Metabolismo Celular: Degradación y Síntesis de Biomoléculas

Lípidos

No son polímeros, son moléculas bastante pequeñas que se asocian mediante fuerzas no covalentes. Su característica común es la insolubilidad en agua.

Funciones principales

1. Componentes esenciales de membrana (fosfolípidos).
2. Depósito de energía más importante de la célula (triglicéridos o Triacilgliceroles).

Triacilgliceroles

Son los principales sustratos energéticos, almacenados en el citosol de las células del tejido adiposo.

Síntesis de una grasa

Se une 1 glicerol con 3 ácidos grasos para dar triacilglicerol (anabolismo).

Ruptura de lípidos

Es por hidrólisis mediante una lipasa. Los ácidos grasos se degradan obteniéndose el acetil-CoA que entrará en el C.A.C.

Quilomicrón

Son lipoproteínas que tienen la función de transportar los lípidos procedentes de la dieta hasta el hígado y otros tejidos.

Mitocondria

Los ác. Grasos de menos de 12 carbonos, entran libremente en la mitocondria.

β-Oxidación de los ác. grasos

Ocurre en tejidos como: hígado, músculo esquelético, corazón, tejido adiposo y otros.

Producción de energía

Cuando en el ciclo entra un ácido graso de 4 carbonos entonces se generan dos acetil-CoA. Cada acetil-CoA entra al ciclo de Krebs y genera 3 NADH2 + 1 FADH2 + 1GTP. 3 NADH2 (3x3ATP)+ 1 FADH2 (1x2ATP)+ 1GTP(1ATP)=12 ATP.

Ácido Caproico

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-COOH.

Cuerpos cetónicos

Son compuestos químicos producidos por cetogénesis* en las mitocondrias de las células del hígado.

Función

Suministrar energía al corazón y al cerebro en ciertas situaciones excepcionales.

Cetogénesis

Es un proceso metabólico por el cual se producen los cuerpos cetónicos como resultado del catabolismo de los ácidos grasos*. La condensación de dos moléculas de acetil-CoA para formar acetoacetil-CoA.

La acetoacetil-CoA se condensa con otra molécula de acetil-CoA para formar β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA (HMG-CoA).

Fases del metabolismo energético

1. Producción de acetil-CoA.
2. Oxidación de acetil-CoA.
3. Transferencia de electrones y fosforilación oxidativa.

Absorción

En la saliva, no existen enzimas con acción proteolítica.

La hidrólisis de proteínas

Se inicia en el estómago (Pepsina, Tripsina y Quimotripsina).

Transporte de aminoácidos

Los a.a. atraviesan las membranas a través de mecanismos de transportadores específicos. Pueden hacerlo por:

1. Difusión facilitada.
2. Transporte activo secundario.

Destino de los aminoácidos

1. Utilización (sin modificación) en síntesis de nuevas proteínas específicas.
2. Transformación en compuestos no proteicos de importancia fisiológica (Ejem.: ácidos nucleicos, hemoglobina,).
3. Degradación con fines energéticos.

Metabolismo de aminoácidos

• Los aminoácidos, no se almacenan en el organismo.
• Sus niveles dependen del equilibrio entre degradación y biosíntesis de proteínas corporales, es decir el balance entre catabolismo y anabolismo (balance nitrogenado).
• El N₂ se excreta por orina y heces.

Catabolismo de aminoácidos

La degradación se inicia por procesos que separan el grupo amino.

Transaminación

Es la transferencia reversible de un grupo amino a un α-cetoácido, catalizada por una aminotransferasa, utilizando piridoxal fosfato como cofactor.

Desaminación

El grupo amino del glutamato, puede ser separado por desaminación oxidativa catalizada por la glutamato deshidrogenasa, utilizando NAD Y NADP como coenzimas.

Glutamato

• La glutamato deshidrogenasa se encuentra en la matriz mitocondrial.
• Es una enzima alostérica activada por ADP Y GDP e inhibida por ATP y GTP.

Biosíntesis de A.A

Los a.a. no esenciales se sintetizan en cetoácidos correspondiente, entonces el organismo producirá dicho a.a. por transaminación.

Vías metabólicas de NH₃

Fuentes de NH₃ en el organismo:

1. Desaminación oxidativa de glutamato.
2. Acción de bacterias de la flora intestinal.

Vías de eliminación de NH₃

• La vía más importante de eliminación es la síntesis de urea en hígado.
• También se elimina NH₃, por la formación de glutamina.

Ciclo de la urea

• Todo el NH₃ originado por desaminación, es convertido a urea en el hígado.
• El proceso consume 4 enlaces fosfato (ATP) por cada molécula de urea.

Síntesis de urea

Se lleva a cabo en los hepatocitos, en un mecanismo llamado “ciclo de la urea”, en el cual intervienen cinco enzimas y como alimentadores ingresan NH₃, CO₂ y aspartato, el cual cede su grupo amino.

Nutrientes que contienen energía

• Glúcidos
• Triacilglicéridos
• Proteínas

Productos desprovistos de energía

• CO₂
• H₂O
• NH₃

Moléculas precursoras

• Aminoácidos
• Azúcares
• Ácidos grasos
• Bases nitrogenadas

Moléculas celulares

• Proteínas
• Polisacáridos
• Lípidos
• Ácidos nucleicos

Glucemia

Concentración de la glucosa en la sangre. (Hiperglicemia e Hipoglicemia). Acción de dos hormonas pancreáticas.

Insulina

Acción frente a hiperglicemia.

Glucagón

Acción frente hipoglucemia.

La energía que comemos

• 50% se pierde en forma de calor.
• 5-10% se consume durante la digestión y la absorción.
• 25-40% se convierte en ATP.
• Aproximadamente el 50% de nuestro ATP total se renueva cada hora en reposo.
• El cuerpo contiene 250 gr de ATP.