miércoles, 25 de abril de 2018
martes, 10 de abril de 2018
lunes, 9 de abril de 2018
miércoles, 4 de abril de 2018
martes, 3 de abril de 2018
Compartimentación celular
A diferencia de la célula procariota,
que generalmente consta de un solo compartimiento rodeado por la membrana
plasmática, la célula eucariota está subdividida en compartimientos rodeados
por membrana, que son funcionalmente distintos. Cada compartimiento u orgánulo
(u organela) contiene su propia dotación de enzimas, otras moléculas
especializadas y un complejo sistema de distribución que transporta
específicamente los compuestos de un compartimiento a otro. Por lo tanto, la
compartimentación, o subdivisión celular en compartimientos, conduce a la
especialización funcional.
Las proteínas confieren a cada
compartimiento sus propiedades estructurales y funcionales. Catalizan las
reacciones que tienen lugar en cada orgánulo y transportan selectivamente
pequeñas moléculas hacia dentro y hacia fuera del interior del orgánulo o
lumen. También actúan como marcadores específicos de superficie de las
organelas que dirigen el destino de proteínas y de lípidos al orgánulo
apropiado.
Todas las células eucariotas tienen la
misma dotación básica de orgánulos rodeados de membrana. Muchos procesos
bioquímicos vitales ocurren en, o sobre, superficies de membrana. Por ejemplo,
el metabolismo lipídico catalizado por enzimas unidas a membranas; o la
fosforilación oxidativa (formación de ATP) y la fotosíntesis, que requieren de
una membrana semipermeable para acoplar el transporte de protones H+ con la
síntesis del ATP.
Dado que la bicapa lipídica de los
orgánulos de membrana es impermeable a la mayoría de las moléculas hidrofílicas,
la membrana de cada orgánulo ha de disponer de proteínas transportadoras
encargadas de la importación o exportación de determinados metabolitos.
Asimismo, ha de tener un mecanismo de importación y de incorporación al
orgánulo de las proteínas características de dicho orgánulo.
1. TODAS LAS CÉLULAS EUCARIOTAS TIENEN UNA COLECCIÓN BÁSICA DE
ORGÁNULOS CELULARES RODEADOS DE MEMBRANA.
1.1. NÚCLEO.
Contiene el genoma celular y es el lugar
más importante de síntesis de ácidos nucleicos.
1.2. CITOPLASMA.
Contiene:
– CITOSOL: ocupa el 50% del volumen celular y es
donde se produce la síntesis de proteínas y la mayoría de las reacciones
bioquímicas de la célula.
– RE: es un sistema de membranas que equivale a la
mitad de las membranas de la célula. En su cara citoplasmática hay ribosomas,
donde se sintetizan las proteínas integrales de membrana y proteínas solubles
para la excrección. Produce los lípidos de la célula.
– COMPLEJO DE GOLGI: recibe lípidos y proteínas del
RE, y los distribuye hacia diferentes destinos intracelulares, generalmente
modificándolos covalentemente durante su viaje.
– MITOCONDRIA: genera la mayor parte del ATP que
consume la célula.
– LISOSOMAS: presentan enzimas digestivas que
degradan orgánulos muertos, macromoléculas y partículas endocitadas.
– PEROXISOMAS O MICROCUERPOS: contiene enzimas que
participan en diversas reacciones oxidativos.
|
COMPARTIMENTO
|
% DEL VOLUMEN CELULAR
|
Nº/CÉLULA
|
|
CITOSOL
|
54
|
1
|
|
MITOCONDRIA
|
22
|
1700
|
|
RER
|
9
|
1
|
|
REL Y A. DE GOLGI
|
6
|
1
|
|
NÚCLEO
|
6
|
1
|
|
PEROXISOMAS
|
1
|
400
|
|
LISOSOMAS
|
1
|
300
|
|
ENDOSOMAS
|
1
|
200
|
Cada orgánulo está rodeado de membrana,
que varía sus características y cantidad según el tipo de célula. En su
conjunto, estos orgánulos ocupan casi el 50 % del volumen celular.
|
TIPO DE MEMBRANA
|
% de membrana celular total en
HEPATOCITO
|
% de membrana celular total en CÉLULA
EXOCRINA PANCREÁTICA
|
|
Membrana plasmática
|
2
|
5
|
|
RER
|
35
|
60
|
|
REL
|
16
|
<1
|
|
A. de Golgi
|
7
|
10
|
|
Mitocondria
– Membrana externa
-Membrana interna
|
7
32
|
4
17
|
|
Núcleo (membrana interna)
|
0.2
|
0.7
|
|
Otros orgánulos
|
<2
|
No determinado
|
2. EVOLUCIÓN DE LOS ORGÁNULOS.
Los organismos precursores de las
células eucariotas eran parecidos a las bacterias, los cuales tenían membrana
plasmática, pero no membranas internas. La evolución de las membranas internas
ha ido en paralelo a la especialización de la función de las membranas:
– RE y núcleo: en algunas bacterias, el DNA se halla
unida a MESOSOMAS. En células procariotas muy arcaicas, una invaginación de
este tipo pudo dar lugar a una envoltura alrededor del DNA. El RE es una
continuación de la envoltura nuclear. El aparato de Golgi, endosomas y
lisisomas evolucionaron a partir del RE. El tráfico intracelular de proteínas
por estos orgánulos se puede seguir por autorradiografía.
– Mitocondrias y cloroplastos: se cree que las
mitocondrias y los cloroplastos se originaron mediante la incorporación de una
bacteria aerobia a una célula eucariota anaerobia, con la que vivieron en
simbiosis. Existe una estrecha relación entre las proteínas, ribosomas,
lípidos, y los ácidos nucléicos de estos orgánulos con las bacterias.
3. CITOSOL.
El CITOSOL es la parte del citoplasma
que ocupa el espacio comprendido entre los orgánulos rodeados de membrana. Está
compuesto por miles de enzimas implicados en el metabolismo intermediario, y de
ribosomas que sintetizan proteínas. El 50% de las proteínas sintetizadas en los
ribosomas libres están destinadas a permanecer en el citosol.
El citosol contiene una gran variedad de
filamentos proteicos que forman un citoesqueleto fibroso. El citoesqueleto
confiere la forma de las células, media movimientos citoplasmáticos coherente y
proporciona una estructura general que ayuda a organizar las reacciones
enzimáticas.
El 20% del peso del citosol es proteína,
que confiere al citosol características de masa gelatinosa, pero se ha
comprobado que las moléculas pequeñas (sustrato y producto del metabolismo
intermediario) difunden a la misma velocidad que en una solución acuosa. Esto
sugiere que, desde el punto de vista del metabolismo intermediario, podemos
tratar al citosol como una solución simple.
Las partículas grandes difunden muy lentamente
porque colisionan con el citoesqueleto. Para moverse a velocidades útiles,
estas partículas deben ser transportadas por motores proteicos que hidrolizan
ATP y utilizan la energía liberada para propulsar las partículas a lo largo de
los microtúbulos o filamentos de actina. Los filamentos específicos actuarían
como una autopista para dirigir cada tipo de vesícula de transporte a su
membrana blanco.
4. RIBOSOMAS
· Los ribosomas son complejos
macromoleculares de proteínas y ácido ribonucleico (ARNr) que se encuentran en
el citoplasma, en las mitocondrias, en retículo endoplasmatico y en los
cloroplastos. Están encargados de sintetizar proteínas a partir de la
información genética que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero
(ARNm).
· Sólo son visibles al microscopio
electrónico, debido a su reducido tamaño (29 nm en células procariotas y 32 nm
en eucariotas). Bajo el microscopio electrónico se observan como estructuras
redondeadas, densas a los electrones. Bajo el microscopio óptico se observa que
son los responsables de la basofilia que presentan algunas células.
Estructuralmente, tienen dos subunidades.
· Están en todas las células (excepto en
los espermatozoides). Los ribosomas no se definen como orgánulos, ya que no
existen endomembranas en su estructura.
· En células eucariotas, los ribosomas
se elaboran en el núcleo pero desempeñan su función de síntesis en el citosol.
A. BIOQUÍMICA.
Distinguimos dos tipos de ribosomas
atendiendo a su coeficiente de sedimentación. Ribosomas 70 S y Ribosomas 80 S.
|
ORGANISMOS
|
RIBOSOMA
|
SUBUNIDADES
|
COMPONENTES
|
|
EUCARIOTAS
|
80S
|
60S
|
ARN 5.8S, 28S y 5S; 45 PROTEÍNAS
DISTINTAS
|
|
40S
|
ARN 18S; 33 PROTEÍNAS DISTINTAS
|
||
|
PROCARIONTES
|
70S
|
50S
|
ARN 5S y 23S ; 24 PROTEÍNAS
DISTINTAS
|
|
30S
|
ARN 16S; 21 PROTEÍNAS DISTINTAS
|
Los ribosomas 70 S son típicos de
procariotas y de cloroplastos y mitocondrias. Los ribosomas 80 S son típicas de
las células eucariotas. Los ribosomas están formados por dos subunidades de
tamaño desigual y distinto coeficiente de sedimentación. Una es la subunidad
mayor y la otra es la subunidad menor. Los ribosomas 70 S tienen una subunidad
mayor con un coeficiente de sedimentación de 50 S y una menor de 30 S. Los
ribosomas 80 S tienen la subunidad mayor con coeficiente 60 S y la otra 40 S.
El ribosoma se disocia a bajas
concentraciones de magnesio y se vuelve asociar a una concentración de 5 mM de
magnesio. El magnesio se une por puentes salinos a los grupos fosfato de las
dos subunidades ribosómicas. La unión de ambas subunidades se realiza en presencia
de una concentración 0,001 M de iones Mg, si esta concentración disminuye se
produciría la separación de las dos subunidades, es por lo tanto un proceso
reversible. Si la concentración molar de los iones Mg aumenta hasta 10 veces,
se produce la unión de dos ribosomas para dar lugar a los dímeros. El dimero de
los ribosomas 70 S tiene un coeficiente de 100 S, mientras que en el dimero de
los ribosomas 80 S, el coeficiente de sedimentación sería de 120.
La ultraestructura del ribosoma es muy
compleja, está formado por RNA ribosómico y proteinas. Hay diferentes tipos de
ARN ribosómico teniendo en cuenta el coeficiente de sedimentación. Si
realizamos una extracción con fenol de dos subunidades de un R 70 S, se separan
por un lado las proteínas y por otro un RNA ribosómico con un coeficiente de
sedimentación 23 S y con el 30 S aparecen proteinas y ARN ribosomico 16 S.
B. LOCALIZACIÓN.
Existen en todas las células, excepto en
el espermatozoide maduro. En los eritrocitos son muy escasos y permanecen como
restos de las fases anteriores de maduración.
Pueden situarse:
a) Adheridos a la cara externa del RER
por la subunidad mayor y mediados por las riboforinas I y II (proteínas de
membrana del RER que sirven de punto de anclage a los ribosomas.
b) Adheridos a la membrana nuclear
externa que funciona igual que el RER.
c) Libres en la matriz citoplásmica,
pudiendo estar aislados o formando POLISOMAS o polirribosomas que transcriben
el mensajero (el número de ribosomas que hay en el polisoma depende de la
longitud del ARNm).
Los ribosomas libres son típicos de los
procariontes, aunque también aparecen en los eucariontes. Las proteínas
sintetizadas quedan libres en el citoplasma celular.
Los ribosomas unidos a membranas
sintetizan proteínas que van a ser transferidas a otros orgánulos o expulsadas
fuera de la célula, pero nunca quedan libres en el citosol.
C. BIOGÉNESIS.
Dada la gran complejidad que tienen los
ribosomas cabe pensar que hay un número bastante elevado de genes que
participan en su formación.
En eucariotas su origen está relacionado
con los nucleolos.
.
METABOLISMO
Alimentación, metabolismo basal
|
Necesidades energéticas
Las necesidades de energía de cualquier ser vivo se
calcula como la suma de varios componentes. El cuerpo humano es una máquina que
necesita un aporte constante de energía. Ésta se recibe del exterior mediante
los alimentos, en forma de hidratos de carbono (HC), proteínas y lípidos.
A la energía requerida por el organismo en reposo
absoluto y a temperatura constante se le llama Metabolismo Basal (MB),
que es la mínima energía que necesitamos para mantenernos vivos. Normalmente se
consume la mayor parte de las calorías de los alimentos que ingerimos.
Nociones básicas de transformaciones energéticas
celulares:
los organismos vivos pueden clasificarse en dos grandes grupos, dependiendo del
mecanismo de extracción de energía:
Organismos autótrofos (células vegetales): a través de
la fotosíntesis transforman el CO2 y el agua (H2O) en
sustancias energéticas:
CO2 + H2O + Luz =
Glucosa
Organismos heterótrofos (células animales): obtienen la
energía sintetizando los nutrientes contenidos en los alimentos. Para liberar
la energía contenida en aquéllos, los organismos heterotróficos necesitan
recurrir a la combustión, y para que ésta se produzca se necesita oxígeno:
Glucosa + O2 Energía + CO2
+ H2O
Lípidos + O2 Energía + CO2
+ H2O
Proteínas + O2 Energía + CO2
+ H2O + Urea
Después de la ingesta de alimentos, en nuestro
organismo se inicia el proceso de digestión, con lo
cual se consigue que las proteínas, glúcidos y lípidos se transformen en
sustancias más pequeñas y posteriormente se absorban, se oxiden y proporcionen
energía (kilocalorías).
En resumen, se puede afirmar que toda la energía
que un organismo animal necesita la obtiene por oxidación de los
principios inmediatos que se encuentran en nuestros alimentos.
Metabolismo basal
Como dijimos, el ser vivo necesita un determinado
consumo calórico para mantener el organismo en condiciones óptimas. Esta
energía mínima necesaria para el correcto funcionamiento del cuerpo humano se
denomina metabolismo basal (MB) (para medirlo, la persona debe estar en reposo
físico y síquico, en ayunas de doce horas y a una temperatura ambiente de
20º).
Ejemplos muy significativos de consumo basal son el
recambio celular (constantemente mueren células que deben ser sustituidas) o la
formación de sustancias como hormonas, jugos gástricos, etcétera. Además, los
órganos no cesan en su actividad: el corazón late las veinticuatro horas
del día, el riñón no interrumpe la formación de orina, etcétera.
En razón de lo expresado, también podemos definir
el metabolismo basal como el resultado de la suma de las actividades
metabólicas de todas las células de nuestro organismo.
Factores que disminuyen el metabolismo basal
A partir de los veinte años disminuye lentamente.
Las mujeres poseen un MB ligeramente inferior
(5-7%) al de los varones.
La temperatura ambiente alta (verano) disminuye el
MB.
El hipotiroidismo disminuye el MB.
Factores que aumentan el metabolismo basal
Los varones
poseen un MB superior en 5-7%.
La temperatura ambiente baja (invierno) aumenta el MB (1).
En época de crecimiento el MB aumenta.
El hipertiroidismo aumenta el MB.
A medida que se asciende respecto al nivel del mar aumenta el Mb (2)
Determinadas drogas aumentan el MB (3).
Los estados febriles aumentan el MB un 13% por cada grado de temperatura.
Durante el embarazo aumenta el MB unas 300 kcal/día.
En la lactancia el aumento del MB es de 500 kcal/día.
La temperatura ambiente baja (invierno) aumenta el MB (1).
En época de crecimiento el MB aumenta.
El hipertiroidismo aumenta el MB.
A medida que se asciende respecto al nivel del mar aumenta el Mb (2)
Determinadas drogas aumentan el MB (3).
Los estados febriles aumentan el MB un 13% por cada grado de temperatura.
Durante el embarazo aumenta el MB unas 300 kcal/día.
En la lactancia el aumento del MB es de 500 kcal/día.
(1) Al
disminuir la temperatura ambiente (invierno) el MB aumenta, ya que nuestro
organismo necesita producir más calor para mantener la temperatura corporal.
(2) A 3.000
m el MB aumenta aproximadamente 25%.
(3)
Principalmente nicotina, cafeína, simpaticomiméticos y adrenérgicos
Metabolismo energético total
Bajo esta denominación se comprende el consumo
de energía producido por el Metabolismo Basal más el gasto energético derivado del
ejercicio físico y la termogénesis, que incluye el consumo que producen los
alimentos al ser digeridos, absorbidos y utilizados.
Metabolismo celular
|
En un sentido amplio, metabolismo
es el conjunto de todas las reacciones químicas que se producen en el interior
de las células de un organismo. Mediante esas reacciones se transforman las
moléculas nutritivas que, digeridas y transportadas por la sangre, llegan a
ellas.
