Metabolismo Energético: Catabolismo, Reacciones Redox y Liberación de Energía

Características y Producción de Energía del Metabolismo

El Catabolismo: Fase Degradativa y Generación de Energía

El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo en la cual se obtiene energía. Las reacciones catabólicas liberan energía porque las sustancias iniciales poseen una energía libre significativa. La energía libre de una sustancia aumenta cuanto mayor sea la energía acumulada en los enlaces químicos de sus moléculas y cuanto menor sea su grado de desorden.

En las vías catabólicas, se pasa de una sustancia inicial a otras que tienen menor energía libre. En estas reacciones, la energía liberada se debe a los electrones que forman los enlaces de las moléculas iniciales, los cuales pierden energía libre al pasar a formar los enlaces de las moléculas finales.

Reacciones Redox en el Catabolismo

Las reacciones catabólicas son fundamentalmente reacciones de transferencia de electrones (reacciones redox):

• Si una sustancia se oxida, pierde electrones.
• Debe haber otra sustancia que los acepte, es decir, que se reduce.

Definiciones clave en este proceso:

• El agente oxidante es la sustancia que provoca que otra pierda electrones (se oxida).
• El agente reductor es la sustancia que provoca que otra gane electrones (se reduce).

Liberación Gradual de Energía en el Catabolismo

En el catabolismo, la energía se libera de forma gradual y se almacena como energía química. La producción gradual de energía química es posible gracias a las siguientes características:

Características de la Liberación Energética

1. Reacciones Sucesivas: En el catabolismo, las reacciones ocurren una después de otra, y cada una de ellas es catalizada por una enzima distinta.
2. Transporte de Hidrógenos: Los electrones de la glucosa no pasan directamente a los átomos de oxígeno. En las primeras etapas del catabolismo, viajan junto con protones, constituyendo átomos de hidrógeno, que son transferidos a una coenzima, como el $ ext{NAD}^+$.
3. Cadena Transportadora de Electrones (CTE): La coenzima $ ext{NADH}$ no cede sus electrones directamente al oxígeno, sino que los transfiere a una cadena transportadora de electrones.

Tipos de Catabolismo

Existen dos grandes vías catabólicas principales basadas en el destino final de los electrones:

Respiración

En este proceso interviene la cadena transportadora de electrones. Se distingue según el agente oxidante final:

• Aeróbica: El agente oxidante final es el oxígeno molecular ($ ext{O}_2$).
• Anaeróbica: El agente oxidante final no es el oxígeno molecular.

Fermentación

En la fermentación no interviene la cadena transportadora de electrones.