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TEMA 8: LA MEMBRANA CELULAR 1. INTRODUCCIÓN Barrera de permeabilidad selectiva, permite el paso de ciertas sustancias y excluye otras. Tiene un grosor de 3-5 nanómetros y está formada por lípidos y proteínas y algunos glúcidos. Fluido bidimensional, con una bicapa lipídica asimétrica, donde las co...

TEMA 8: LA MEMBRANA CELULAR 1. INTRODUCCIÓN Barrera de permeabilidad selectiva, permite el paso de ciertas sustancias y excluye otras. Tiene un grosor de 3-5 nanómetros y está formada por lípidos y proteínas y algunos glúcidos. Fluido bidimensional, con una bicapa lipídica asimétrica, donde las composiciones de las superficies interna y externa son distintas. Su viscosidad por el colesterol y los ácidos grasos. Las proteínas integradas contribuyen a sus características específicas, y alberga receptores que permiten la recepción de estímulos externos, facilitando así la comunicación celular. En las células eucariotas, la membrana permite la formación de sistemas de membranas internas que crean compartimentos independientes y organizados, lo cual es crucial para el desarrollo de rutas metabólicas especializadas. La concentración de sustancias puede ser regulada por transportadores selectivos. 2. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR Bicapa lipídica, por lípidos de naturaleza anfipática, con una región polar y dos colas apolares. Esta permite a la bicapa ser termodinámicamente estable y formar un entorno semipermeable. Dentro de los lípidos están los glicerofosfolípidos, i los esfingolípidos. Además, en algunas membranas está el colesterol, el cual no está en procariotas ni en vegetales, tienen un papel clave en la fluidez y estabilidad de la membrana. PROPIEDADES DE LA MEMBRANA LIPÍDICA Autoacoplamiento, la capacidad de los fosfolípidos de mezclarse en un medio acuoso, formando una bicapa. Auto sellado, que pueden repararse automáticamente. La fluidez, permite el movimiento de las moléculas de fosfolípidos dentro de la membrana, donde pueden desplazarse espontaneamente, aunque los movimientos laterales son más frecuentes que el flip-flop, que requiere intervención enzimática. Son asimétricas, ya que la distribución de lípidos no es uniforme en ambas capas; por ejemplo, la esfingomielina está en mayor cantidad en la capa externa, mientras que la fosfatidiletanolamina en la interna. Esta asimetría se mantiene por enzimas específicas llamadas flipasas, que facilitan el movimiento de fosfolípidos de un lado a otro de la bicapa. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR → PROTEINAS Las funciones dependen de las proteínas que la componen, que representan el 50% de su masa total. Dos tipos: integrales, que están fuertemente asociadas a los lípidos de la bicapa, y periféricas, que tienen una conexión más débil. Además, las proteínas pueden moverse dentro de la bicapa por su fluidez, aunque suele estar restringido a ciertas zonas, dominios de membrana, donde realizan funciones particulares. PROTEÍNAS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA Las proteínas se asocian a las membranas celulares de diversas maneras. Primero, existen las α-hélices simples y las Múltiples α-hélices que son proteínas transmembrana. También las láminas beta enrolladas. Algunas pueden anclarse a la cara citosólica, proteínas asociadas a la membrana. Además, hay proteínas que se fijan a la bicapa lipídica por enlaces covalentes a moléculas lipídicas o que se vinculan a oligosacáridos o al fosfatidilinositol en la capa no citosólica. Ciertas proteínas se anclan a la membrana por interacciones no covalentes con otras proteínas transmembrana. Las proteínas integrales incluyen las que se agrupan del 1 al 6, siendo las del 5 y 6 unidas por enlaces covalentes, y las del 7 y 8 son proteínas periféricas unidas a otras moléculas. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR → AZÚCARES El 5% del peso de la célula son carbohidratos en forma de glucoproteínas y glucolípidos (esfingolípidos). ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR → PAPEL DEL CITOESQUELETO La forma bicóncava de los eritrocitos es por la ausencia de núcleo en los eritrocitos maduros de mamíferos y a la estructura de la membrana plasmática, que está unida al citoesqueleto interno de la célula. Este citoesqueleto, especialmente el cortical, da resistencia mecánica a las membranas celulares y limita la difusión de proteínas de membrana. Está compuesto por la proteína espectrina, junto con otras proteínas como actina y miosina, que contribuyen a su funcionalidad y estructura. Sin enzimas no hay reacciones químicas. 3. TRANSPORTE DE SOLUTOS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA Las moléculas grandes y polares necesitan transportadores, i los iones (muy pequeños) requieren mecanismos para su transporte. Las moléculas apolares y las pequeñas moléculas polares sin carga, como el agua, pueden atravesar la membrana a través de difusión simple. El transporte de solutos se realiza: por difusión de gases y moléculas apolares, o por canales y transportadores. Las proteínas transmembrana facilitan el proceso. El transporte puede ser pasivo, que no requiere energía, o activo, que sí. El transporte activo primario es que una proteína transportadora mueve una molécula en contra de su gradiente, con ATP. El transporte activo secundario utiliza el gradiente generado por un transporte primario para mover otros solutos, siendo tanto el simporte (mismo sentido) como antiporte (sentidos opuestos). Endocitosis y exocitosis para el transporte de macromoléculas. La endocitosis permite la entrada de grandes partículas por la invaginación de la membrana plasmática, formando vesículas que pueden fusionarse con otros elementos celulares. Este proceso puede incluir fagocitosis (captura de partículas grandes) y pinocitosis (ingesta de fluidos). Por otro lado, la exocitosis involucra la liberación de contenido celular al exterior, como proteínas de secreción. Ambos procesos requieren energía y son esenciales para el funcionamiento celular. 4. RECEPTORES DE MEMBRANA Y ANTÍGENOS Las células tienen proteínas de membrana que son como receptores, respondiendo a distintos estímulos y hacen respuestas celulares específicas. Las moléculas que inician estos estímulos son ligandos, producido por la misma célula o por diferentes. La interacción entre el ligando y el receptor es específica, similar a la relación entre una enzima y su sustrato, aunque el ligando no experimenta cambios químicos tras la unión. La membrana celular señaliza células al albergar receptores para distintas moléculas, además de recibir receptores en otras partes de la célula como el citoplasma o el núcleo. Los receptores en la membrana provocan respuestas internas a través de varios mecanismos, incluido el AMP cíclico. También, la membrana transmite potenciales eléctricos y libera neurotransmisores y hormonas por exocitosis. Además, la membrana del retículo endoplásmico, en particular el retículo sarcoplásmico, está involucrada en el acoplamiento excitación-contracción muscular, siendo importancia la membrana en las vías de señalización intracelular. 