructosa en sangre se mide mediante la
glucemia, galactosemia, fructocemia.
DESTINOS DE LA GLUCOSA EN LA CÉLULA:
La glucosa una vez que llega a la célula, puede degradarse de forma oxidativa, mediante
una vía universal que utilizan todos los organismos vivos llamada glucólisis (se produce
en ausencia de O2) y formar piruvato a partir de la glucosa, o puede utilizar una
secundaria, llamada ruta de las pentosas fosfato, donde la glucosa también se oxida,
formando ribosa 5-fosfato a partir de la glucosa, la cual es importante para las bases
nitrogenadas cuando hay proliferación (en las células cancerígenas, por ejemplo). Y en el
caso que la glucosa no utilice ninguna de las dos rutas, se va almacenar en forma de
glucógeno (vía anabólica) principalmente en el músculo y en el hígado.
Conjunto de rx químicas que intervienen en los procesos de obtención de energía y su
utilización por parte de los organismos vivos.
Se llama metabolismo a la totalidad de las rx químicas de un organismo.
Es una propiedad emergente de la vida, que se origina de las interacciones entre
moléculas y célula.
Funciones del metabolismo:
Obtener energía química a partir de energía solar (organismos autótrofos) o
degradando nutrientes ricos en energía (organismos heterótrofos).
Convertir (a través del metabolismo) moléculas nutrientes en las moléculas
características de la propia célula (incluidos los precursores macromoleculares).
Polimerizar precursores monoméricos a proteínas, ácidos nucleicos, lípidos,
polisacáridos y otros componentes celulares.
Sintetizar y degradar biomoléculas requeridas en funciones celulares
especializadas.
Fases del metabolismo:
Catabólica: Degradación de los nutrientes (familia de carbohidratos, lípidos y
proteínas), mediante vías oxidativas. Requiere ADP y HPO 42- (fósforo inorgánico)
para la formación de ATP, y todos los transportadores de electrones que se van a ir
liberando en estas rx oxidativas, que son coenzimas NAD +, NADP+ y FAD+ (se
encarga de la transferencia de electrones).
Anabólica: Síntesis de macromoléculas a partir de precursores más pequeños,
mediante vías reductoras, y dado a que son rx de síntesis, requieren energía para
la formación de nuevos enlaces (energía que sacan del ATP que se forma en la ruta
catabólica).
Catabolismo de macronutrientes
En presencia de O2:
o Todas las biomoléculas (carbohidratos, lípidos y proteínas) se degradan a
CO2 y H2O (carbohidratos y lípidos), y en el caso de las proteínas, a HN 3 y
H2O, para finalmente llegar a una molécula central del metabolismo llamada
Acetil-CoA, que luego ingresa al ciclo de Krebs, para terminar de oxidarse los
C y formen CO2 y H2O, para la formación de ATP.
En ausencia de O2:
, o Por ejemplo: las bacterias anaeróbicas, levaduras, células del músculo
esquelético, eritrocitos, etc.; algunos nutrientes tienen vías alternativas,
como en el caso de la glucosa, degradándose en forma parcial gracias a un
fenómeno conocido como fermentación).
Fermentación alcohólica:
Glucosa (C6H12O6) 2xEtanol (CH3CH2OH) + 2xCO2 + 2xATP
Fermentación láctica:
Glucosa (C6H12O6) 2xLactato (3C) + 2ATP
Regulación de rutas metabólicas:
Regulación por enzimas alostéricas (activadores e inhibidores).
Regulación hormonal (modificación covalente): Una enzima se modifica porque
enlaza covalentemente algún grupo químico (grupo fosfato, por ejemplo), y cuando
ocurre esto, algunas enzimas se pueden activar o inhibir, estos procesos de
modificación covalente (que una enzima se fosforile, por ejemplo) van a estar
gatillados por hormonas (insulina, glucagón, adrenalina, cortisol).
Regulación de la concentración enzimática en la célula (velocidad síntesis-
degradación).
METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
CARBOHIDRATOS EN NUESTRA DIETA:
Monosacáridos:
Glucosa. Galactosa. Fructosa. Sorbitol.
Disacáridos:
Lactosa: Glucosa + Galactosa.
Sacarosa: Glucosa + Fructosa.
Maltosa: Glucosa + Glucosa.
Polisacáridos:
Almidón: Alimentos provenientes de células vegetales (contienen pura glucosa y
son polisacáridos ramificados).
Glucógeno: Alimentos provenientes de células animales (contienen pura glucosa
y son polisacáridos ramificados).
DIGESTIÓN DE CARBOHIDRATOS:
La digestión de los carbohidratos comienza en la boca, con la participación de la enzima
amilasa salival, que degrada en forma parcial del almidón, luego, a nivel intestinal,
participa la amilasa pancreática, terminando de degradarla.
Los disacáridos son degradados a nivel intestinal por las enzimas lactasa, sacarasa y
maltasa.
, ABSORCIÓN DE CARBOHIDRATOS:
En un enterocito (célula que
recubre el intestino), la fructosa
puede entrar a la célula mediante
un transportador específico para
ella llamado GLUT-5, que puede
captar fructosa directamente,
mientras que la glucosa y la
galactosa entran a la célula por un
transportador llamado SGLT-1,
junto con el Na+, y luego, para
entrar al capilar, la glucosa, la
galactosa y la fructosa, lo pueden
hacer mediante un trasportador
llamado GLUT-2, para ser
transportado al resto de las
células, y el Na+ que ingresó a la célula, puede equilibrarse después mediante una bomba
Na+/ K+ dependiente de ATP.
La concentración de glucosa, galactosa y fructosa en sangre se mide mediante la
glucemia, galactosemia, fructocemia.
DESTINOS DE LA GLUCOSA EN LA CÉLULA:
La glucosa una vez que llega a la célula, puede degradarse de forma oxidativa, mediante
una vía universal que utilizan todos los organismos vivos llamada glucólisis (se produce
en ausencia de O2) y formar piruvato a partir de la glucosa, o puede utilizar una
secundaria, llamada ruta de las pentosas fosfato, donde la glucosa también se oxida,
formando ribosa 5-fosfato a partir de la glucosa, la cual es importante para las bases
nitrogenadas cuando hay proliferación (en las células cancerígenas, por ejemplo). Y en el
caso que la glucosa no utilice ninguna de las dos rutas, se va almacenar en forma de
glucógeno (vía anabólica) principalmente en el músculo y en el hígado.
