Bioquímica Essencial: Vitamines, Enzims i Metabolisme Cel·lular

Vitamines: Nutrients Essencials per al Metabolisme

Les vitamines són glúcids o lípids senzills que els animals han d’ingerir en la dieta per la seva incapacitat de síntesi. Són substàncies làbils que s’alteren amb canvis de temperatura, llum i emmagatzematge prolongats.

Tipus de Vitamines

Vitamines Liposolubles

Són lípids i, en animals, es troben principalment en el teixit adipós. Inclouen:

• Vitamina A: Protegeix els epitelis i és necessària per a la recepció visual.
• Vitamina D: Regula l’absorció de calci. Per sintetitzar-la a partir de la provitamina, es necessita la insolació a la pell.
• Vitamina E: Actua com a potent antioxidant.
• Vitamina K: Coopera en els processos de coagulació de la sang.

Vitamines Hidrosolubles

Són solubles en aigua i es difonen bé per la sang. Inclouen:

• Vitamina B (complex): Actuen en moltes vies metabòliques i en la formació de glòbuls vermells.
• Vitamina C: Intervé en la síntesi de col·lagen.

Disposició Espacial dels Enzims: Organització Cel·lular

L'organització espacial dels enzims és crucial per a l'eficiència i regulació de les rutes metabòliques. Les principals formes de disposició són:

• Compartimentació: Les membranes cel·lulars separen els llocs on es duen a terme les reaccions de rutes metabòliques que no s’han de relacionar, evitant interferències.
• Complex Multienzimàtic: Associació de diversos enzims que actuen successivament en una via metabòlica, augmentant l'eficiència i la velocitat de reacció.
• Inclusió a les Membranes: Alguns enzims es troben englobats de manera ordenada a les membranes, facilitant la seva funció en processos específics.

Regulació de les Rutes Metabòliques: Estratègies Clau

Per regular les rutes metabòliques, hi ha dues estratègies principals:

1. Regular la síntesi d’enzims: A partir dels gens que els codifiquen, ja que molts enzims tenen una estabilitat curta.
2. Regular l’activitat enzimàtica: De dues formes diferents:
   • Retroinhibició o feedback: La configuració inicial de l’enzim és activa. El producte final actua com a inhibidor de l’enzim, aturant la seva pròpia producció.
   • Inducció enzimàtica: La configuració inicial de l’enzim és inactiva. El substrat es fixa a l’enzim actuant com a activador, iniciant la reacció.

Cooperativisme Enzimàtic: Resposta Ràpida i Eficient

El cooperativisme es refereix a la capacitat de certs enzims, especialment els al·lostèrics, de respondre de manera coordinada a la unió d'un lligand. Quan s’uneix el lligand, l'enzim canvia a la forma funcional, i aquesta variació es transmet a tots els protòmers associats, transformant-se tots en actius.

En aquests enzims, la velocitat de reacció en funció del substrat no augmenta tan ràpidament com en enzims no al·lostèrics. No obstant això, en els enzims al·lostèrics amb cooperativisme, amb la unió d’un lligand, són nombrosos els centres actius que comencen a funcionar al mateix temps. Així es produeix un canvi de velocitat de reacció molt gran, sovint descrit com la "llei del tot o res".

Processos Metabòlics Específics

Fermentació Làctica

L’àcid làctic és transportat posteriorment a les cèl·lules hepàtiques on, en condicions aeròbiques, es converteix de nou en àcid pirúvic.

Cicle de Krebs (Cicle de l'Àcid Cítric)

El cicle de Krebs consisteix en vuit reaccions catalitzades per enzims que degraden l’acetil-CoA a diòxid de carboni (CO₂).

Reaccions Redox (Oxidació-Reducció)

Les reaccions catabòliques són reaccions de transferència d’electrons. La pèrdua d’electrons per part d’una substància s’anomena oxidació i el guany d’electrons, reducció. És important recordar que sempre que una molècula s’oxida, una altra es redueix simultàniament.