UNIDAD II:METABOLISMO. TEMA 2.1:METABOLISMO Y SUS CATEGORIAS PRINCIPALES. ATP. Dra : Rodríguez

METABOLISMO Conjunto de reacciones químicas que se dan en un organismo, catalizadas por un sistema enzimático cuya finalidad es el intercambio de materia y energía entre la célula y el entorno. Las finalidades del metabolismo son cuatro: 1. Obtención de energía química de moléculas combustibles o de la luz solar absorbida (esto último en organismos fotosintéticos). 2. Conversión de principios nutritivos exógenos en precursores de los componentes macromoleculares. 3. Ensamblaje de estos materiales para formar proteínas, ácidos nucleicos y otros componentes celulares. 4. Formación y degradación de las biomoléculas necesarias para las funciones especializadas de la célula.

ESTRATEGIAS BÁSICAS DEL METABOLISMO Existen dos principios importantes en el metabolismo: El metabolismo puede dividirse en tres categorías principales Catabolismo: procesos relacionados con la degradación de las sustancias complejas. Anabolismo: procesos relativos fundamentalmente a la síntesis de moléculas orgánicas complejas. Anfibolicas: Doble función (catabólica y anabólica)

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL CATABOLISMO Y DEL ANABOLISMO Macromoléculas Celulares Proteínas Lípidos Polisacáridos Ácidos Nucleicos Nutrientes Productores de energía Glúcidos Grasas Proteínas Catabolismo Anabolismo ADP + Pi NAD+ NADP+ ATP NADH NADPH Energía Química Productos poco energéticos CO2, H2O,NH3 Moléculas Precursora Aminoácidos, azúcares, ácido grasos bases nitrogenadas. Catabolismo Degradativo, oxidativo Genera energía, produce ATP Los productos finales e intermedios son materias primas del anabolismo Genera desechos que se excretan al entorno. Anabolismo Sintético, reductivo Utiliza energía, consume ATP Los productos finales son materias primas del catabolismo Utiliza nutrientes del entorno.

Fases metabolicas FASE I Los polisacáridos son degradados a pentosas o hexosas, los lípidos a ácidos grasos, glicerina y otros componentes, y las proteínas a sus veinte aminoácidos constitutivos. FASE II Las hexosas, las pentosas y la glicerina se degradan en el azúcar fosforilado de tres átomos de carbono, el gliceraldehído-3- fosfato y después hasta un compuesto sencillo de dos átomos de carbono, la acetilcoenzima A. Los aminoácidos diferentes son también degradados a acetil-coenzima A, alfa-cetoglutarato succinato, fumatato y oxalacetato. FASE III Se oxidan a CO2 + H2O.

ESTRATEGIAS BÁSICAS DEL METABOLISMO Dentro del metabolismo se utilizan tres términos importantes: 1.- Metabolismo Intermedio 2.- Metabolismo Energético 3.- Rutas Centrales. 1-Metabolismo Intermedio Comprende todas las reacciones relacionadas con el almacenamiento y la generación de energía metabólica y con el empleo de esa energía en la biosíntesis de compuestos de bajo peso molecular y compuestos de almacenamiento de energía

ESTRATEGIAS BÁSICAS DEL METABOLISMO Metabolismo Energético Parte del metabolismo intermedio formado por rutas que almacenan o generan energía metabólica. Rutas Centrales Comprende la oxidación de moléculas combustibles y síntesis de moléculas pequeñas a partir de los fragmentos resultantes. Están presentes en todos los organismos vivos. Dependiendo del origen de las moléculas combustible, los organismos se dividen: * Autótrofos * Heterótrofos.

PRINCIPALES RUTAS CENTRALES Ciclo del Ácido Cítrico Ruta de nivel 3 acepta compuestos de carbono sencillos para oxidarlos a CO2 Glicólisis Ruta de nivel 2 para la degradación de los hidratos de carbono Metabolismo de Lípidos Metabolismo de Aminoácidos Metabolismo de Ácidos Nucleicos Rutas de nivel 2 que aportan combustible al ciclo del ácido cítrico.

VISIÓN GENERAL DEL MATABOLISMO

REGULACIÓN DE LAS RUTAS METABÓLICAS La regulación se da a través de: 1.- Actividad Enzimática: Regulando la concentración del sustrato y el control alostérico, capaz de cambiar la actividad catalítica en respuesta a moduladores inhibitorios o activatorios. 2.- Regulación hormonal: Establecida por los mensajes procedentes de otros órganos o tejidos. 3.-Compartimentación: Esto crea una división del trabajo en el interior de una célula. Lo cual aumenta la eficacia de la función celular. Además permite una regulación importante de los procesos.