5. MATRIZ EXTRACELULAR Y LA LÁMINA BASAL Los tejidos no solo se componen de células, sino que incluyen una red intrincada de macromoléculas, como proteínas y polisacáridos, que son secretados localmente y organizados en asociación con las superficies celulares. Aunque los tipos de macromoléculas presentes en diferentes tejidos son similares, su proporción y organización varían, que da lugar a distintas características materiales. La matriz extracelular está compuesta por glucosaminoglucanos (GAG) que forman proteoglucanos, proteínas de colágeno y glucoproteínas portadoras de oligosacáridos. Esta matriz está en diversas formas: amorfa (GAGs), calcificada (hueso o dentina), transparente (córnea, permitiendo el paso de luz) y cuerdas (como en los tendones). Lámina basal, un tipo de matriz extracelular delgada y flexible que proporciona soporte estructural, determinar la polaridad celular, influir en el metabolismo y promover el crecimiento celular. Su papel es dinámico y complejo, regulando aspectos fundamentales del comportamiento celular, incluyendo la supervivencia, desarrollo, migración, proliferación, forma y función de las células que interactúan con ella.  TEMA 9: INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO 1. OBTENCIÓN DE ENERGÍA DE LOS SERES VIVOS Los organismos vivos pueden generar y mantener un orden interno frente a un entorno caótico, que implica complejidad química y organización microscópica, y la necesidad de energía. Para ello, poseen sistemas que extraen energía del medio ambiente y cada componente celular tiene funciones definidas que regulan sus interacciones. La célula, como una factoría química, tiene reacciones que constituyen el metabolismo, por la interacción de moléculas en un entorno organizado y se representa como vías metabólicas interconectadas. Los autótrofos utilizan CO2 inorgánico como fuente de carbono, mientras que los heterótrofos, biomoléculas orgánicas. Los autótrofos se clasifican en fotoautótrofos, que convierten materia inorgánica en orgánica mediante la luz, y quimioautótrofos, que lo logran a través de reacciones químicas de oxidación. Por otro lado, los heterótrofos incluyen quimioheterótrofos, que obtienen biomoléculas del medio para su carbono y energía, y fotoheterótrofos, que utilizan la luz como fuente energética, aunque son menos comunes. Además, hay distintas relaciones con el oxígeno: aerobios, oxígeno para sobrevivir, los anaerobios facultativos pueden crecer con o sin oxígeno y los anaerobios estrictos no requieren oxígeno. 2. ORDEN Y DESORDEN BIOLÓGICO Las células generan estructuras organizadas a partir de materiales desordenados, y al revés. No contradice la segunda ley de la termodinámica, ya que, aunque la entropía disminuye en un organismo, la entropía total del universo continúa aumentando. El metabolismo, que abarca todas las reacciones químicas en los seres vivos, utiliza y transforma materiales y recursos energéticos, surgiendo moleculares en la célula. La función de estado mide la energía almacenada en un sistema en equilibrio y considera el cambio de estado. La energía libre de Gibbs (G) clasifica reacciones: las espontáneas presentan una disminución en energía libre mientras que las endergónicas muestran un aumento. En el metabolismo, las reacciones están encadenadas, donde el producto de una reacción es el sustrato de la siguiente, formando rutas metabólicas. Muchas están acopladas, aprovechando la energía liberada en reacciones exergónicas para endergónicas que requieren energía. 3. PAPEL DE LOS ENZIMAS Permite el cambio de una molécula a otra por un estado inestable que requiere la absorción de energía del entorno. Todas las reacciones químicas necesitan una energía inicial, conocida como energía de activación, para comenzar, tanto si son exergónicas como endergónicas. Cada reacción metabólica es catalizada por enzimas que reducen esta energía de activación, así las reacciones se producen mejor. En el caso de reacciones acopladas, una única enzima puede catalizar ambas reacciones simultáneamente. Sin la presencia de enzimas, el metabolismo celular sería considerablemente más lento. Además, la actividad enzimática está regulada por diversos mecanismos que equilibran las necesidades metabólicas, ajustando la cantidad de enzimas de acuerdo con los déficits o excesos de moléculas importantes en la célula. 4. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Dos maneras: a través de la transferencia de electrones y la transferencia de grupos fosfatos, como en ATP. Implica reacciones de oxidación-reducción, donde se transfieren electrones entre sustancias, a veces junto con átomos de hidrógeno. Por otro lado, la transferencia de grupos fosfato implica la donación de un grupo fosfato desde el ATP, que se convierte en ADP tras la reacción. El ATP impulsa reacciones endergónicas por fosforilación, donde se transfiere un grupo fosfato a otra molécula, que se considera fosforilada. Esta hidrólisis del ATP da la energía necesaria para realizar los tres trabajos celulares: mecánico, de transporte y químico. 5. RUTAS METABÓLICAS. ANABOLISMO Y CATABOLISMO El anabolismo, requieren energía para sintetizar biomoléculas más complejas a partir de moléculas simples, mientras que el catabolismo implica la degradación de biomoléculas orgánicas, liberando energía al descomponerlas. Un ejemplo es el ciclo del ácido cítrico, también conocido como el ciclo de Krebs, que actúa como una ruta anfibólica, integrando tanto reacciones anabólicas como catabólicas. 6. REGULACIÓN DEL METABOLISMO Está regulado y controlado por niveles. Primero, la cantidad de enzimas se controla genéticamente, donde un aumento en la síntesis de enzimas resulta en una mayor actividad metabólica, mientras que la degradación de enzimas es necesaria cuando hay un exceso. En segundo lugar, la actividad enzimática puede ser afectada por factores generales como la temperatura y el pH, así como mecanismos específicos, como la regulación por cofactores y metabolitos; estos últimos suelen inhibirse a sí mismos por sus propios productos. La compartimentalización celular también juega un papel crucial, con barreras físicas dentro de las células y la especialización de órganos, como el hígado, que suministra nutrientes al cuerpo. Finalmente, el control hormonal, por la acción del glucagón y la insulina, para regular los niveles de glucosa en sangre.  