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METABOLISME
INTRODUCCIÓ
Metabolismo: conjunto de reacciones químicas que se producen en el organismo para:
- Para obtener energía y poder reductor a partir de la degradación y oxidación de alimentos.
- Biosíntesis de subunidades básicas
- Juntar subunidades para formar macromoléculas.
- Catabolismo: degradan y oxidan nutrientes ricos en energía para dar lugar a compuestos simples. Requiere aporte de energía y poder reductor.
- Anabolismo: sintetizan unidades básica y macromoléculas a partir de precursores mas simples. Consumen energía y poder reductor.
- ATP: transportador de energía.
- NAD, NADP, FAD: transportados de protones y electrones más importantes.
- Enzimas reguladoras: sirven para regular y mantener el equilibrio.
¿Cómo regulamos el metabolismo?
- Con la velocidad de síntesis/degradación. Control hormonal.
- Complejos enzimáticos. Una misma vía tiene distintos compartimientos: citosol, etc.
- Carga energética de la vía. Si la carga es alta se inhiben las vías de síntesis de ATP. Y al revés también.
BIOENERGÉTICA
Estudia los procesos químicos y físicos que se producen en el organismo en producción, reversa y utilización de la energía en los seres vivos. Se rigen por las leyes la termodinámica:
- La energía no se crea ni se destruye, se transforma.
- En todos los procesos, se crea desorden (entropía), aunque en los organismos vivos aumenta el orden.
Energía libre de Gibbs: es la energía que necesita la célula para realizar sus funciones. Espontánea si la energía libre de Gibbs es negativa, es decir exergónica (que la energía de productor sea menor a la energía de la sustancias que reaccionan). Endergónica (energía de los productos mas elevada que las sustancias que reaccionan) sólo se producirá si la energía es libre y hay aporte neto. El incremento de la energía libre depende de la naturaleza de los reactantes y sus concentraciones.
Función de ATP Es el principal donador de energía libre, ejerce el papel fundamental en la conexión de la anabolismo y catabolismo. Los organismos vivos necesitan energía para:
- Biosíntesis de moléculas mas simples, con la degradación
- Síntesis de macromoléculas a partir de precursores más sencillos
- Almacenamiento, replicación y traducción de información genética
- Mantenimiento de la temperatura
- Trabajo mecánico
Origen ATP
- El ATP surge de la oxidación de nutrientes.
- Provienen de una molécula de adenina con 3 grupos fosfato (2 enlaces de anhídrico) que enlazan mucha energía.
- El pirofosfato se hidroliza rápidamente formando dos grupos fosfatos, produciendo energía.
- La regeneración del ATP, producida en la mitocondria, se realiza mediante adenilato cinasa.
- La hidrólisis del grupo fosfato de los denominados compuestos de alta energía o hidrólisis del grupo coenzima A, producen suficiente energía como para elaborar un
- La energía contenida en los electrones y protones se convierte en ATP durante la fosforilación oxidativa
- La degradación de los aminoácidos hace que se produzca el NH4, que pasa a la urea.
METABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS
Los glúcidos se ingieren con los apetitos, son mas de 50% de las calorías diarias. La glucosa es resultante de la digestión de los hidratos de carbono.
Glucólisis
- La glucolisis es una vía catabólica mediante la cual los organismos obtienen energía.
- Se produce en el citoplasma
1 molécula de glucosa ------ 2 moléculas de piruvato + 2 ATP + 2 NADH + H
- Si hay presencia de oxigeno, la vía de aeróbica continua con el ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa.
- Produce energía
- Suministra intermediarios para la síntesis de algunos aminoacidos
Hay dos partes:
- Se pasa de glucosa a glucosa 6P a Fructosa 6P y a Fructosa 1,6P. Se consumen 2 ATP
- La fructosa 1,6P se rompe y da dos gliceraldehido 3P y 2 piruvatos. Se forman 2 NADH H, 4 ATP, 2 piruvatos.
Regulación La inhibición y activación de la glucólisis depende de 3 enzimas:
- Número 1—catalizada por hexocinasa y inhibida por el aumento de 6P
- Número 3—catalizada por fosfofructocinasa I y inhibida por el ATP, citrato y H+
- Número 10 – catalizada por piruvatocinasa y inhibida por ATP, Acetil coA, ácidos grasos de cadena larga y alanina.
Un aumento de la glucosa, crea la síntesis pancreática de insulina. Una disminución de la glucosa hace la síntesis de glucagón, que inhibe la síntesis de la fructosa.
Función
Destino ciclo del piruvato
- En las células que tienen mitocondrias, el piruvato pasa a acetil coA, mediante el ciclo de Krebs.
- En las células donde no hay mitocondrias, el piruvato pasa a lactato.
- El piruvato puede dar oxalacetato que se usa para resintetizar la glucosa mediante la GLUCONEOGÉNESI
- También sirve para sintetizar aminoácidos
Monosacáridos implicados en la glucólisis:
- Fructosa: proviene de la sacarosa. Si hay una fosforilación, la fructosa 6p entra en la glucolisis. Tejido adiposo.
- Manosa: proviene de los polisacáridos y glucoproteínas. Entra en fosforilación por glucólisis a nivel fructosa 6P
- Galactosa: proviene del lactato. Entra en glucólisis a nivel fructosa 1P.
VÍA DE LA PENTOSAS-FOSFATO
- También conocidas como monofosfato de hexosa o vía de fosfogluconato.
- Se produce en el citosol.
- No produce ni consume ATP.
- Consta de 2 fases:
- Oxidativa (irreversible): a partir de glucosa 6P se producen 2NADPH, una ribulosa 5P y se desprende CO
- No oxidativa (reversible): la ribulosa 5P pasa a ribosa 5P
El objetivo es obtener poder reductor. NADPH H que se usa para:
