Procesos Metabólicos Celulares y Humanos: Catabolismo, Anabolismo y Regulación Energética

Metabolismo

El metabolismo son las reacciones químicas que tienen lugar en las células de un organismo.

Estas reacciones se utilizan para:

• Extraer energía de los nutrientes.
• Utilizar la energía para realizar un trabajo.
• Almacenar el exceso de energía para utilizarlo más tarde.

El metabolismo se divide en catabolismo y anabolismo.

• El catabolismo son reacciones donde se degradan biomoléculas para producir energía. Por ejemplo, la respiración celular.
• El anabolismo son reacciones que necesitan energía y producen la síntesis de biomoléculas grandes. Por ejemplo, la fotosíntesis, que forma glucógeno a partir de glucosa.

En las células se dan a la vez reacciones anabólicas y catabólicas. La energía que se desprende en las reacciones del catabolismo o la que se almacena en las biomoléculas, se mide en kilocalorías (kcal).

1 kcal = 1000 calorías (C).

Caloría (C): energía necesaria para elevar un grado Celsius la temperatura de un litro de agua.

El metabolismo es un conjunto de reacciones químicas coordinadas que forman vías o rutas metabólicas.

Las células regulan sus rutas metabólicas de 5 maneras:

• Controlando la concentración de enzimas.
• Mediante la inhibición por retroalimentación, donde el producto final de una ruta metabólica inhibe su síntesis.
• Utilizando dos enzimas diferentes para catalizar las reacciones reversibles.
• Aislando las enzimas dentro de los orgánulos intracelulares. Esto permite realizar a la vez varias rutas metabólicas.
• Manteniendo una relación adecuada entre el ATP y el ADP. Cuando los niveles de ATP son elevados, disminuye la producción de ATP. Un ser humano adulto en reposo necesitaría almacenar 40 kg de ATP para tener la energía necesaria para mantener su actividad metabólica. Esta cantidad es mayor de la que nuestras células pueden almacenar, por lo que la energía se tiene que obtener degradando biomoléculas, por ejemplo, glucosa o glucógeno.

Metabolismo en el Cuerpo Humano

El metabolismo en el cuerpo humano se divide en dos estados.

• Estado posprandial o absortivo: es el periodo después de una comida, cuando los productos de la digestión son absorbidos y utilizados.

Es un estado anabólico. El destino de una molécula absorbida depende de si es un hidrato de carbono, una proteína o una grasa.

Los ácidos grasos se encuentran principalmente en el plasma sanguíneo y pueden ser utilizados como fuente de energía por muchos tejidos, pero también son fácilmente almacenados como grasas (triglicéridos) en el tejido adiposo. La glucosa es el combustible principal del cerebro. Si el nivel de glucosa desciende por debajo de cierto nivel, solo el cerebro tiene acceso a la glucosa. Esta medida de regeneración asegura que el cerebro tenga una parte suficiente de energía. El exceso de glucosa se almacena como glucógeno, proceso llamado glucogenogénesis.

Si las concentraciones de glucosa en el plasma sanguíneo disminuyen, el cuerpo degrada glucógeno (glucogenolisis) y se libera glucosa. De esa forma, las concentraciones de glucosa en el plasma se mantienen en unos márgenes estrechos. Si la regulación fracasa y la glucosa del plasma supera unos niveles determinados, como sucede en la diabetes, el exceso de glucosa se elimina por la orina.

Los aminoácidos que ingerimos, procedentes de las proteínas que tomamos, se utilizan sobre todo para fabricar proteínas, pero si el ingreso de aminoácidos es bajo, se pueden convertir en glucosa mediante la vía llamada gluconeogénesis.

La gluconeogénesis y la glucogenolisis constituyen fuentes importantes de glucosa durante los periodos de ayuno.