TEMA 10: METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO 1. INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO Crucial para el organismo, ya que la energía que se utiliza es del metabolismo de la glucosa. El azúcar celular, es el combustible más común en las células. Aunque lípidos y proteínas pueden ser fuentes de energía, deben transformarse primero en glucosa o en intermediarios antes de participar en el metabolismo energético. Al "quemar" glucosa, produce CO2 y agua y se libera energía, se genera ATP, la principal energía de las células. Este metabolismo, que se hace por unos pasos catalizados por enzimas, está organizado en compartimentos y controlada, haciendo que la energía de la glucosa se conserve en ATP y en compuestos reductores como NADH, NADPH y FADH2. ETAPAS Y POLISACÁRIDOS DE RESERVA Las rutas relacionadas con el glicogen, polisacárido de reserva energética a corto plazo en los animales son: Glucogenolisi y Glucogenogènesi. Las rutas relacionadas con los monosacáridos: La ruta catabólica es la glucólisis y la gluconeogénesis la anabólica. La ruta de las pentosas fosfato es la principal fuente de obtención de poder reductor en forma de NADPH. El piruvato juega un importante papel como vía de entrada a las rutas catabólicas de fermentaciones (láctica y alcohólica) y la descarboxilació oxidativa. El almidón, polisacárido vegetal, es una fuente dietética con digestión extracelular en el tracto digestivo, donde las enzimas lo descomponen en monómeros. GLUCOGENOLISIS Almacenado en el hígado y los músculos se descomponen para liberar glucosa en el torrente sanguíneo. El glucógeno muscular se utiliza en el ejercicio físico. La degradación del glucógeno da dos enzimas: La glucógeno fosforilasa acorta las cadenas de glucógeno, eliminando las moléculas de glucosa de los extremos no reductores y rompiendo los enlaces alfa-1,4 glucosídicos, produce glucosa-1-fosfato. La enzima desramificante tiene dos actividades: la actividad transferasa, mueve un trisacárido de glucosa a otra cadena, y la actividad alfa-1,6 glucosidasa, hidroliza el enlace alfa-1,6 para liberar glucosa. Único caso en el que la glucosa se libera directamente del glucógeno. Los productos finales del catabolismo del glucógeno son la glucosa-1-fosfato y una pequeña cantidad de glucosa libre. El proceso de obtención de glucosa implica la glucólisis, da dos moléculas de piruvato, la fermentación (láctica o alcohólica) en ausencia de oxígeno y la respiración celular. 2. GLUCÓLISIS (vía de Embden – Meyerhoff) El metabolismo de la glucosa comienza en las células y culmina con la producción de dos moléculas de piruvato, que derivan de una molécula de glucosa de seis carbonos. Captura una pequeña cantidad de la energía almacenada en la glucosa sin necesidad de oxígeno y en el citosol. Implica 10 reacciones secuenciales, donde el producto de una reacción sirve como sustrato para la siguiente, y puede dividirse en dos etapas: Fase preparatoria, cinco reacciones, la glucosa se transforma y se escinde en dos triosas fosfato: gliceraldehído-3-fosfato (G3P) y dihidroxiacetona fosfato (DHAP), mientras se consumen dos moléculas de ATP. Ayuda a activar y preparar la glucosa para su descomposición. Fase de recompensa, cinco reacciones, durante las cuales el G3P se convierte en piruvato. Se libera energía, formándose cuatro moléculas de ATP y dos de NADH+H+, por molécula de glucosa, ya que cada G3P se procesa para producir energía. La serie de reacciones demuestra que se libera más energía de la que se consume, lo que pone de relieve la eficiencia de la glucólisis para extraer energía de la glucosa. 3. DESTINO DEL PIRUVATO La fermentación es anaeróbica, convirtiendo el piruvato en ácido láctico o etanol, liberando menos energía que la respiración celular. En el citosol y utiliza NADH + H+, reduce el piruvato y regenera NAD+, produciendo dos moléculas de ATP por molécula de glucosa oxidada. La respiración celular, es aeróbico como aceptor final de electrones. Transforma cada molécula de piruvato en tres moléculas de CO2 y libera energía, que se captura en ATP. Tres etapas: la descarboxilación oxidativa del piruvato, el ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs) y la cadena de transporte de electrones. El ciclo de Krebs oxida la glucosa a CO2, comienza con acetil-CoA, agua y NAD Y FAD y produce intermediarios como NADH y FADH2, junto con ATP. Cumple funciones tanto catabólicas como anabólicas. La fosforilación oxidativa, produce ATP vinculada a la oxidación de los transportadores de electrones (NADH y FADH2) e incluye dos procesos: la cadena de transporte de electrones y la quimiosmosis. En la quimiosmosis los electrones se mueven por transportadores de membrana mitocondrial, creando un gradiente de protones que impulsa la síntesis de ATP a medida que los protones vuelven a ingresar a la matriz mitocondrial por la ATP sintasa. Cada NADH produce de 2,5 a 3 ATP, y el FADH2 de 1,5 a 2 ATP, más en condiciones aeróbicas que en fermentación. GLUCONEOGÉNESIS Proceso en el que las células generan glucosa por compuestos no carbohidratados. Como fuentes está el ácido láctico, el glicerol y la alanina. El ácido láctico se da por la fermentación láctica como en ejercicios intensos, donde la glucosa se convierte en piruvato. Este ácido láctico, generado en tejidos como los músculos y los glóbulos rojos, se transporta al hígado, donde se transforma en piruvato para facilitar la síntesis de glucosa por el ciclo de Cori, permitiendo un uso compartido de recursos metabólicos entre el hígado y otros tejidos. El ciclo de Cahill o ciclo alanina-glucosa es similar al ciclo de Cori, ya que produce glucosa, pero se activa en períodos de inanición. Los aminoácidos descompuestos en el músculo son utilizados para generar glucosa en el hígado. Esencial para mantener los niveles adecuados de glucosa en la sangre en ayuno prolongado. 4. RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO Vía metabólica alternativa al catabolismo de la glucosa, dos fases. En la fase oxidativa, se obtienen moléculas de NADPH y ribulosa-5-fosfato, involucrando tres reacciones donde se libera NADPH + H+ y se expulsa CO2. El NADPH es crucial para reacciones anabólicas y actúa como antioxidante. La fase no oxidativa son reorganizaciones moleculares de monosacáridos entre cetosas y aldosas, generando ribosa-5-fosfato para ácidos nucleicos y eritrosa-4-fosfato para aminoácidos aromáticos. La regulación de esta ruta se centra en la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, que se inhibe por NADPH + H+ y se activa por glutatión oxidado y glucosa-6-fosfato. Los eritrocitos dependen de NADPH para protegerse del daño oxidativo. Un déficit en esta enzima puede llevar a una anemia hemolítica, aunque algunas poblaciones están protegidas de la malaria por el mismo déficit, ya que el parásito requiere grandes cantidades de NADPH. En cuanto a la glucogenogénesis, consiste en la formación de glucógeno a partir de glucosa, utilizando enzimas específicas (glucógeno sintetasa y enzima ramificante) y UDP-glucosa, y un cebador preexistente. La regulación del metabolismo del glucógeno en el hígado está a cargo de insulina y glucagón, que ajustan los niveles de glucosa en sangre por la activación de rutas que incrementan la producción de glucosa.  