PRUEBA LIBRE DE BACHILLERATO: EL CATABOLISMO (I)
Desde Academia Cruellas vamos hoy a comentar la primera parte del catabolismo.
LA
DEGRADACIÓN
OXIDATIVA
EL CATABOLISMO
El
catabolismo representa la ruptura de las moléculas complejas en otras más
sencillas. Desde un punto de vista químico, a lo largo del catabolismo se van
obteniendo moléculas cada vez más sencillas, al mismo tiempo que se libera
energía.
La
degradación oxidativa de las moléculas orgánicas, la ruptura de sus
enlaces en procesos de oxidación, no implica necesariamente la participación
del oxígeno. La oxidación es una transferencia de electrones y puede consistir
simplemente en la pérdida de electrones o bien en la cesión de electrones
acompañada de protones.
La
mayor parte de las oxidaciones que tienen lugar durante el catabolismo
responden a este segundo modelo. En estos sistemas de oxidación, se transfieren
los electrones desde una molécula dadora
a una aceptadora (el dador se oxida y el receptor se reduce). Según el
tipo de receptor, el electrón puede ir acompañado de un protón, con lo cual la
oxidación equivale a la pérdida o transferencia de un átomo de hidrógeno,
mientras que en otros casos el protón se libera al medio.
En
las células con metabolismo aeróbico,
el último aceptador de electrones es el oxígeno. Cuando el oxígeno incorpora
electrones, puede asociarse con protones, que extrae del medio donde se
encuentran disueltos y con los cuales forma moléculas de agua.
A
pesar de esto, en la célula hay otras moléculas aceptadoras de electrones que
constituyen una cadena que los transporta desde los metabolitos, es decir, las
sustancias intermediarias del metabolismo, hasta el oxígeno. Se trata de
moléculas que aceptan electrones y los mantienen hasta que los pueden ceder a
otro aceptor. Constituyen una cadena transportadora de electrones que tiene un
papel clave en la síntesis del ATP.
TRANSPORTADORES DE ELECTRONES
Los
transportadores de electrones acepten los electrones provenientes de la
oxidación de las biomoléculas orgánicas y después los ceden a otras
transportadoras o bien a su destinatario final. A lo largo de esta cadena
transportadora de electrones, se produce energía que se utiliza para sintetizar
el ATP.
Entre
los transportadores de electrones implicados en la producción de energía
destacan en NAD+ y el FAD.
PRIMERA FASE DEL CATABOLISMO: LA DIGESTIÓN
Los
alimentos que ingerimos los animales contienen diversos tipos de nutrientes.
Entre estos destacan, por su importancia en el metabolismo, los glúcidos, los
lípidos y las proteínas. La mayor parte de estas biomoléculas se presentan en
forma de macromoléculas, compuestos de una ellevada masa molecular. Antes de
poder ser utilizadas por las células han de ser degradadas hasta transformarse
en sustratos de menos masa molecular, proceso que recibe el nombre de digestión y en el cual participan
enzimas digestivos.
DIGESTIÓN DE GLÚCIDOS
Los
glúcidos son importantes en la alimentación humana. El almidón está formado por
amilasa y por amilopectina; el glicógeno está formado exclusivamente por
poliglucosa ramificada.
La
digestión del almidón y del glicógeno se inicia en la boca a través de la alfa
amilasa de la saliva y se completa con la alfa amilasa del páncreas, y la 1,6
glucosidasa del intestino delgado. El resultado de la acción de estos enzima
digestivos es la aparición en primer lugar de oligosacaridos llamados dextrinas y después de maltosas.
El
resultado final de la digestión de los glúcidos es un incremento apreciable de
la concentración de glucosa en el plama sanguineo, así como la aparición de
pequeñas cantidades de fructosa y galactosa.
DIGESTIÓN DE LÍPIDOS
Los
lípidos de la dieta son principalmente triglicéridos (aceites vegetales, grasa
de la carne, de los embotidos), también tienen una cierta importancia el
colesterol (huevos, mantequilla) y los fosfolípidos.
En
primer lugar, todos los lípidos se emulsionan en el estómago y en el intestino
delgado, y forman pequeñas gotas de grasa. Seguidamente los enzimas digestivos
actúan sobre estas gotas.
Todos
los productos de la digestión que son solubles en agua son absorbidos
directamente por las células de la mucosa intestinal. En cambio, los productos
insolubles se agrupan en torno a la influencia de la bilis y constituyen
pequeñas agrupaciones que son absorbidas por la mucosa intestinal
DIGESTIÓN DE PROTEINAS
La
digestión de proteínas empieza en el estómago. La desnaturalización de las
proteínas facilita la actuación de las proteasas, los enzimas que hidrolizan
las proteínas
La
digestión proporciona diferentes tipos de productos y energía, que se desprende
en forma de calor y no se puede utilizar desde el punto de vista biológico. Entre
las sustancias obtenidas, destaca la glucosa, los aminoácidos y los ácidos
grasos. Estas sustancias pueden ser utilizadas en rutas anabólicas para
sintetizar biomoléculas, o bien su degradación oxidativa a lo largo de las
fases II y III del catabolismo proporcionará energía química, que se usará para
llevar a término diversas formas de trabajo biológico. El conjunto de
reacciones químicas que conectadas en red permiten la obtención de energía
constituyen el metabolismo energético.
Este integra reacciones químicas oxidativas que transfieren electrones hasta
una molécula aceptadora final. Si este aceptor final es el oxígeno entonces
hablamos de respiración celular, un
proceso propio de células con metabolismo aeróbico. Si la sustancia final que
se reduce es una sustancia orgánica, entonces hablamos de fermentación, propia de células con metabolismo anaeróbico.
El
metabolismo energético esta constituido por diversas rutas metabólicas. El
primer conjunto de vías metabólicas confluye en la obtención de una molécula
central en el metabolismo energético: el aceticoenzima A. Algunos aminoácidos,
a lo largo de la dsaminación oxidativa producen acetil-CoA o algún precursor
suyo. La glucosa se degrada hasta piruvato, que se transforma posteriormente en
acetil-CoA, en la ruta metabólica llamada glucolísis
Más
tarde, el ciclo de Krebs finaliza la
degradación oxidativa metabolizando las moléculas de acetil-CoA procedentes de
diversos sustratos. A lo largo del proceso se desprenden diversas moléculas de
dióxido de carbono y se reducen los diversos coenzimas que participan en las
reacciones de oxidación. Estos coenzimas reducidos cederán sus electrones a los
transportadores que configuran la cadena
transportadora de electrones y que se transferirán hasta el oxígeno, si el proceso
de oxidación tiene lugar en condiciones aeróbicas.
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