El metabolismo tiene
principalmente dos finalidades:
·Obtener energía química
utilizable por la célula, que se almacena en forma de ATP (adenosín
trifostato). Esta energía se obtiene por degradación de los nutrientes que
se toman directamente del exterior o bien por degradación de otros compuestos
que se han fabricado con esos nutrientes y que se almacenan como reserva.
·Fabricar sus propios
compuestos a partir de los nutrientes, que serán utilizados para
crear sus estructuras o para almacenarlos como reserva.
Al producirse en las células de
un organismo, se dice que existe un metabolismo celular permanente en todos los
seres vivos, y que en ellos se produce una continua reacción química.
Estas reacciones químicas
metabólicas (repetimos, ambas reacciones suceden en las células) pueden ser de
dos tipos: catabolismo y anabolismo.
El
catabolismo (fase destructiva)
Su función es reducir, es decir
de una sustancia o molécula compleja hacer una más simple.
Catabolismo es, entonces, el
conjunto de reacciones metabólicas mediante las cuales las moléculas orgánicas
más o menos complejas (glúcidos, lípidos), que proceden del medio externo o de
reservas internas, se rompen o degradan total o parcialmente transformándose en
otras moléculas más sencillas (CO2, H2O, ácido láctico, amoniaco, etcétera) y
liberándose energía en mayor o menor cantidad que se almacena en forma de ATP
(adenosín trifosfato). Esta energía será utilizada por la célula para
realizar sus actividades vitales (transporte activo, contracción muscular,
síntesis de moléculas) .
Las reacciones catabólicas se
caracterizan por:
Son reacciones degradativas,
mediante ellas compuestos complejos se transforman en otros más sencillos.
Son reacciones oxidativas,
mediante las cuales se oxidan los compuestos orgánicos más o menos reducidos,
liberándose electrones que son captados por coenzimas oxidadas que se reducen.
Son reacciones exergónicas
en las que se libera energía que se almacena en forma de ATP.
Son procesos convergentes
mediante los cuales a partir de compuestos muy diferentes se obtienen siempre
los mismos compuestos (CO2, ácido pirúvico, etanol, etcétera).
El
anabolismo (fase constructiva)
Reacción química para que se
forme una sustancia más compleja a partir otras más simples.
Anabolismo, entonces es el
conjunto de reacciones metabólicas mediante las cuales a partir de compuestos
sencillos (inorgánicos u orgánicos) se sintetizan moléculas más complejas.
Mediante estas reacciones se crean nuevos enlaces por lo que se requiere un
aporte de energía que provendrá del ATP.
Las moléculas sintetizadas son
usadas por las células para formar sus componentes celulares y así poder crecer
y renovarse o serán almacenadas como reserva para su posterior utilización como
fuente de energía.
Las reacciones anabólicas se
caracterizan por:
Son reacciones de síntesis,
mediante ellas a partir de compuestos sencillos se sintetizan otros más complejos.
Son reacciones de reducción,
mediante las cuales compuestos más oxidados se reducen, para ello se necesitan
los electrones que ceden las coenzimas reducidas (NADH, FADH2 etcétera) las
cuales se oxidan.
Son reacciones endergónicas
que requieren un aporte de energía que procede de la hidrólisis del ATP.
Son procesos divergentes
debido a que, a partir de unos pocos compuestos se puede obtener una gran
variedad de productos.
Rutas
metabólicas
En las células se producen una
gran cantidad de reacciones metabólicas (tanto catabólicas como anabólicas),
estás no son independientes sino que están asociadas formando las denominadas
rutas metabólicas. Por consiguiente una ruta o vía metabólica es una
secuencia ordenada de reacciones en las que el producto final de una reacción
es el sustrato inicial de la siguiente (como la glucólisis o glicólisis).
Mediante las distintas reacciones
que se producen en una ruta un sustrato inicial se transforma en un producto
final, y los compuestos intermedios de la ruta se denominan metabolitos.
Todas estas reacciones están catalizadas por enzimas específicas.
Tipos de rutas metabólicas.
Las rutas metabólicas pueden ser:
Lineales. Cuando el sustrato de la primera
reacción (sustrato inicial de la ruta) es diferente al producto final de la
última reacción.