FUENTE DE ENERGÍA METABÓLICA: LA OXIDACIÓN Sistemas vivos Oxidaciones de sustratos orgánicos El oxígeno, que es el aceptor último de electrones para los organismo aerobios, es un oxidante potente y tiene una fuerte tendencia a atraer electrones quedando reducido en el proceso.

Principal fuente de electrones para la biosíntesis reductora La mayor parte de las oxidaciones biológicas no ocurren con una transferencia directa de los electrones , desde un sustrato reducido al oxígeno. Se producen una serie de oxidaciones acopladas, de tal forma que los electrones pasan a transportadores electrónicos intermediarios como NAD+ y finalmente se transfieren al oxígeno (aceptor electrónico terminal). La transferencia de los electrones al oxígeno se realiza por la cadena de transporte electrónico o cadena respiratoria. NADPH Principal fuente de electrones para la biosíntesis reductora

NADP+ y NADPH+ son idénticos a NAD+ y NADH, excepto que los primeros tienen un grupo fosfato adicional esterificado.

La captura de la energía ocurre a través de la síntesis del ATP y su hidrólisis puede acoplarse a muchos procesos para proporcionar energía para el trabajo biólogico.

ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP) ATP (Adenosina trifosfato) Esta molécula corresponde al nexo entre los procesos biológicos dadores de energía y los procesos biológicos consumidores de energía. (Base Nitrogenada) (Pentosa) ATP (Adenosina trifosfato)

HIDRÓLISIS DEL ATP NUTRIENTES PRODUCTORES DE ENERGIA CO2, H2O, NH3 Trabajo Biológico Contracción muscular Transmisión de impulso nervioso Transporte activo, etc. ADP + Pi ATP MACROMOLÉCULAS PRECURSORES SENCILLOS Las células intercambian la energía liberada en la ruptura del ATP, para llevar a cabo funciones esenciales, a menudo convirtiendo la energía química liberada en la hidrólisis del ATP en otras formas de energía.

OTROS COMPUESTOS DE ALTA ENERGÍA FOSFOENOL PIRUVATO ------------------------------- PIRUVATO + Pi 1,3 BIFOSFOGLICERATO ------------------------------- 3 FOSFOGLICERATO + Pi FOSFOCREATINA ------------------------------------------ CREATINA + Pi ACETIL-CoA --------------------------------------------------- ACETATO + CoA-SH Flujos de Grupos Dadores de de alta energía ATP Aceptores de de baja energía P P P

NIVELES DEL METABOLISMO INTERMEDIARIO NIVEL 1: Interconversión de Polímeros y Lípidos complejos en Intermediarios Monoméricos. MONOSACÁRIDOS POLISACÁRIDOS AC. GRASOS LÍPIDOS GLICEROL AMINOÁCIDOS PROTEÍNAS AC. NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS NIVELES DEL METABOLISMO INTERMEDIARIO

Fosforilación Oxidativa NIVEL 2: Interconversión unidades monoméricas en moléculas más sencillas. NIVEL 3: Degradación final hasta compuestos inorgánicos como CO2, H2O, NH3 MONOSACÁRIDOS AC. GRASOS AMINOÁCIDOS AC. PIRÚVICO CETOÁCIDOS NIVEL 2 ACETIL CoA NH3 Ciclo de Krebs Fosforilación Oxidativa Ciclo de la Urea NIVEL 3

ACTIVIDAD PRACTICA No:2.1 Lectura Independiente acerca del Tema: TASA METABOLICA BASAL. Se realizara una exposición general del tema por parte del equipo designado ,el resto del grupo deberá tener una participación activa que sirva de oponente al equipo expositor,

¿1) De qué factores depende la TMB? Explica. Como calcular la TMB? 2) ¿Qué son las pirámides alimentarias y para que se realizan? Explica. 3) ¿Qué tipos de alimentos puedes consumir diariamente y cuáles tienen un consumo restringido? . Explica ¿Qué es una dieta equilibrada? Explica 5)¿De qué manera pueden influir en la salud las siguientes alteraciones alimentarias? Indaga en cada caso. Bajo consumo de leche y sus derivados en un niño Sobre consumo de grasas saturadas y alcohol en un adulto. Bajo consumo de verduras y frutas en un adolescente. Exceso de consumo de sal en los alimentos. Exceso consumo de alimentos de la base de la pirámide alimentaria