TEMA 11: METABOLISMO DE LÍPIDOS 1. CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS Los triglicéridos son fuente de energía en la dieta humana. Para ser absorbidos en el intestino delgado, no pueden atravesar las membranas celulares directamente, por lo que se emulsionan por sales biliares y se hidrolizan por enzimas digestivas, como lipasas y colipasa. Genera glicerol y ácidos grasos libres, que son reensamblados en los enterocitos (células intestinales) para formar triglicéridos, se agrupan en lipoproteínas para su transporte. Los triglicéridos son compuestos anfipáticos, con una parte polar y otra apolar, que les permite interactuar con las membranas celulares y facilitar su absorción. Se destaca que los ácidos grasos insaturados se obtienen por omega 3 y omega 6, que contienen dobles enlaces en posiciones específicas. 1.1. DEGRADACIÓN DE LOS LÍPIDOS DE LOS ALIMENTOS POR ENZIMAS PANCREÁTICAS (REGULADO POR HORMONAS) La digestión de las grasas comienza con la emulsificación, que permite a las enzimas atacar las moléculas lipídicas. Los ácidos biliares actúan como detergentes, reduciendo la superficie de las grasas, lo cual es fundamental ya que los triacilglicéridos (TAG) son demasiado grandes para ser absorbidos por la mucosa intestinal. Para su degradación, la lipasa pancreática i la colipasa, son importantes: la lipasa descompone los TAG en 2-monoacil glicerol y dos ácidos grasos libres, mientras que la colipasa facilita esta acción al contrarrestar los efectos inhibitorios de los ácidos biliares. Los productos son anfipáticos, que les permite atravesar las membranas de los enterocitos, donde se reensamblan en triacilglicéridos en el citoplasma. Además, el colesterol esterasa descompone los ésteres de colesterol en colesterol libre y ácidos grasos, con sales biliares para su actividad óptima. Por último, la fosfolipasa A2, activada por tripsina, es responsable de la degradación de los fosfolípidos, también dependiente de sales biliares para su efectividad. DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LOS TRIGLICÉRIDOS EN EL INTESTINO DELGADO Comienza con su emulsificación por las sales biliares, i la acción de las lipasas intestinales, la lipasa pancreática y colipasa. Los productos de esta digestión, ácidos grasos y monoacilgliceroles, que son anfipáticos. Estos triglicéridos, junto con fosfolípidos y proteínas, se ensamblan en quilomicrones y son transportados por la linfa hacia la circulación sanguínea por exocitosis. Posteriormente, las células musculares y adiposas captan los triacilgliceroles, y los remanentes de quilomicrones son eliminados por el hígado. También, se forman micelas mixtas que permiten el transporte de lípidos hidrófobos por las membranas celulares. Los ácidos grasos de cadena corta o media (menos de 12c) pueden ser absorbidos sin micelas. FORMACIÓN DE QUILOMICRONES Los dos ácidos grasos libres se unen formando triacilglicerol. LIPOPROTEINAS Los lípidos, al ser transportados en el organismo, forman complejos con proteínas apoproteínas, originando las lipoproteínas. La principal lipoproteína generada en el intestino es el quilomicrón, que permite el transporte de lípidos y aminoácidos por la sangre y la linfa. Estas lipoproteínas tienen una estructura con una capa externa anfipática, con fosfolípidos, apoproteínas y colesterol libre, y una capa interior hidrofóbica con triacilglicéridos y colesterol esterificado. Los quilomicrones son vertidos a la linfa y, después a la sangre cerca del corazón, distribuyéndose primero a los tejidos periféricos y luego al hígado, donde se almacenan en músculo y tejido adiposo. Las lipoproteínas se clasifican según su densidad y tamaño: desde los quilomicrones y las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) hasta las de alta densidad (HDL). Con la disminución de triglicéridos en estas lipoproteínas, el porcentaje de proteína y colesterol aumenta, incrementando su densidad QUILOMICRONES no imp Al intestino se hacen muchos quilomicrones y una menor cantidad de lipoproteínas de baja densidad (VLDL), que se liberan a la linfa y distribuidos a los tejidos periféricos sin pasar por la circulación entero-hepática. La lipoproteína lipasa plasmática hidroliza los triglicéridos (TG) en glicerol y ácidos grasos, que son asimilados por adipocitos y miocitos. Esta enzima reconoce la apoproteína C-II, característica de los quilomicrones y VLDL, que facilita la absorción. Cuando los quilomicrones interactúan con los tejidos, pierden triacilglicéridos y se transforman en quilomicrones remanentes, que se envían al hígado para su utilización. LIPOPROTEÍNA LIPASA PLASMÁTICA no imp Los proteoglucanos de la membrana basal de las células endoteliales en los capilares están asociados a la circulación de quilomicrones por los vasos sanguíneos. Estos quilomicrones interactúan con el tejido adiposo y las células musculares que rodean los vasos. La lipasa plasmática, enzima que entra al vaso sanguíneo, actúa sobre los lípidos de los quilomicrones, facilitando su transferencia al tejido adiposo. Esta lipasa es producida por células adiposas, musculares y glándulas mamarias en lactancia. Además, tejidos sintetizan y secretan isoformas de la lipasa lipoproteica (LPL), cada una con una afinidad específica por los triglicéridos. QUILOMICRONES REMANENTES no imp Son lipoproteínas que, tras la acción de la lipoproteína lipasa plasmática (LPL), tienen bajas concentraciones de triglicéridos (TG) y altas de fosfolípidos y apoproteínas, siendo eliminadas por el hígado. Estas lipoproteínas aportan a los tejidos fosfolípidos, colesterol, ácidos grasos y aminoácidos. Las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) se originan en el hígado y transportan TG endógenos, que al ser degradados por la LPL generan lipoproteínas de densidad intermedia (IDL) y LDL, que transportan colesterol por los tejidos extrahepáticos. Y las HDL, con un origen hepático, recogen el exceso de colesterol de los tejidos periféricos y lo llevan al hígado, participando en el transporte inverso de colesterol (RCT). Las HDL son ricas en apoA-I, y desempeñan funciones importantes en la esterificación del colesterol y en la protección antioxidante. Por otro lado, la lipólisis es el proceso de catabolismo de los triglicéridos, que libera glicerol y ácidos grasos como fuente de energía. Está regulado hormonalmente, donde el glucagón y la adrenalina