Metabolismo Celular: Rutas de Catabolismo de Lípidos y Proteínas

Catabolismo de los Lípidos

Lipólisis de los Glicéridos

En los animales, los triglicéridos almacenados en el tejido adiposo son hidrolizados por enzimas que separan los ácidos grasos de la glicerina. El catabolismo de la glicerina se lleva a cabo mediante su incorporación a la glucólisis, mientras que los ácidos grasos liberados pueden ser oxidados en otros tejidos, como el muscular, para producir energía.

Respiración Aerobia de los Ácidos Grasos

Los ácidos grasos poseen energía química. Esta energía se libera mediante un proceso de respiración aerobia que convierte los ácidos grasos en moléculas de acetil-CoA. El proceso oxidativo continúa mediante etapas similares a la respiración aerobia de la glucosa, es decir, el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa.

• Activación de los Ácidos Grasos:

  Consiste en la unión del ácido graso con una molécula de coenzima A para formar un acil-graso-CoA.

• Beta-oxidación de los Ácidos Grasos:

  Proceso clave en la degradación de los ácidos grasos.

• La Hélice de Lynen:

  Se suele representar por medio de una hélice en la que cada vuelta representa una etapa de oxidación en la que se libera una molécula de acetil-CoA y se genera una de FADH₂ y una de NADH.

Catabolismo de las Proteínas

Degradación de los Aminoácidos

La degradación de los aminoácidos se basa en la oxidación de sus cadenas carbonadas tras haberse desprendido de los grupos amino por un proceso de transaminación (consiste en la transferencia del grupo alfa-amino desde un aminoácido a un cetoácido, generalmente el ácido alfa-cetoglutárico, catalizada por enzimas transaminasas) o de desaminación oxidativa (consiste en la eliminación del grupo amino del ácido glutámico en forma de ion amonio, lo que permite reciclar el ácido alfa-cetoglutárico; este proceso ocurre en el citosol y en la matriz mitocondrial y es catalizada por la enzima glutamato deshidrogenasa). También puede desprenderse de un grupo carboxilo mediante otra reacción llamada descarboxilación (algunos aminoácidos pueden perder el grupo carboxilo en forma de CO₂ por acción de las descarboxilasas y forman aminas biógenas).

Oxidación de las Cadenas Carbonadas de los Aminoácidos

La eliminación de los grupos amino de los aminoácidos da lugar a una serie de cadenas carbonadas que se degradan siguiendo rutas específicas. Las rutas de degradación de los aminoácidos convergen para formar un pequeño número de productos diferentes que pueden ser oxidados en el ciclo de Krebs o bien desviarse hacia otras rutas metabólicas.

Residuos Nitrogenados

La eliminación del grupo amino de los aminoácidos da lugar a la formación del ion NH₄⁺, una sustancia tóxica que debe ser eliminada. Esto puede ocurrir de diferentes formas:

• Animales Amonotélicos: Son animales acuáticos que eliminan directamente los iones de NH₄⁺.
• Animales Ureotélicos: La mayor parte de los vertebrados terrestres y muchos acuáticos excretan principalmente urea, que es menos tóxica.
• Animales Uricotélicos: Algunos animales eliminan los residuos nitrogenados en forma de ácido úrico.

Procesos Anabólicos

Las células llevan a cabo un gran número de procesos anabólicos, entre los que destacan los siguientes:

• La biosíntesis del glucógeno, que se produce en el citosol a partir de moléculas de glucosa-6-fosfato.
• La biosíntesis de ácidos grasos, que se lleva a cabo en el citosol a partir de las moléculas de acetil-CoA.
• La biosíntesis de algunos aminoácidos a partir de metabolitos precursores.
• La biosíntesis de proteínas, de ADN y de ARN.
• La gluconeogénesis.