Metabolismo Celular: Catabolismo, Anabolismo y Rutas de Obtención de Energía

Metabolismo: Transformaciones Químicas y Energéticas

El metabolismo es el conjunto de transformaciones químicas y energéticas que ocurren en los seres vivos, en las cuales participan activamente las enzimas.

Rutas y Metabolitos

Una ruta o vía metabólica es un proceso formado por una cadena de reacciones enzimáticas sucesivas, donde el producto de una reacción es el sustrato de la siguiente. Cada una de las sustancias que interviene en la ruta metabólica se denomina metabolito.

Procesos Fundamentales del Metabolismo

El metabolismo se distingue en dos procesos antagónicos:

Catabolismo

Es la descomposición (degradación) de moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas. Este proceso libera energía, la cual se utilizará para las reacciones del anabolismo.

• Tipo de reacción: Exergónica (libera energía).
• Naturaleza química: Oxidativa o de combustión (pérdida de electrones o hidrógenos).

Anabolismo

Es la síntesis de moléculas más o menos complejas a partir de otras más sencillas. Mediante este proceso, las células fabrican sus propias moléculas para su renovación, crecimiento o acumulación de sustancias de reserva.

• Tipo de reacción: Endergónica (requiere o consume energía).
• Naturaleza química: Reducción (ganancia de electrones o hidrógenos).

El anabolismo y el catabolismo son reacciones antagónicas. El conjunto de ambos procesos se conoce como reacciones redox (reacciones de óxido-reducción).

Catabolismo: Obtención de Energía

El catabolismo es una degradación oxidativa de moléculas orgánicas cuya finalidad es la obtención de energía necesaria para que las células realicen sus funciones vitales. En la degradación se van perdiendo electrones (e^-) que son aceptados por otras moléculas.

La célula debe disponer de una última molécula a la que pueda ceder los e^- o los hidrógenos desprendidos en las rutas de oxidación.

Clasificación según el Aceptor Final de Electrones

1. Respiración (Aceptor Inorgánico)

Si el último aceptor de electrones es una molécula inorgánica, el proceso se conoce como respiración:

• Catabolismo Aeróbico: El aceptor final de e^- es el oxígeno (O₂).
• Catabolismo Anaeróbico: El aceptor final es una molécula inorgánica distinta del O₂, como el nitrato (NO₃^-) o el sulfato (SO₄^2-).

2. Fermentación (Aceptor Orgánico)

Si el último aceptor de electrones es una molécula orgánica, el proceso se denomina fermentación. Hay dos tipos principales:

• Fermentación Láctica: Produce ácido láctico (ejemplo: bacterias del yogur).
• Fermentación Etílica: Produce alcohol (etanol).

Los humanos solo realizan el catabolismo aeróbico y, en situaciones extremas (como ejercicio intenso), recurren a la fermentación láctica.