estimulan la acción del triglicérido lipasa intracelular, mientras que la insulina actúa como inhibidor. La movilización de lípidos almacenados en las células adiposas es esencial para el suministro energético del organismo. ÁCIDOS GRASOS no imp Se liberan de los adipocitos y se unen a la albúmina en la sangre, formando complejos de 2 a 4 moléculas de ácidos grasos por cada molécula de albúmina, aunque puede unirse hasta un máximo de 6. Estas uniones permiten que los ácidos grasos se transporten a tejidos que requieren energía, como el hígado, el músculo cardíaco y el músculo esquelético. La energía se obtiene por un proceso conocido como beta-oxidación. En cuanto al glicerol, que se origina de la conversión de este en el hígado, su producto final es el D-Gliceraldehído- 3-fosfato. Este compuesto sale a la sangre y es captado por el hígado mediante varias enzimas, incluyendo glicerol quinasa, glicerol-3 fosfato deshidrogenasa y dihidroxiacetona fosfato. El D-Gliceraldehído-3-fosfato tiene dos destinos principales: participar en la gluconeogénesis o en la vía glucolítica dentro del hígado. DEGRADACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS → BETA – OXIDACIÓN En la matriz mitocondrial y produce acetil-CoA y potencial redox, que ingresan al ciclo de Krebs. Primero, se activa el ácido graso por su esterificación con acetil-CoA, consumiendo ATP. Luego, el acil-CoA se transporta del citosol a la mitocondria gracias a la carnitina, involucrando una lanzadera que facilita este intercambio. En la segunda fase, la entrada al mitocóndrio, la carnitina acil-transferasa transfiero el grupo acilo del acil-CoA a la carnitina para formar acil-carnitina, que cruza la membrana mitocondrial. Dentro, el grupo acilo se vuelve a transferir a CoA por la carnitina acil-transferasa II. La relación entre CoA libre, acil-CoA y acetil-CoA actúa como un indicador del estado energético celular. La tercera, es la β-oxidación misma, que son cuatro pasos que se repiten, en los cuales se van liberando fragmentos de dos carbonos en forma de acetil-CoA. Por cada ciclo, se generan NADH y FADH2, que alimentan la cadena respiratoria para producir ATP. Así, la β-oxidación no solo contribuye a la obtención de energía sino también a la producción de coenzimas reducidas que son esenciales para el metabolismo energético. CASOS ESPECIALES Los ácidos grasos insaturados sufren oxidación por la vía general, pero al llegar a la insaturación, intervienen enzimas específicas como la enoil CoA-isomerasa y la 2,4-dienoil CoA-reductasa. Estas enzimas reposicionan el doble enlace entre los carbonos alfa y beta cuando no está en el carbono dos. En el caso de los ácidos grasos de número impar, la última vuelta de la beta oxidación genera una molécula de ace5l-CoA y un resto de tres carbonos, conocido como propionil-CoA, que se convierte en succinil-CoA, un intermediario del ciclo. de Krebs. Además, se mencionan oxidaciones secundarias en los peroxisomas, donde se produce peróxido de hidrógeno para oxidar cadenas de carbono muy largas. También se describe la alfa- y omega-oxidación, variantes de la beta oxidación, donde el doble enlace se encuentra en el carbono alfa o en el omega; Estos procesos son más rápidos si ocurren simultáneamente, ya que acortan la cadena desde ambos extremos. BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS La capacidad de los animales para almacenar glucosa es limitada, haciendo que la conversión de glucosa en ácidos grasos sea fundamental. Transformando la glucosa en ácidos grasos y luego en triglicéridos, que se almacenan en el tejido adiposo. La biosíntesis no es solo la inversión de la ß-oxidación en el citoplasma. El malonil-CoA, un precursor de tres carbonos, se combina con acetil-CoA para iniciar este proceso. Para la síntesis de ácidos grasos, son necesarios el poder reductor NADPH, de la ruta de las pentosas fosfato, así como la actividad de la enzima málica y el transporte de acetil-CoA desde la mitocondria al citoplasma. FORMACIÓN DEL MALONIL - CoA La formación de acetil-CoA comienza en la mitocondria, donde se genera esta molécula, pero no puede salir de dicho organelo. Para su transporte al citosol, se utiliza el ciclo del citrato-piruvato. En el citosol, la acetil-CoA carboxilasa cataliza la conversión de acetil-CoA y CO2 en malonil-CoA. Regulado hormonamente: la insulina estimula la actividad de la enzima, y el glucagón la inhibe. La acetil-CoA carboxilasa requiere biotina como cofactor y consume ATP, siendo una reacción anabólica que necesita energía. EL ACETIL – CoA TIENE QUE SALIR DE LA MITOCONDRIA → CICLO DEL CITRATO- PIRUVATO El piruvato puede atravesar la membrana interna de la mitocondria entrando en la matriz, y el citrato puede atravesar dicha membrana para salir de la matriz mitocondrial. ÁCIDO GRASO SINTETASA El complejo multienzimático mencionado está compuesto por dos subunidades idénticas y requiere tanto Malonil-CoA, que es un precursor, como NADPH + H+, que da el poder reductor necesario para su función. Este complejo sintetiza ácido palmítico (16:0), que es un ácido graso saturado. Ya producido, el ácido palmítico puede ser transformado en otros ácidos grasos por dos tipos de enzimas: elongasas y desaturasas. Las elongasas alargan la cadena del ácido graso al añadir dos átomos de carbono a partir de Malonil-CoA, y las desaturasas, en el retículo endoplásmico liso (REL), introducen dobles enlaces en posiciones específicas de la cadena de carbono, permitiendo la creación de ácidos grasos insaturados. DESATURACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS En el retículo endoplásmico. Requiere O2, citocromo b5 y NADH + H+. Se oxidan el ácido graso y el NADH. ÁCIDOS GRASOS ESENCIALES Las células de los mamíferos carecen de desaturasas que permitan la introducción de dobles enlaces en posiciones superiores a la C-9, específicamente las desaturasas ∆12 y ∆15, características de las plantas. Por esta limitación, los ácidos grasos poliinsaturados son considerados esenciales, ya que los mamíferos no pueden sintetizar esos dobles enlaces, solo pueden transformarlos por elongasas o introduciendo nuevos dobles enlaces en posiciones inferiores a C-9. Siendo los ácidos grasos linoleico y linolénico indispensables para la salud humana. CUERPOS CETÓNICOS La síntesis de cuerpos cetónicos ocurre en las mitocondrias del tejido hepático a partir de acetil-CoA, cuando la beta-oxidación de los ácidos grasos sobrepasa la capacidad del ciclo de Krebs para oxidar el acetil-CoA, lo que suceder en ayuno. Estos cuerpos cetónicos se distribuyen por el sistema circulatorio y son utilizados como fuente de energía por diversos tejidos, como el corazón y los músculos, contribuyendo al ahorro de glucosa. Los animales carecen del ciclo del glioxilato, impidiendo convertir ácidos grasos en