Nutrición: Metabolismo

TEMA XII. LA NUTRICIÓN: METABOLISMO
METABOLISMO CELULAR
Conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en el interior de la célula. Obteniendo
materiales formadores de su estructura, materiales de almacén, reserva de energía y energía para
llevar a cabo sus funciones. Aunque existen dos fases, éstas se dan juntas:
- CATABOLISMO: las partículas de la digestión se convierten en moléculas más
sencillas y liberan energía
- ANABOLISMO: fabricación de nuevos compuestos y consumo de energía.
EL ATP (ADENOSÍN TRIFOSFATO)
En células animales y vegetales. Es la célula encargada de transferir energía entre el catabolismo y
el anabolismo. La energía es tomada de la rotura de enlaces durante el catabolismo de las
moléculas alimenticias. El ATP está formado por:
- adenina, como base nitrogenada (como el DNA y RNA)
- ribosa, cinco átomos de carbono (como el RNA)
- fosfatos. (como el RNA y DNA)
Éstas células no se almacenan pues están en continua reacción. En el anabolismo, un ATP pierde
un fosfato (ADP, Adenosín difosfato) libera energía; luego en el catabolismo esta energía la
recuperará.
FOTOSÍNTESIS
Es el conjunto de reacciones que utiliza la energía solar. Se realiza sólo en los autótrofos que
poseen clorofila (pigmento verde). Durante este proceso la materia inorgánica, la clorofila, y luz
solar se sintetiza para formar glucosa (materia orgánica) quedando almacenada energía entre sus
enlaces
6 CO2 + 6 H2O
C6 H12O6 + 6 O2
EL CATABOLISMO (AUTOTROFAS Y HETERÓTROFAS)
Es el conjunto de reacciones de ruptura de las moléculas que forman el alimento en otras más
pequeñas, con liberación de energía; también degradándose o renovándose estructuras del propio
organismo (proteínas "viejas", lípidos de las membranas, moléculas de hemoglobina ya usadas, ..).
Se realiza en el interior del mitocondrias, contiene alta concentración de enzimas. Esta
degradación se realiza con lentitud.
RESPIRACIÓN CELULAR: al conjunto de reacciones en las que la energía química de las
moléculas orgánicas que forman el alimento se transforma en energía utilizable por la célula.
Intervienen las enzimas específicas del interior de mitocondrias
Dos tipos, comparación:
RESPIRACIÓN
AEROBIA
FERMENTACIÓN
INTERVIENE EL OXÍGENO
SÍ
NO
DEGRADACIÓN
TOTAL
INTERMEDIA
ENERGIA LIBERADA
MUCHO MAYOR
INFERIOR
CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS
La energía que necesita la célula proviene de la degradación de los glúcidos y menor medida de
los ácidos grasos y los aminoácidos. Ésta energía se almacena en las ATP.
C6 H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O + ENERGÍA (=38 atp=266Kcal.)
Este proceso se desarrolla en estas etapas:
GLUCÓLISIS: conjunto de reacciones en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno) por
las que de una molécula de glucosa (C6 H12O6) se obtienen 2 moléculas de ácido pirúvico
( CH3- CO- COOH) y 2 ADP en ATP.
RUTA AEROBIA: - CICLO DE KREBS Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA:
C6 H12O6 + 6 O2
CH3- CO- COOH
3 CO 2 + 2 H2O + 19
ATP
CH3- CO- COOH
3 CO2 + 2 H2O + 19 ATP
- Obtención de 3 CO2 mediante el ciclo de Krebs: el ácido pirúvico se
degrada en ácido acético y una molécula de CO2 , luego el ácido acético
se combina con cuatro carbonos para formar el ácido cítrico. El ácido
cítrico pierde un carbono (como CO2 ) y luego otro (CO2 ). Volviéndose
a repetir el ciclo desde la combinación del ácido acético con estos
cuatro carbonos resultantes.
