Metabolismo de Carbohidratos, Lípidos y Proteínas
1. Definición de Vías Metabólicas
Una ruta metabólica o vía metabólica es una sucesión de reacciones químicas en las que un sustrato inicial se transforma, dando lugar a productos finales a través de una serie de metabolitos intermediarios.
2. Regulación del Metabolismo
La regulación metabólica se refiere al incremento o decremento de la actividad de una reacción enzimática o de toda una secuencia de reacciones enzimáticas dentro de las rutas metabólicas.
3. Vías Metabólicas en las que Interviene la Glucosa
La glucosa puede intervenir en diversas vías metabólicas. Principalmente, se asocia con las rutas catabólicas. Estas son rutas oxidativas en las que se libera energía y poder reductor, y a la vez se sintetiza ATP. Ejemplos clave incluyen la glucólisis y la beta-oxidación. En conjunto, estas vías forman parte del catabolismo. La glucólisis, por ejemplo, es una ruta metabólica en la que una molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de piruvato, generando energía en forma de ATP y poder reductor (NADPH).
4. Importancia del Ciclo de Cori
La importancia del Ciclo de Cori radica en que es la fuente de obtención de lactato (mediante la glucólisis y la fermentación láctica) y la posterior transformación de este lactato nuevamente a glucosa (a través de la gluconeogénesis).
5. Descripción de la Glucosa y la Finalidad de la Glucólisis
La glucosa es una hexosa, lo que significa que contiene 6 átomos de carbono, y es una aldosa, es decir, su grupo carbonilo se encuentra en el extremo de la molécula. Es una forma de azúcar que se encuentra libre en frutas y miel.
La glucólisis o glicólisis (del griego glycos, «azúcar», y lysis, «ruptura») es la ruta metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía. Esta ruta se realiza tanto en ausencia como en presencia de oxígeno. No obstante, «glucólisis» se usa con frecuencia como sinónimo de la vía de Embden-Meyerhof.
6. Importancia de la Vía de las Pentosas Fosfato (Hexosa Monofosfato)
La importancia de la vía de las pentosas fosfato (o vía de la hexosa monofosfato) radica en que es una vía metabólica secundaria a la glucólisis. Utiliza una hexosa para generar azúcares de 5 carbonos, necesarios para fabricar NADPH y sintetizar nucleótidos y ácidos nucleicos.
7. Funciones del Glucógeno en el Metabolismo
Las funciones del glucógeno en el metabolismo son cruciales. El glucógeno contenido en los músculos abastece de energía el proceso de contracción muscular. El glucógeno se almacena dentro de vacuolas en el citoplasma de las células que lo utilizan para la glucólisis. Estas vacuolas contienen las enzimas necesarias para la hidrólisis del glucógeno a glucosa.
8. Localización del Metabolismo de las Grasas
La mayor parte de las grasas alimentarias se suministran en forma de triacilglicéridos, los cuales deben hidrolizarse para generar ácidos grasos y monoacilglicéridos antes de ser absorbidos. Tanto en niños como en adultos, la digestión de las grasas se produce de forma eficaz y casi completa en el intestino delgado.
9. Biosíntesis de los Ácidos Grasos
En la biosíntesis de los ácidos grasos interviene un intermediario que no participa en la degradación (beta-oxidación): el malonil-CoA. El malonil-CoA se forma a partir de acetil-CoA y bicarbonato, una reacción que consume ATP y está catalizada por la acetil-CoA carboxilasa, una enzima que requiere biotina como cofactor.
10. Metabolismo de los Ácidos Grasos
El término metabolismo de los ácidos grasos se refiere a un grupo de procesos metabólicos que involucran a los ácidos grasos. Dentro de estos procesos, existe una serie de procesos catabólicos, es decir, que generan energía; y un grupo de procesos anabólicos, es decir, que crean moléculas de importancia biológica tales como triglicéridos, fosfolípidos, segundos mensajeros, hormonas locales y cuerpos cetónicos.
11. ¿En qué Consiste la Beta-Oxidación?
La beta-oxidación es un proceso metabólico por el cual los ácidos grasos se degradan en la mitocondria, mediante la eliminación oxidativa de unidades sucesivas de dos átomos de carbono, en forma de acetil-CoA, a partir del extremo carboxilo de la cadena hidrocarbonada del ácido graso.
12. Importancia de la Cetogénesis
La cetogénesis es un proceso metabólico por el cual se producen los cuerpos cetónicos como resultado del catabolismo de los ácidos grasos.
13. ¿Cómo se Metaboliza el Colesterol?
El metabolismo del colesterol y su regulación a nivel hepático e intestinal son procesos clave. Aunque todas las células del organismo tienen capacidad para sintetizar colesterol, la mayor parte de su síntesis, que da lugar a lo que se conoce como colesterol endógeno, se realiza en el hígado.
14. Biosíntesis del Colesterol
La biosíntesis del colesterol tiene lugar en el retículo endoplásmico liso de virtualmente todas las células animales. Investigaciones, como las de Bloch, demostraron que todos los átomos de carbono del colesterol proceden, en última instancia, del acetato, en forma de acetil-Coenzima A.
15. Vías Metabólicas de los Aminoácidos
La síntesis de aminoácidos y nucleótidos es un proceso vital. La mayor parte de los aminoácidos no esenciales se sintetizan a través de diversas vías metabólicas.
16. Ciclo de la Urea
Estas reacciones se conocen colectivamente como el Ciclo de la Urea o el Ciclo de Krebs-Henseleit. El Ciclo de la Urea, también llamado Ciclo de la Ornitina, convierte el exceso de amoníaco en urea en las mitocondrias de las células hepáticas.
17. Vías Metabólicas de los Aminoácidos (Continuación)
18. Catabolismo de las Purinas
La degradación de ADN y ARN por nucleasas produce nucleótidos (ribo y desoxirribonucleótidos). Estos, a su vez, son sometidos a hidrólisis por nucleotidasas con acción fosfatasa, dando nucleósidos libres. En el caso de las purinas, se obtienen adenosina y guanosina; esta última es degradada a guanina y ribosa-1-fosfato por la nucleósido purínico fosforilasa.
El nucleósido adenosina, por acción de la adenosina desaminasa, se convierte en inosina. Posteriormente, una nucleósido fosforilasa divide la inosina en hipoxantina y pentosa-1-fosfato. La hipoxantina se oxida a xantina por la xantina oxidasa, una flavoproteína que contiene Fe y Mo (molibdeno). Por otro lado, la guanina, por acción de la guanasa, también se convierte en xantina. Así, tanto adenina como guanina convergen en xantina. Este metabolito es sustrato de la xantina oxidasa, que lo convierte en ácido úrico, el producto terminal de la degradación de purinas, el cual es excretado principalmente por la orina.
19. Metabolismo del Hemo
Aunque todas las células precisan del grupo hemo para funcionar adecuadamente, los órganos principalmente involucrados en su síntesis son el hígado (donde la síntesis de hemo es altamente variable, dependiendo del contenido global de hemo del organismo) y la médula ósea (donde la tasa de producción de hemo es relativamente constante y depende de la producción de la cadena de globina).
20. Biosíntesis de las Catecolaminas
Las catecolaminas se producen principalmente en las células cromafines de la médula adrenal y en las fibras postganglionares del Sistema Nervioso Simpático. La tirosina hidroxilasa (TH) se encuentra en todas las células que sintetizan catecolaminas y es la enzima limitante en sus rutas biosintéticas.