BLOQUE II: El sistema de aporte y utilización de energía Tema 2. Fundamentos del metabolismo energético A. El metabolismo humano: conceptos de catabolismo y anabolismo. B.-Principales vías metabólicas de obtención de energía. C. Metabolismo aeróbico y anaeróbico D. Metabolismo energético y actividad física. E.-Fisiología de la fatiga y la recuperación.
En una ruta metabólica se lleva a cabo una reacción química sobre una sustancia que se convierte en otra por la acción de unas proteínas importantísimas para la célula: las enzimas Veamos un ejemplo
Un ejemplo de ruta metabólica: la glicólisis
Las rutas pueden ser lineales, cíclicas
Esquema de las principales rutas metabólicas
En esta maraña de reacciones podemos distinguir dos tipos de reacciones diferentes
La sustancia química que actúa como moneda energética es el llamado Adenosín Trifosfato (ATP)
Cuando la célula necesita energía descompone el ATP: ATP ADP + P i + Energía Cuando una reacción química genera energía la célula la guarda en forma de ATP Energía + ADP + P i ATP
Energía contenida en los nutrientes Glúcidos Grasas Proteínas O Productos pobres en energía Energía Química Macromoléculas Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos O Moléculas precursoras Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos Bases nitrogenadas
La glucosa es el principal combustible celular se va a oxidar en varias etapas en la célula de forma que la energía queda en forma de ATP La reacción general será parecida a la anterior: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + E El otro combustible son las grasas, o triglicéridos que pueden ser oxidados de forma semejante, produciendo CO 2 y H 2 O, pero en este caso generan más energía
Veamos en primer lugar la ruta metabólica que conduce a la degradación de una molécula de glucosa: 1ª ETAPA: GLICÓLISIS. Se lleva a cabo en el citoplasma celular. Son nueve reacciones que conducen desde la glucosa hasta 2 moléculas de ácido pirúvico. 1 molécula con 6 átomos de carbono orgánico ricos en energía 2 moléculas de 3 átomos de carbono orgánico ricos en energía No requiere Oxígeno. Sólo genera 2 moléculas de ATP +
En condiciones normales ( en presencia de oxígeno) el ácido pirúvico va a entrar en la mitocondria y se va a convertir en otra sustancia, el acetil Coenzima A 2ª ETAPA RESPIRACIÓN CELULAR. Discurre ya en la mitocondria, consta a su vez de varios procesos consecutivos: Ciclo de Krebs Cadena de transporte electrónico Fosforilación oxidativa En la respiración celular es donde se produce la mayor parte de la energía: hasta 36 ATPs más
Ácido pirúvico Acetil CoA CO 2 Carbono inorgánico Pobre en energía Ciclo de Krebs CO 2 CO 2 O 2 Poder reductor CADENA DE TRANSPORTE ELECTRÓNICO Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA ATP H 2 O
Glicólisis Respiración celular ATP
Glicerina Glicerina Fundamentos del metabolismo energético El otro combustible son las grasas que se convierten en Ácidos grasos. +
Los ácidos grasos en la célula pasan a la mitocondria y se incorporan a una ruta metabólica llamada β Oxidación de los ácidos grasos que produce más Acetil Coa
Los aminoácidos de las proteínas también se pueden oxidar para producir energía incorporándolos en diferentes puntos del catabolismo. Previamente han de sufrir un proceso de eliminación del grupo amino lo cual genera una sustancia tóxica, el NH 3, que debe ser eliminado del medio celular Desaminación Aminoácidos Amoniaco
RESUMEN DE LOS PROCESOS QUE FORMAN PARTE DEL CATABOLISMO ENERGÉTICO
El destino del ácido pirúvico depende de la disponibilidad de O 2 Glucosa Glicólisis Ac Pirúvico O 2 Aerobiosis CO 2 Acetil CoA Respiración celular
El destino del ácido pirúvico depende de la disponibilidad de O 2 Glucosa Glicólisis Ac Pirúvico Fermentación alcohólica Etanol + 2 CO 2 Anaerobiosis (Sin O 2 ) Fermentación láctica Ácido láctico
Deuda de O 2 y ciclo de Cori En condiciones de falta de O 2 el músculo puede funcionar un tiempo produciendo lactato que es convertido de nuevo en el hígado en glucosa. Glucosa Glucosa Lactato MÚSCULO SANGRE Lactato Glucosa Lactato HÍGADO