Cíclicas. Cuando el producto de la última
reacción es el sustrato de la reacción inicial, en estos casos el sustrato
inicial de la ruta es un compuesto que se incorpora en la primera reacción
y el producto final de la ruta es algún compuesto que se forma en alguna
etapa intermedia y que sale de la ruta.
Frecuentemente los metabolitos o
los productos finales de una ruta suelen ser sustratos de reacciones de otras
rutas, por lo que las rutas están enlazadas entre sí formando redes
metabólicas complejas.
Cuadro
sinóptico
Catabolismo
|
Anabolismo
|
Degrada biomoléculas
|
Fabrica biomoléculas
|
Produce energía (la almacena
como ATP)
|
Consume energía (usa las ATP)
|
Implica procesos de
oxidación
|
Implica procesos de reducción
|
Sus rutas son convergentes
|
Sus rutas son divergentes
|
Ejemplos: glucólisis, ciclo de
Krebs, fermentaciones, cadena respiratoria
|
Ejemplos: fotosíntesis,
síntesis de proteínas
|
Características de las rutas
metabólicas.
Todas son irreversibles y
globalmente exergónicas.
Las rutas en los dos sentidos
nunca pueden ser iguales porque si lo fuesen uno de los dos nunca se podría
realizar. Los pasos distintos permiten asegurar los procesos en los dos
sentidos. Hay muchos pasos comunes pero no todos.
Las rutas metabólicas están
localizadas en unos compartimentos específicos lo que permite regularlas
eficazmente.
En todas las rutas hay una
reacción inicial que es irreversible y que desprende mucha energía, necesaria
para llegar al final de la misma.
Todas las rutas están reguladas.
Cada reacción tendrá su enzima.
Tipos
metabólicos de seres vivos
No todos los seres vivos utilizan
la misma fuente de carbono y de energía para obtener sus biomoléculas.
Teniendo en cuenta la fuente de
carbono que utilicen existen dos tipos de seres vivos:
Autótrofos, utilizan como fuente de carbono
el CO2. (vegetales verdes y muchas bacterias).
Heterótrofos, utilizan como fuente de carbono
los compuestos orgánicos. (animales hongos y muchas bacterias).·
Ahora, teniendo en cuenta la
fuente de energía que utilicen se diferencian dos grupos:
Fotosintéticos, utilizan como fuente de energía
la luz solar.
Quimiosintéticos, utilizan como fuente de energía,
la que se libera en reacciones químicas oxidativas (exergónicas).
Según cual sea la fuente de
hidrógeno que utilicen pueden ser:
Litótrofos, utilizan como fuente de
hidrógeno compuestos inorgánicos, como H2O, H2S, etc.
Organótrofos, utilizan como fuente de
hidrógenos moléculas orgánicas.
Tomando en su conjunto todos
estos aspectos, se pueden diferenciar cuatro tipos metabólicos de seres vivos:
Fotolitótrofos o fotoautótrofos: También se denominan
fotosintéticos. Son seres que para sintetizar sus biomoléculas utilizan como fuente
de carbono el CO2; como fuente de hidrógeno, compuestos inorgánicos,
y como fuente de energía, la luz solar. A este grupo pertenecen: las
plantas, las algas, las bacterias fotosintéticas del azufre, cianofíceas.
Fotoorganótrofos o fotoheterótrofos: Son
seres que utilizan como fuente de carbono compuestos orgánicos, como fuente
de hidrógeno compuestos orgánicos y como fuente de energía la luz. A
este grupo pertenecen bacterias púrpuras no sulfuradas.
Quimiolitótrofos o quimioautótrofos: Se
les denomina también quimiosintéticos. Son seres que utilizan como fuente de
carbono el CO2, como fuente de hidrógenos compuestos inorgánicos y
como fuente de energía la que se desprende en reacciones químicas redox de
compuestos inorgánicos. A este grupo pertenecen las llamadas bacterias
quimiosintéticas como las bacterias nitrificantes, las ferrobacterias, etc.
Quimioorganótrofos o
quimioheterótrofos: También se
les denomina heterótrofos. Son seres que utilizan como fuente de carbono
compuestos orgánicos, como fuente de hidrógenos compuestos orgánicos
y como fuente de energía la que se desprende en las reacciones
redox de los compuestos orgánicos.
A este grupo pertenecen los
animales, los hongos, los protozoos y la mayoría de las bacterias.