carbohidratos, limitándose a usar acetil-CoA para obtener energía. La cetogénesis, el proceso de formación de cuerpos cetónicos, implica la condensación enzimática de moléculas de acetil-CoA. En periodos prolongados de ayuno, cuando las reservas de glucógeno se agotan y los niveles de glucosa en sangre disminuyen, varios tejidos, incluido el cerebro, comienzan a utilizar ácidos grasos y cuerpos cetónicos para su funcionamiento. Sin embargo, un aumento excesivo de estos cuerpos puede llevar a la cetoacidosis, un trastorno grave asociada con síntomas como náuseas, vómitos y dolor abdominal, con especial en personas diabéticas, lo que puede poner en riesgo la vida. SÍNTESIS DE COLESTEROL En el citoplasma y se inicia con moléculas de acetil-CoA, desarrollándose en tres etapas. La primera consiste en la síntesis de isoprenos activados. Posteriormente, en la segunda, seis de estos isoprenos se condensan para formar escualeno, una molécula lineal compuesta por 30 carbonos. Finalmente, en la tercera etapa, el escualeno sufre un proceso de ciclación que resulta en la formación de lanosterol, también de 30 carbonos, que es posteriormente convertido en colesterol, una molécula con 27 carbonos. EL METABOLISMO DE LÍPIDOS Y CARBOHIDRATOS ESTÁN RELACIONADOS A DISTINTOS NIVELES no La síntesis de ácidos grasos ocurre en el citoplasma a partir de acetil-CoA, que se genera en la mitocondria. Dado que la membrana interna de la mitocondria es impermeable a la acetil-CoA, este compuesto se transporta al citoplasma en forma de citrato, que se produce por el oxalacetato en el ciclo del ácido cítrico, especialmente cuando las células requieren poca energía y la β-oxidación está suprimida. En el citoplasma, el citrato se descompone en oxalacetato y acetil-CoA. En alta demanda energética, los ácidos grasos se trasladan a la mitocondria como derivados de acil-carnitina, donde la acil-CoA se convierte nuevamente en acetil-CoA por β-oxidación. El metabolismo de los ácidos grasos está regulado por hormonas como el glucagón y la epinefrina, como por metabolitos como el citrato, malonil-CoA y palmitoil-CoA. Hay una interrelación entre el metabolismo de ácidos grasos y carbohidratos, ya que el piruvato, producto de la glucólisis, es un precursor del acetil-CoA. Parte del NADPH necesario viene de reacciones en la vía de las pentosas fosfato. METODOLOGÍA ANALÍTICA no imp Centrifugación, dispensación de volúmenes a través de pipeta y espectrofotometría. ESPECTROFOTOMETRÍA no imp Técnica analítica que permite cuantificar la absorción de luz por una sustancia química al medir la intensidad de un haz luminoso que atraviesa una solución. Se fundamenta en la ley de Beer-Lambert y puede aplicarse para determinar la concentración de un producto químico conocido en una muestra. COLESTEROL TOTAL no imp La determinación del colesterol total incluye todas las fracciones lipoproteicas presentes en el suero. Para medir específicamente el colesterol de HDL, se utiliza un método de precipitación química que separa y cuantificar las VLDL, IDL y LDL, teniendo el colesterol presente en el sobrenadante. Adicionalmente, es posible evaluar los triglicéridos de todas las fracciones lipoproteicas para un análisis más completo del perfil lipídico.  TEMA 12: METABOLISMO DE LOS COMPUESTOS NITROGENADOS 1. FIJACIÓN DEL NITRÓGENO no imp Aunque abundante en la atmósfera en su forma N2, es inerte y estable que los seres humanos no pueden fijar por falta de los enzimas necesarios. Dependemos de ciertos organismos, como las bacterias nitrificantes, que pueden convertir N2 atmosférico en formas utilizables de nitrógeno, como NH3 o NH4+. Los animales, incluyéndonos, obtienen el nitrógeno por la dieta. Aunque esencial, en exceso, el nitrógeno puede ser tóxico. En el organismo, hay un constante intercambio de compuestos nitrogenados, donde las proteínas se descomponen en aminoácidos simples que las células pueden absorber. Estos aminoácidos se utilizan para sintetizar nuevas proteínas o formar otros compuestos nitrogenados. 2. DEGRADACIÓN DE PROTEÍNAS no imp Se analiza en dos contextos: el tracto digestivo, donde se descomponen las proteínas exógenas de la dieta, y el interior de la célula, el recambio proteico, donde se procesan las proteínas endógenas. Este recambio recicla aminoácidos de proteínas que ya no son necesarias, formándose nuevas proteínas y otras biomoléculas, y la eliminación de aminoácidos dañados. La biosíntesis resultante contribuye a la funcionalidad y salud celular. 3. TRACTO DIGESTIVO: PRINCIPALES ENZIMAS DIGESTIVOS no imp La digestión de las proteínas en la dieta se facilita por su desnaturalización en el estómago por el pH ácido generado por la secreción de HCl, que permite que las enzimas actúen mejor. Este proceso implica la ruptura de enlaces débiles, resultando en cadenas de proteínas lineales. Después, se lleva a cabo la hidrólisis proteica, donde se rompen los enlaces peptídicos, generando péptidos cortos, dipéptidos y aminoácidos libres, que son absorbibles por los enterocitos, las células epiteliales del intestino. Para realizar esta hidrólisis, se liberan enzimas digestivas en forma de zimógenos, que son proenzimas inactivas que requieren activación secuencial, ya sea por cambios en el pH o por proteólisis parcial. 4. TRACTO DIGESTIVO: DIGESTIÓN DE PROTEÍNAS no imp La digestión de las proteínas se inicia en el estómago, sigue con un proceso significativo en el intestino y concluye en el enterocito. Este proceso involucra dos tipos de enzimas: las endopeptidasas, que rompen los enlaces dentro de la cadena polipeptídica, y las exopeptidasas, que actúan en los extremos de las cadenas. Dentro de las exopeptidasas se pueden clasificar las carboxipeptidasas, que atacan el extremo carboxilo, y las aminopeptidasas, que actúan sobre el extremo amino. 5. RECAMBIO PROTEICO La degradación intracelular de proteínas, proteólisis, recicla o elimina aminoácidos. Puede ocurrir en los lisosomas y el citoplasma. La proteólisis lisosómica se lleva a cabo en vesículas especializadas llamadas lisosomas, que operan a un pH ácido (5) y con enzimas digestivas como las catepsinas, que degradan las proteínas. Por otro lado, la proteólisis citoplásmica se realiza por proteasas dependientes de Ca2+, como la calpaína, que actúan a pH neutro, o a través del proteosoma, un complejo multienzimático que degrada específicamente proteínas marcadas con ubiquitina. 