Definición

Metabolismo

Son las transformaciones de energía a través de reacciones químicas enzimáticas necesarias que permiten a los organismos crecer, reproducirse, moverse, mantenerse, repararse y responder a estímulos.
Para todas las funciones que realiza un organismo se requiere de aporte constante de energía que debe ser transformada para su uso o almacenamiento.

En el siguiente acordeón podrás revisar algunos conceptos básicos relacionados con el metabolismo:

Anabolismo

 

Es el conjunto de reacciones que permiten la formación de energía al sintetizarse moléculas complejas como carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos a partir de moléculas más sencillas como azúcares, aminoácidos y ácidos grasos respectivamente. Estas moléculas son la base del crecimiento, mantenimiento y formación de reservas.

Catabolismo

 

Es la serie de reacciones donde los compuestos orgánicos formados por anabolismo como carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos se degradan en moléculas más pequeñas (monómeros) y se libera la energía para realizar múltiples funciones celulares como, síntesis de proteínas, respiración, fotosíntesis y reproducción.

Sustratos-enzimas

 

Las células regulan las reacciones metabólicas con un tipo específico de proteínas llamadas enzimas, éstas catalizan las reacciones sin que se alteren molecularmente. La acción de transformación de los sustratos la realizan las enzimas debido a la estructura química tridimensional que le proporcionan pocos aminoácidos, es decir, poseen uno o más sitios activos donde se unen al sustrato de forma específica (1). Esto se representa con el modelo del complejo enzima-sustrato (E-S) (2).

Al término de la reacción se libera el o los productos (3) y la enzima sin cambio alguno puede volver a usarse indefinidamente. Cada enzima cataliza una reacción específica, por ejemplo, la enzima ureasa cataliza la descomposición de la urea en amoniaco y dióxido de carbono; o en el caso de la enzima lactasa de la leche que descompone la lactosa en glucosa y sacarosa, en ambos casos son los productos de la reacción.

Otro ejemplo de actividad enzimática, es cuando las infecciones por bacterias se tratan con medicamentos dónde éstos inhiben a las enzimas que participan en formar nuevas paredes bacterianas. Por ejemplo la penicilina, inhibe la enzima transpeptidasa que promueve la formación de nuevas paredes y con ello se detiene su reproducción.

ATP

 

La energía útil para la célula se almacena en un compuesto químico llamado adenosin trifosfato (ATP), éste contiene energía fácilmente disponible por periodos muy breves por lo que es necesario sintetizarlo continuamente.  El ATP está formado por tres grupos fosfato, ribosa (azúcar) y adenina (base). Su estructura se muestra a continuación:

Los enlaces de energía química disponible donde se unen los grupos fosfatos en el ATP pueden romperse por hidrólisis y liberarla para su uso. A continuación se representa el modo en el que el ATP se convierte en ADP (Adenosín Difosfato). Se observa una reacción de desfosforilación (esto es quitarle un grupo fosfato) para que pase de tres a dos grupos fosfato ( A_T_P a A_D_P) al hacer esto se libera energía.

Para saber más

Da clic en el botón para que conozcas algunos datos de la síntesis de energía química de los humanos.

  • El ser humano en reposo consume un estimado de casi 45 kg/día de ATP y cuando llega a tener mucha actividad consume hasta 160 kg/día, se calcula que cada segundo en todas las células se producen 10 millones de moléculas de ATP a partir de lípidos y polisacáridos (Curtis, 2008 y Karp, 1998).
    La gran cantidad de energía que almacena el ATP se está usando de forma continua por la célula. La cantidad de energía en cada enlace del grupo fosfato equivale a 8000 kcal/mol, por lo tanto en ambos enlaces hay 16000 kcal/mol de energía. ¡Una molécula de glucosa aporta apenas 2260 kcal/mol de energía¡
    Todos los organismos consumimos gran cantidad de energía química en forma de ATP, para movernos, respirar, etc. A nivel microscópico las células del corazón requieren mucha energía para bombear sangre a todo tu cuerpo.
    Los impulsos nerviosos se producen porque las células nerviosas emplean mucha energía la cual proviene del gran número de mitocondrias que poseen. Las mitocondrias, son los organelos en dónde se produce la energía química en forma de ATP.