- Obtención de H2O mediante la fosforilación oxidativa: desde el ciclo
de Krebs se desprende también 2H+ o cadena transportadora de
electrones que en reacción con el oxígeno del intercambio gaseoso
(pulmones, piel,...) produce un conjunto de reacciones, llamadas
fosforilación oxidativa, que tienen lugar en la cara interna de los
mitocondrias capaces de producir energía ATP y H2O. Por
cada molécula de glucosa se obtiene 38 de ATP = 266 Kcal.
- ANAEROBIA: FERMENTACIÓN DEL ACIDO PIRÚVICO
- FERMENTACIÓN LÁCTICA: debido a la degradación de ciertas bacterias o
al intenso ejercicio del músculo (cuando el ácido láctico se cristaliza se
formarán las "agujetas").
GLUCOSA
ÁC. PIRÚVICO
ACIDO
LÁCTICO +2 ATP
- FERMENTACIÓN ALCOHOLICA: responsable de las bebidas alcohólicas al
realizar la fermentación de los azúcares de las uvas
GLUCOSA
ÁC. PIRÚVICO
ACIDO ETÍLICO +
ATP + CO2
CATABOLISMO DE LÍPIDOS Y PROTEÍNAS.
Los LÍPIDOS forman las membranas de la célula, de sus orgánulos y producen mucha energía y la
acumulan en los tejidos adiposos; ésta es la diferencia con los glúcidos ya que estos últimos la
energía que producen es inmediata. Hay dos tipos muy importantes por su aporte energético:
glicéricos y los ácidos grasos. Son reducidos en el citoplasma y en el ciclo de Krebs.
Las PROTEÍNAS se degradan en aminoácidos, siendo aprovechados para sustituir a los "viejos";
los inutilizados se degradan finalmente en el mitocondrias por el ciclo de Krebs.
ANABOLISMO CELULAR
Es un conjunto de reacciones celulares de síntesis de compuestos orgánicos a partir de otros de
menor peso molecular.
Los MONOSACÁRIDOS se transformarán en polisacáridos o grasas. Del almacenamiento se
encargan:
- el hígado y también de transformar la glucosa en glucógeno. El páncreas
regulará las reacciones a través de dos hormonas: la insulina y el glucagón.
- los músculos
- los tejidos adiposos, si estuvieran saturados los órganos anteriores,
convertidos en grasas.
Los ÁCIDOS GRASOS Y GLICERINAS después de su digestión se combinan en triglicéricos
pasando por el sistema linfático al torrente sanguíneo. Almacenándose en el hígado y si
estuviera saturado en el tejido adiposo.
Los AMINOÁCIDOS se regulan por los ácidos nucléicos para formar las proteínas y los
polipéptidos.
LA EXCRECIÓN
Es el sistema encargado de expulsar del organismo los materiales o productos de desecho
producidos por las células, como resultado del metabolismo y también se encargará de regular el
equilibrio hídrico:
- concentración de líquidos (sangre, iones,...)
- temperatura corporal.
Órganos:
- pulmones, expulsan el CO2.
- piel, expulsa CO2 y H2O.
- intestino grueso, expulsa las heces, H2O y las sales minerales.
- RIÑÓN: órgano muy eficaz. Formado por numerosas unidades funcionales (nefronas).
Nefrona:
- estructura: largo y estrecho tubo con un ensanchamiento, llamada
Cápsula de Bowman donde se apelotonan los capilares (glomérulo)
- función: la sangre llega a través de los capilares al glomérulo donde se
filtran los materiales (glucosa, sales,...) debido a la presión sanguínea.
Luego se produce la reabsorción en el tramo siguiente a la nefrona,
llamado tubo nefrítico. Posteriormente, los materiales no absorbidos
son recogidos por los tubos colectores hasta los uréteres y la vejiga
urinaria donde se almacenan hasta su salida por la uretra.