Metabolismo y Procesos Energéticos

Metabolismo

• El metabolismo se refiere al conjunto de reacciones químicas que ocurren en el cuerpo para mantener la vida.
• Incluye procesos como la obtención de energía de los alimentos, la construcción de nuevas moléculas y la eliminación de productos de desecho.

Glucólisis

• La glucólisis es la primera etapa de la respiración celular, donde se degrada la glucosa en piruvato.
• Ocurre en el citoplasma de las células y no requiere la presencia de oxígeno.
• Se divide en dos fases:
  • Fase de inversión de energía (consume 2 ATP)
  • Fase de producción de energía (produce 4 ATP y 2 NADH)
• El rendimiento neto de ATP es de 2 moléculas

Gluconeogénesis

• Es el proceso anabólico que produce glucosa a partir de precursores no carbohidratos, como el piruvato, el lactato, el glicerol y los aminoácidos.
• Es esencial para mantener los niveles de glucosa en sangre durante el ayuno o cuando la glucosa proveniente de la dieta es insuficiente.
• Ocurre principalmente en el hígado.

Glucogenolisis

• El proceso catabólico por el cual se rompe el glucógeno almacenado en el hígado y los músculos para liberar glucosa en sangre.
• El glucógeno se descompone en unidades de glucosa-1-fosfato, que se convierten en glucosa-6-fosfato, que luego se utiliza para producir glucosa.
• Es activado por la adrenalina y el glucagón en situaciones de bajo nivel de glucosa en sangre.

Glucogénesis

• Es el proceso anabólico que sintetiza glucógeno a partir de unidades de glucosa.
• Ocurre en el hígado y los músculos, principalmente después de una comida rica en carbohidratos.
• La glucosa se convierte en glucosa-6-fosfato, luego en glucosa-1-fosfato, y finalmente se une a cadenas de glucógeno.

Ciclo de Krebs

• Es una serie de reacciones químicas que tienen lugar en la matriz mitocondrial.
• Se inicia con la oxidación del piruvato a acetil-CoA, que se une al oxaloacetato para iniciar el ciclo.
• A través de una serie de reacciones, se producen moléculas de NADH y FADH2, que serán utilizadas para generar ATP en la cadena transportadora de electrones.
• El ciclo de Krebs produce 2 ATP por molécula de glucosa.

Complejo Piruvato Deshidrogenasa

• El complejo piruvato deshidrogenasa es un conjunto de enzimas que catalizan la conversión de piruvato en acetil-CoA.
• Este paso es crucial para la entrada del piruvato en el ciclo de Krebs, lo que permite la oxidación completa de la glucosa para obtener ATP.
• Regulado por la disponibilidad de ATP y NADH, así como por la inhibición de la acetil-CoA y el piruvato.

Vía de las Pentosas Fosfato

• Esta ruta metabólica es una vía alternativa para el metabolismo de la glucosa, no produciendo ATP directamente.
• Su objetivo principal es la producción de NADPH, un agente reductor importante en varios procesos celulares, incluyendo la síntesis de ácidos grasos y la protección contra el estrés oxidativo, y la generación de pentosas (azúcares de cinco carbono) que son fundamentales para la síntesis de ácidos nucleicos.

Vía de las pentosas Fosfato

• Se produce en el citoplasma celular.

Lípidos

• Moléculas orgánicas insolubles en agua que desempeñan diversas funciones importantes en el cuerpo.
• Clasificadas en:
  • Triglicéridos: Principal forma de almacenamiento de energía.
  • Fosfolípidos: Formadores de membranas celulares.
  • Esteroides: Hormonas, ácidos biliares.

Lipoproteínas

• Complejos formados por lípidos y proteínas.
• Su función es transportar lípidos en el torrente sanguíneo:
  • Quilomicrones: Transportan lípidos desde el intestino al tejido adiposo y otros tejidos.
  • VLDL (lipoproteínas de muy baja densidad): Transportan triglicéridos desde el hígado a los tejidos periféricos.
  • LDL (lipoproteínas de baja densidad): "colesterol malo", transfieren colesterol desde el hígado a los tejidos.
  • HDL (lipoproteínas de alta densidad): "colesterol bueno", recogen colesterol de los tejidos y lo transportan al hígado.

Síntesis de Ácidos Grasos

• El proceso anabólico que produce ácidos grasos a partir de unidades de acetil-CoA.
• Ocurre en el citoplasma celular, específicamente en el retículo endoplásmico.
• El acetil-CoA es formado a partir de la glucosa a través de la glucólisis o de la degradación de otros combustibles.
• Reguladas por la disponibilidad de energía (ATP e insulina), y también por la disponibilidad de intermediarios.

Catabolismo de Lípidos

• El proceso catabólico donde se descomponen los lípidos en ácidos grasos y glicerol.
• La lipasa hormono-sensible cataliza la hidrólisis de los triglicéridos almacenados en el tejido adiposo, liberando ácidos grasos y glicerol en el torrente sanguíneo.
• Ocurre principalmente en las mitocondrias, donde los ácidos grasos son oxidados para obtener la energía.

Cetogénesis

• Es el proceso que transforma acetil-CoA en cuerpos cetónicos durante el ayuno prolongado o la diabetes.
• La acumulación de acetil-CoA en el hígado durante la degradación de ácidos grasos, conduce a la formación de cuerpos cetónicos, que se utiliza como combustible alternativo por el corazón y el cerebro.

Cetolisis

• El proceso de descomposición de cuerpos cetónicos para obtener energía.
• Ocurre en tejidos extrahepáticos, específicamente en el cerebro y el corazón, especialmente durante el ayuno, cuando la glucosa escasea.

Metabolismo de Aminoácidos

• Los aminoácidos son la unidad fundamental de las proteínas, y se utilizan para construir nuevas proteínas o para transformarse en energía, o como precursores para la síntesis de otras moléculas.
• El metabolismo de los aminoácidos ocurre principalmente en el hígado, donde son metabolizados en distintos componentes:
  • Amoniaco, eliminado en forma de urea por el ciclo de la urea.
  • Glucosa, a través de la gluconeogénesis.
  • Ácidos grasos, mediante la lipogénesis.

Ciclo de la Urea

• Es un ciclo metabólico que ocurre en el hígado, donde la urea se sintetiza a partir de amoniaco.
• El amoniaco, un producto de desecho del metabolismo de aminoácidos, es tóxico para el cuerpo, por lo que necesita ser eliminado.
• Participa en la eliminación del amoníaco del cuerpo.

Proteínas

• Son moléculas orgánicas complejas formadas por cadenas de aminoácidos unidas por enlaces peptídicos.
• Actúan como enzimas, hormonas, anticuerpos, transportadores, y tienen funciones estructurales.

Síntesis de Proteínas

• El proceso anabólico de la producción de proteínas a partir de aminoácidos.
• Ocurre en los ribosomas del citoplasma.
• Implica la traducción de la información genética del ADN al ARN mensajero (ARNm), y la unión específica de aminoácidos a través de la interacción con el ARNt (ARN de transferencia).

Catabolismo de Proteínas

• El proceso catabólico de la descomposición de proteínas en aminoácidos.
• Las proteínas pueden ser degradadas en el estómago por enzimas como la pepsina
• Los aminoácidos resultantes pueden ser utilizados para la síntesis de nuevas proteínas, o utilizados como fuente de energía.

Este cuestionario explora los conceptos fundamentales del metabolismo, incluyendo la glucólisis y la gluconeogénesis. Se analizarán las reacciones químicas que permiten a las células obtener y utilizar energía, así como la importancia de estos procesos en la regulación del nivel de glucosa en sangre.