6. RECAMBIO PROTEICO: DEGRADACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS En la primera fase, el nitrógeno se elimina para prevenir la formación de amoníaco (NH3), que es tóxico para el organismo, especialmente para el cerebro. El amoníaco interfiere en el intercambio iónico de las membranas neuronales y, en presencia de glutamato, generan compuestos tóxicos que llevan al edema cerebral. Además, el NH3 bloquea el ciclo de Krebs al convertir α-cetoglutarato en glutamato, que interfiere con el metabolismo celular. En individuos sanos, la ingesta de nitrógeno por proteínas debe equilibrarse con su excreción, siendo la urea el principal producto de desecho nitrogenado, eliminándose por la orina. Este compuesto, producido mayormente en el hígado mediante el ciclo de la urea, permite la detoxificación del amoníaco. Normalmente, la concentración de amoníaco en la sangre es baja, entre 30 y 60 µM, y se elimina rápidamente, mientras que el nitrógeno circula predominantemente en forma de aminoácidos, especialmente alanina y glutamina. TRANSAMINASAS (AMINOTRANSFERASAS) Existen numerosas, cada una asociada a un aminoácido, siendo dos de ellas relevantes en la valoración de la función hepática: la Glutamato oxalacetato transaminasa (GOT) o Aspartato aminotransferasa (AST) y la Glutamato piruvato transaminasa (GPT) o Alanina aminotransferasa (ALT). Estas son fundamentales tanto en procesos anabólicos como catabólicos de los aminoácidos y su presencia en el plasma puede indicar daño en los hepatocitos, ya que se liberan al torrente sanguíneo cuando estas células hepáticas están comprometidas. DESAMINACIÓN Las estrategias de eliminación del nitrógeno en los organismos se dividen en tres categorías. Los organismos amonióticos, como los peces óseos, permiten que el amoníaco difuso directamente desde la sangre al aparato excretor. En contraste, los uricotélicos, son aves y reptiles, producen ácido úrico que se precipita y excreta. Por su parte, los ureotélicos, como tiburones, tortugas, anfibios y mamíferos, transforman el amonio en urea en el hígado, la cual es transportada a los riñones y excretada en la orina. La desaminación del glutamato es importante en la eliminación del nitrógeno, en la mitocondria por la enzima glutamato deshidrogenasa. Este proceso es reversible y permite tanto la incorporación de amoníaco al glutamato como su liberación. El glutamato, a su vez, puede captar nitrógeno de otros aminoácidos por transaminación, generando amoníaco que participa en el ciclo de urea. La asparagina y la glutamina son aminoácidos que contienen amidas del grupo R, las cuales pueden ser desaminadas para liberar NH4+. La asparaginasa convierte la asparagina en aspartato y NH4+, mientras que la glutaminasa transforma la glutamina en glutamato y NH4+. Este último, especialmente en el riñón, facilita la excreción del ion amonio en la orina, donde se combina con ácidos metabólicos para su eliminación efectiva. FUNCIÓN DE LA GLUTAMINA Y CICLO DE LA UREA La glutamina es crucial en el metabolismo celular, sintetizando proteínas en los músculos, donde ayuda a inhibir la degradación proteica. En el hígado, para la gluconeogénesis, síntesis de glucógeno y producción de purinas, pirimidinas y glicosaminas. En el riñón, la glutamina se utiliza como sustrato para la producción de amonio. En condiciones normales, el balance de nitrógeno se mantiene constante. En el contexto del ciclo de la urea, se destaca la síntesis de carbamoilfosfato, que produce arginina y su posterior ruptura para formar urea. Los grupos amino que forman la urea vienen de dos vías: uno se origina en la matriz mitocondrial por el amonio del glutamato y CO2, utilizando ATP y catalizado por la carbamoil-fosfato sintetasa; el otro del aspartato, producto de la transaminación del glutamato. ELIMINACIÓN DEL ESQUELETO CARBONATADO Los aminoácidos se clasifican en glucogénicos y cetogénicos según los productos de su degradación. Los aminoácidos glucogénicos, producen piruvato o compuestos intermediarios del ciclo de Krebs, pueden convertirse en oxalacetato, lo que los habilita para la síntesis de glucosa mediante gluconeogénesis. Por otro lado, los aminoácidos cetogénicos, que se transforman en acetil CoA o acetoacetato, pueden desviarse hacia la formación de cuerpos cetónicos, ser utilizados en la síntesis de lípidos o liberarse en el torrente sanguíneo para su eliminación. Ejemplos de aminoácidos cetogénicos son la leucina y la lisina. 7. SÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS La fijación biológica del nitrógeno es fundamental, lo utilizan en forma de amoníaco (NH3) o ion amonio (NH4+), obtenido por la acción de bacterias nitrificantes y la descomposición de grupos amino en compuestos orgánicos. Este proceso forma importantes compuestos como carbamoil-sulfato, glutamato, glutamina y asparagina, siendo necesario un alto consumo de energía (16 ATP) para unir moléculas de nitrógeno. Hay enfermedades relacionadas con el metabolismo de aminoácidos. La homocistinuria se caracteriza por la acumulación de fenilalanina por deficiencias en enzimas específicas, provocando alteraciones esqueléticas. La fenilcetonuria es un déficit hereditario que obstruye la conversión de fenilalanina en tirosina, afectando el desarrollo cognitivo. El albinismo resulta de un defecto en la producción de melanina, mientras que la enfermedad de Hartnup afecta el transporte de aminoácidos, causando síntomas como pelagra. Finalmente, la enfermedad del jarabe de arce se identifica por la excreción de cetoácidos e hidroxiácidos ramificados. Los derivados de aminoácidos, el triptófano genera serotonina, que regula el estado de ánimo y el sueño, y melatonina, influye en los ritmos circadianos. El glutámico da lugar al GABA, neurotransmisor inhibitorio. La tirosina produce catecolaminas y hormonas tiroideas. Otros compuestos activos derivan de serina y glicina, para la síntesis de membranas biológicas y otros metabolitos. La síntesis del grupo hemo y porfirinas comienza con glicina en animales, y la creatina, para la función muscular, se forma en el hígado por glicina y arginina. 8. METABOLISMO DE LOS NUCLEÓTIDOS Dos rutas para su síntesis y degradación. Las rutas de salvamento se centran en el reciclaje de nucleótidos ya existentes, constituyendo la principal fuente de nucleótidos en organismos superiores. Estas rutas están interconectadas con las vías de degradación, utilizando productos intermedios para crear nuevos nucleótidos. Por otro lado, la síntesis de nuevo produce ribonucleótidos a partir de la ribosa-5-fosfato y bases nitrogenadas recién formadas, donde cada átomo de las bases proviene de compuestos diferentes. La degradación, los ácidos nucleicos en los alimentos se descomponen en el duodeno por las nucleasas pancreáticas y fosfodiesterasas intestinales, produciendo nucleótidos que son hidrolizados a nucleósidos para su absorción en la mucosa intestinal. Este proceso da lugar a bases nitrogenadas libres y ribosa, o ribosa-1- fosfato, por nucleosidasas y fosforilasas. La mayoría de las bases absorbidas se degradan a ácido úrico, que se excreta por orina, que contribuye a la aparición de gota. Asimismo, la flora intestinal metaboliza parte de las purinas ingeridas; pero, el reciclaje de nucleótidos por la dieta es limitado. La degradación de nucleótidos de pirimidina (C, T y U) y de purina (A y G) sigue rutas específicas que completan este proceso metabólico.  