A
modo de recordatorio:
|
El metabolismo celular funciona
sobre la base de dos tipos de reacciones químicas: catabolismo y anabolismo.
Catabolismo es desintegración
(rutas convergentes), mientras que anabolismo significa reorganización (rutas
divergentes).
El Catabolismo implica
liberación de energía (reacciones exergónicas), mientras que el anabolismo
implica captura de energía (reacciones endergónicas).
En el catabolismo ocurre una
desorganización de los materiales, en tanto que en el anabolismo ocurre una
reorganización más compleja de los materiales
|
PROCESOS
METABÓLICOS
Procesos metabólicos. Son aquellos procesos
involucrados en la transformación de la materia en energía, comprende 2 etapas
antagónicas, el anabolismo, etapa de construcción o producción y el
catabolismo, etapa de degradación, lisis o destrucción. Desde el punto de vista
de la materia, es anabólica y catabólica, las reacciones anabólicas transforman
la materia para la construcción de elementos celulares, o para la sustitución
de estos cuando están dañados o envejecidos, las reacciones catabólicas,
producen liberación total de energía hacia el medio, generan aparte de energía
química, calórica que se disipa hacia el exterior o bien en partes muy pocas
son retenidas por la célula para la activación de sus procesos metabólicos.
Contenido
1
Metabolismo
2
Anabolismo
3
Catabolismo
4
Principales procesos metabólicos
5
Fuentes
Metabolismo
El metabolismo (del latín metabole = cambio)
se refiere a todas las reacciones químicas del cuerpo. Debido a que todas esas
reacciones químicas liberan o requieren energía, se puede pensar que el
metabolismo del cuerpo es un acto de balance de energía entre las reacciones
anabólicas (de síntesis) y catabólicas (degradantes). Todos los procesos
metabólicos se pueden clasificar en dos tipos: procesos anabólicos, o de
síntesis, y procesos catabólicos, o de degradación.
Anabolismo
Se puede decir que el anabolismo se inicia
con la síntesis de los primeros compuestos orgánicos a partir de sustancias
inorgánicas, mediante la fotosíntesis o la quimiosíntesis. Esos primeros pasos
anabólicos sólo los pueden realizar los organismos autótrofos. Luego, a partir
de moléculas orgánicas simples, se formarán, mediante diferentes rutas
anabólicas, todos los componentes orgánicos de los seres vivos. En las células
vivientes, las reacciones químicas que combinan sustancias simples para formar
moléculas más complejas se denominan en forma colectiva, Anabolismo (ana =
hacia arriba). En total, es frecuente que los procesos anabólicos abarquen a
los procesos de síntesis por deshidratación, y requieren de energía para formar
nuevos enlaces químicos.
Catabolismo
Las reacciones químicas que desdoblan
compuestos complejos orgánicos en compuestos orgánicos más simples se conoce en
forma selectiva como catabolismo (cata = hacia abajo). El catabolismo se puede
iniciar con la descomposición de muy diferentes sustancias orgánicas, pero, al
final, la mayoría de las rutas catabólicas confluyen en la respiración celular,
a través de la cual los compuestos orgánicos se terminan por degradar en
sustancias inorgánicas. Naturalmente, muchas de las reacciones químicas, tanto
anabólicas como catabólicas, implican transformaciones energéticas, y los
procesos que liberan energía (en general los catabólicos) se acoplan a los que
la consumen (en general los anabólicos).
Principales procesos metabólicos
Digestión tanto de los alimentos ingeridos como de los nutrientes
aportados por estos alimentos.
Circulación de la sangre.
Eliminación de los productos de desecho, a través de la defecación, de
la micción.
Regulación del calor corporal.
TALLER N° 3
En grupos de
máximo 2 integrantes realizan las
siguientes actividades
I. Observa los siguientes videos:
II. Responde:
1. ¿Qué se entiende por metabolismo basal?
2. ¿Qué se entiende por metabolismo Celular?
3. ¿Qué es un trastorno metabólico? En qué
consisten los siguientes:
Galactosemia
Fenilcetonuria
Hipertiroidismo
Hipotiroidismo
Diabetes
4. Explica las leyes de la termodinámica
5. Explica que se
entiende por Cambio de energía libre y su relación con la en Energía libre en metabolismo
6. En qué consiste la
hidrólisis del ATP
7. Nombra ejemplos de Vías catabólicas y producción de ATP.
8. Que es una reacción
Redox, da ejemplos a nivel orgánico.
