Rutas Catabólicas Esenciales: Degradación de Glúcidos, Lípidos, Proteínas y Ácidos Nucleicos

Catabolismo de Glúcidos

Los glúcidos y polisacáridos son digeridos mediante carbohidrasas, rindiendo glucosa. Esta es degradada hasta el aprovechamiento completo de toda su energía en tres fases principales: glucólisis, Ciclo de Krebs y cadena respiratoria.

Glucólisis

La ruta de Embden-Meyerhof es el proceso por el que la glucosa se degrada y rinde dos moléculas de ácido pirúvico. Es una fase anaeróbica, catalizada por la acción de un grupo de 11 enzimas solubles en el citoplasma; no se hallan asociados formando complejos multienzimáticos.

Este proceso consta de dos fases:

1. La glucosa se ceba mediante fosforilación, escindiéndose después para formar el gliceraldehído-3-fosfato. Se consumen dos moléculas de ATP para fosforilar las posiciones 1 y 6 de la hexosa.
2. El gliceraldehído-3-fosfato se convierte en piruvato. Se forman 4 ATP, así que el rendimiento neto es de 2 ATP por molécula de glucosa degradada a piruvato.

Catabolismo de Ácidos Nucleicos

Son digeridos por nucleasas y rinden mononucleótidos que posteriormente proporcionan pentosas, fosfatos y bases orgánicas nitrogenadas (BON). Una vez en el citoplasma, las pentosas siguen la vía de los glúcidos; el ácido fosfórico se excreta o se utiliza para síntesis, y las BON se utilizan para síntesis o se degradan hasta ácido úrico, urea o amoníaco, que son excretados.

Catabolismo de Proteínas

Son hidrolizadas por enzimas proteolíticas específicas. Para su degradación oxidativa existen 20 secuencias diferentes que convergen en unas pocas rutas que conducen al piruvato, acetil-CoA o a intermediarios del Ciclo de Krebs.

Catabolismo de Lípidos

La hidrólisis mediante lipasas específicas rinde glicerina y ácidos grasos. La glicerina puede transformarse en dihidroxiacetona e integrarse en la glucólisis para degradarse totalmente en el Ciclo de Krebs. Los ácidos grasos son degradados a acetil-CoA mediante β-oxidación.

Fermentaciones

Son procesos catabólicos anaeróbicos que constituyen una adaptación fisiológica a condiciones ambientales extremas de ausencia de O₂. El producto final de la fermentación retiene gran parte de su energía, ya que no está totalmente oxidado a CO₂ y H₂O.

Fermentación Alcohólica

Transformación de glucosa en dos moléculas de etanol y dos de CO₂. El proceso es común a la glucólisis, pero a partir del ácido pirúvico pasa a acetaldehído que se reduce a etanol. Un proceso que ocurre como su continuación es la fermentación acética.

Fermentación Láctica

Puede ser:

• Homoláctica: Solo se produce ácido láctico como producto final en microorganismos que la realizan y poseen aldolasa.
• Heteroláctica: Además de ácido láctico, se obtiene etanol, CO₂, etc. Los microorganismos no poseen aldolasa, entonces el paso de fructosa-1,6-difosfato a gliceraldehído-3-fosfato y dihidroxiacetona no lo pueden hacer, desviando el metabolismo por la vía del 6-fosfogluconato.