TEMA 13: RELACIONES ENTRE LOS ÓRGANOS EN EL METABOLISMO 1.INTEGRACIÓN DEL METABOLISMO Cada tejido y órgano exhibe una expresión diferencial de genes y proteínas que les confiere características únicas y desempeña funciones especializadas y coordinadas para mantener la homeostasis. También se explica que estos tejidos tienen diferentes necesidades metabólicas según su función, lo que implica un tráfico de metabolitos entre ellos y una regulación para lograr una función coordinada, a menudo mediada por sistemas endocrinos y nerviosos. Además, se aborda el proceso de señalización intercelular, que involucra la interacción de moléculas inductores secretadas, receptores específicos en la membrana celular y cascadas de transducción en el citoplasma, hasta llegar a generar cambios en la expresión génica dentro del núcleo de la célula receptora. 2. ESPECIALIZACIÓN METABÓLICA Muchos pocos tejidos pueden llevar a cabo todas las reacciones a una velocidad significativa. En una célula dada, solo tienen lugar (a una velocidad significativa) una pequeña proporción de todas las posibles reacciones metabólicas. Cerebro El tejido nervioso tiene una tasa respiratoria elevada. Constituyendo el 2% de la masa corporal, pero consume un 20% del oxígeno total en reposo. La bomba La+/K+-ATPasa consume mucha energía. En condiciones habituales la glucosa es el principal combustible del cerebro. En ayunas prolongado puede cambiar gradualmente al uso de los cuerpos cetónicos. Las células cerebrales almacenan muy poco glucógeno => necesitan un suministro sostenido de glucosa de la sangre. Con glucemia en mitad de la normal => disfunción cerebral; si es muy menor, coma y muerte. Músculo esquelético Los principales combustibles para el músculo son la glucosa, los ácidos grasos y los cuerpos cetónicos. En condiciones de reposo y alimentación adecuada, el músculo sintetiza glucógeno en depósitos que representan entre el 1% y el 2% de su masa total. Aunque la glucosa puede metabolizarse anaeróbicamente, los ácidos grasos no lo permiten, y el músculo carece de la enzima glucosa-6-fosfatasa, lo que le impide exportar glucosa y participar en la gluconeogénesis, limitando su metabolismo de carbohidratos solo a su propio uso. La contracción muscular se apoya en la hidrólisis de ATP, que requiere un sistema de regeneración ya sea aerobio o anaerobio, siendo la respiración celular (ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa) la principal fuente de ATP. Durante el reposo, el músculo esquelético consume aproximadamente el 30% del oxígeno corporal, cifra que aumenta significativamente durante el ejercicio intenso. La fosforilación oxidativa es crucial para ejercicios que duran más de 1-2 minutos, a pesar de ser más lenta que la glucólisis. En momentos de contracción, el ATP se regenera inicialmente mediante la reacción de fosfocreatina con ADP. Sin embargo, en esfuerzos máximos, el suministro de fosfocreatina es breve y el músculo recurre a la glucólisis, produciendo lactato, que ayuda a reducir la carga respiratoria del músculo. Esta acumulación de lactato puede llevar a la fatiga muscular tras aproximadamente 20 segundos de esfuerzo máximo, debido al descenso del pH por la acumulación de dicho compuesto. Músculo cardíaco Difiere del esquelético en tres aspectos: 1. Trabaja de manera continua -> menor variación del trabajo realizado. 2. Es un músculo principalmente aeróbico, tiene una enorme cantidad de mitocondrias que pueden ocupar hasta el 40% del volumen citoplasmático. 3. Posee cantidades negligibles de glucógeno o lípidos, aunque sí una pequeña cantidad de creatina fosfato. Puede metabolitzar ácidos grasos, cuerpos cetónicos, glucosa, piruvato o lactato. En reposo los ácidos grasos son el combustible de elección. Durante trabajo intenso, aumenta en gran medida su consumo de glucosa. Tiene que recibir una aportación ininterrumpida de oxígeno y combustibles (tiene muy poco glucógeno). Tejido adiposo Es el depósito de combustible de un animal. Los triglicéridos almacenados en un adulto de tamaño medio. Adipocito especializado en la síntesis y degradación continua de TG. Degradación controlada mediante enzima lipasa, sensible a hormonas. Carecen de enzima glicerol quinasa, por el que requieren el catabolismo de glucosa para que tenga lugar la síntesis de triglicéridos (formación de dihidroxiacetona fosfato para su reducción a glicerol-3-fosfato). Glóbulos rojos Los glóbulos rojos maduros carecen de orgánulos intracelulares, teniendo únicamente enzimas metabólicas en el citoplasma. Su capacidad de producir ATP se limita a la glucólisis, la cual es esencial para diversas funciones, como el transporte de iones Na+ y K+ a través de la membrana celular, la fosforilación de proteínas de membrana y las fases iniciales de la glucólisis. En el citosol, además de la hemoglobina, se encuentran los enzimas necesarios para prevenir y reparar daños causados por especies reactivas de oxígeno, así como para la generación de energía. Para que la hemoglobina se una al oxígeno, el hierro debe estar en su forma ferrosa (II), ya que las especies reactivas pueden oxidar este hierro a su forma férrica, conocido como metahemoglobina. A través de un proceso enzimático que requiere NADH, la metahemoglobina puede ser convertida nuevamente en hemoglobina. Parte del NADH generado durante la glucólisis se utiliza para esta regeneración, mientras que del 5 al 10% de la glucosa consumida por el glóbulo rojo se destina a la producción de NADPH, necesario para mantener la molécula de glutatión en estado reducido. Hígado El hígado desempeña un papel crucial en la compensación metabólica del organismo, regulando niveles de glucosa y sintetizando colesterol, triglicéridos y urea. Actúa como centro de recepción y reciclaje de moléculas, participando en la desintoxicación de metabolitos y compuestos xenobióticos. En cuanto a la biosíntesis, es el principal sitio de producción de proteínas como la albúmina y factores de coagulación, requiriendo una gran cantidad de NADPH debido a la alta generación de especies reactivas de oxígeno. Su consumo energético es elevado, utilizando alrededor del 20% del oxígeno total del cuerpo. El hígado tiene la capacidad de oxidar etanol, convirtiéndolo en acetato y luego en acetilo-CoA, y tras una comida rica en carbohidratos, utiliza glucosa, galactosa y fructosa como principales fuentes de energía. Durante el ayuno nocturno, los ácidos grasos se convierten en el principal combustible, y los aminoácidos pueden ser transformados en glucosa, con el amonio resultante eliminado a través del ciclo de la urea.