III. INSTRUCCIONES: El siguiente texto
expresa la relación entre los conceptos estudiados y la actividad física, léalo atentamente y aplicando sus conocimientos y
experiencia seleccione mínimo 10
conceptos que para usted sean
relevantes y confeccione con ellos un mapa conceptual. Solo entregue la información solicitada, con letra clara y legible. No
agregue detalles.
Relación
entre los conceptos y la actividad física.
Las actividades corporales imponen un
continuo gasto de energía y una transformación constante de elementos que deben
entrar en el cuerpo previamente en forma de alimentos. El organismo humano
funciona de la misma manera que un motor y jamás llegará a fortalecerse, por
mucho ejercicio que se haga, si no está debidamente nutrido. No se trata de
comer en exceso, sin tener en cuenta lo que se consume, a pesar de que se cree
que a más comida más gordo, por lo tanto, más vigoroso y más sano se está. El
peso aumenta siempre que no se gasta el contenido energético de las sustancias
nutritivas, sean muchas o pocas las que se ingieran. La digestión, o
transformación de los alimentos en materias solubles y asimilables por el
organismo, con expulsión de los productos de desecho, es un proceso en el que
intervienen órganos encargados de esa función. Resulta comprensible que
cualquier deficiencia o lesión en los órganos que intervienen en la digestión
motive escasez en la elaboración de las sustancias nutritivas, o defectos de
elaboración, que pueden causar diversas enfermedades. Una nutrición adecuada
suministra energía imprescindible para la mayor parte de los procesos del
organismo entre otras muchas funciones.
Para la actividad física es siempre necesario
un gasto considerable de energía por parte de los músculos. Los procesos del
metabolismo influyen de manera directa y de gran importancia en la posibilidad
de llevar a cabo este tipo de actividades. Como vimos anteriormente, el
anabolismo es el responsable de la síntesis de biomoléculas, que se traduce en
la fabricación de tejidos. Para un deportista esto puede llegar a ser una
necesidad primordial, porque es el medio por el cual aumenta su masa muscular y
corporal y desarrolla su físico. Un deportista bien alimentado, con una
nutrición balanceada y un metabolismo correcto conseguirá ir aumentando
gradualmente el tamaño de sus músculos y fortalecerlos.
Por otro lado, el catabolismo durante la
actividad física tiene la importancia directa en la obtención y utilización de
energía a partir del rompimiento de biomoléculas energéticas. Para poder llevar
a cabo una actividad física adecuadamente, e incluso una actividad académica
(Se ha observado que lo niños que no ingieren un desayuno fuerte rinden en sus
estudios la tercera parte de lo que son capaces, porque dan muestras de
cansancio, de abulia o de escasa actividad), es necesario tener una buena
alimentación. En el catabolismo, la obtención de energía permitirá mantener el
cuerpo en actividad física constante, realizar los movimientos y soportar el
esfuerzo físico durante un tiempo determinado. Esto no quiere decir que
mientras más comida se ingiera, mayor energía se tendrá. El proceso de
mejoramiento del rendimiento se da combinando factores como nutrición y
condición física con el desempeño, interés y constancia de una manera
equilibrada y gradual.
Problemas metabólicos o alimenticios llevan a
un bajo desempeño en la actividad física por desequilibrio entre lo que se
fabrica (anabolismo) y lo que se destruye (catabolismo).
Estos trastornos pueden ser fatales para las
personas. Entre los ejemplos comunes de estas dificultades están la obesidad,
la anorexia y la bulimia. En la obesidad, se ingiere alimento en exceso y no se
hace suficiente ejercicio para formar el cuerpo y desgastar el exceso de
alimento. Las otras dos enfermedades tienen que ver con la falta de
alimentación que lleva a un peso muy por debajo de lo necesario, y que no
permite soportar el desgaste del ejercicio por falta de nutrientes. Es
necesario conocer el metabolismo personal para saber la velocidad de síntesis y
destrucción de biomasa y llegar al equilibrio requerido.
Webgrafia:
Suscribirse a:
Entradas (Atom)