Metabolismo Desglosado: Energía Celular, ATP y Gasto Calórico
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El Metabolismo
2.1. Concepto de Metabolismo
Se entiende por metabolismo el conjunto de las reacciones químicas que se producen en el organismo. Es la capacidad que tienen los seres vivos de transformar o cambiar (metabole) la naturaleza química de las sustancias que los forman.
Respecto a la obtención de materia, los seres humanos somos heterótrofos: dependemos de las plantas y otros animales que ingerimos para obtener y reponer materia.
En cuanto a la obtención de energía, somos quimiosintéticos, ya que la energía celular o ATP (adenosín trifosfato) se consigue mediante reacciones que degradan los nutrientes que llegan a las células (carbohidratos, grasas y proteínas).
2.2. Unidades de Energía
La unidad de medida de la energía que se utiliza habitualmente en procesos metabólicos del organismo es la caloría:
- Kilocaloría (Kcal): 1 Kcal = 1000 calorías (cal). Anteriormente, se denominaba Caloría (con C mayúscula).
- 1 Julio (J) = 0,239 cal.
- 1 caloría (cal) = 4,187 J.
2.4. Partes del Metabolismo: Catabolismo y Anabolismo
El catabolismo es, entonces, el conjunto de reacciones metabólicas mediante las cuales las moléculas orgánicas más o menos complejas (glúcidos, lípidos), que proceden del medio externo o de reservas internas, se rompen o degradan total o parcialmente, transformándose en otras moléculas más sencillas (CO2, H2O, ácido láctico, amoniaco, etc.). Al romperse los enlaces, se libera energía en mayor o menor cantidad, que se almacena en una molécula llamada ATP (adenosín trifosfato) o "moneda de energía".
Las reacciones catabólicas se caracterizan por:
- Ser reacciones degradativas: mediante ellas, compuestos complejos se transforman en otros más sencillos.
- Ser reacciones exergónicas: en las que se libera energía que se almacena en forma de ATP. Evidentemente, también se libera calor.
2.5. ATP: Molécula Básica de Energía
El adenosín trifosfato (ATP) o trifosfato de adenosina es la "moneda de energía" de las células. Esta molécula se obtiene en procesos catabólicos, por la degradación de los nutrientes, principalmente glucosa y ácidos grasos.
Las células utilizan el ATP para llevar a cabo todas sus actividades vitales, como por ejemplo:
- Secreción.
- Conducción de impulsos nerviosos.
- Contracción muscular.
- Síntesis de otras moléculas.
- Transformación de moléculas.
- Transporte de sustancias dentro de la célula, etc.
La célula, al utilizar ATP, lo transforma en adenosín difosfato (ADP), liberándose un grupo fosfato inorgánico (Pi) y energía.
La molécula de ATP es un compuesto de alta energía cuya estructura química tiene tres componentes:
- Una base nitrogenada llamada adenina.
- Un azúcar simple de 5 átomos de carbono: la ribosa.
- Tres moléculas de ácido fosfórico (Pi).
Estos tres componentes forman lo que se denomina un nucleótido, que en este caso es:
Nucleótido: {Base nitrogenada (adenina) + Azúcar (ribosa) + 3 grupos fosfato (Pi)}
2.8. Rendimiento Energético Total
En disciplinas relacionadas con el deporte y la nutrición, es importante saber cuántas calorías se deben ingerir para adelgazar o para engordar. Hay muchas variables que influyen, como sexo, altura, edad, constitución (endomórfica, ectomórfica; ver la Práctica de laboratorio del somatotipo), ritmo de vida diaria (si se pasa el día sentado o no se para de mover), etc.
La media se sitúa en unas 2000 kcal al día. Dentro de estas 2000 kcal diarias se incluyen todos los procesos de gasto metabólico: calor corporal, movimiento de los músculos, respiración, gastos del sistema nervioso, etc.