ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL CUERPO HUMANO (280)

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11.1. INTRODUCCIÓN
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas
que se producen en un organismo para: 1) la obtención de
energía y poder reductor (protones y electrones) a partir
de la degradación y oxidación de los alimentos ricos en
energía (almidón, triglicéridos), 2) la biosíntesis de las
subunidades básicas (glucosa, ácidos grasos, glice-
rol, aminoácidos y nucleótidos) de las macromoléculas,
3) el ensamblaje de las subunidades básicas para formar
las macromoléculas (polisacáridos, lípidos, proteínas y áci-
dos nucleicos).
El metabolismo se compone de diversas vías metabólicas
principales, constituidas por una serie encadenada de reac-
ciones, las cuales son muy similares en todos los organis-
mos vivos. El catabolismo se refiere a las vías metabólicas
que degradan los alimentos ricos en energía hasta formar
productos finales muy simples (CO2, H2, NH3), para produ-
cir energía y poder reductor. El anabolismo o la biosínte-
sis se refiere a las vías metabólicas que sintetizan las subu-
nidades básicas y las ensamblan para formar las macro-
moléculas mediante procesos que requieren aporte de
energía y de poder reductor.
El transportador universal de energía química es el trifos-
fato de adenosina (ATP), mientras que los transportadores
de electrones y protones más importantes son el dinucleóti-
do de nicotinamida (NAD), el dinucleótido fosfato de
nicotinamida (NADP) y el dinucleótido de flavina y ade-
nina (FAD).
Todas las reacciones de las distintas vías metabólicas están
catalizadas por enzimas específicas para cada una de aqué-
llas. Cada vía metabólica tiene una o varias enzimas regula-
doras, que están controladas para mantener el equilibrio en-
tre la producción y el consumo de la molécula sintetizada.
11.2. BIOENERGÉTICA Y OXIDACIÓN
DE LOS ALIMENTOS
La bioenergética estudia los procesos físicos y químicos
implicados en la producción, reserva y utilización de la
energía en los seres vivos. Estos procesos se rigen por las
leyes de la termodinámica:
— Primera ley: en cualquier proceso físico o químico la
cantidad total de energía en un sistema y su entorno
permanece constante, aunque la energía puede trans-
formarse.
— Segunda ley: en todos los procesos naturales aumenta
la entropía (el desorden) del universo. Y, aunque en
los organismos vivos aumenta el orden, se compensa
con un aumento del desorden del entorno.
En una reacción química, la energía libre de Gibbs se
define como la parte de energía que las células pueden
utilizar para realizar sus funciones. Una reacción tendrá
lugar espontáneamente sólo si el incremento de energía
libre (BG) es negativo (la energía de los productos de la
reacción es menor que la energía de los reactantes de la
reacción), es decir, cuando la reacción es exergónica. Por
su parte, una reacción endergónica (BG positivo: la energía
de los productos de la reacción es mayor que la energía de
los reactantes de la reacción) sólo se producirá si existe un
aporte neto de energía o si hay otra reacción exergónica
acoplada a ella (Fig. 11-1). El incremento de energía libre
de una reacción depende de la naturaleza de los reactantes y
de sus concentraciones:
A ] B q C ] D
BG (kcal/mol) \ BG ñ0 ] RT log
[C ] · [D]
[A] · [B]
BG ñ0 = incremento estándar de energía libre (es un valor
constante para cada reacción; es el BG cuando las concen-
traciones de los reactantes y de los productos de la reacción
son de 1 mol/L y el pH del medio es igual a 7)
R \ constante de los gases \ 1.98 · 10-3 kcal/mol
T \ temperatura absoluta (en grados Kelvin)
11.2.1. Captación y aporte de energía:
función del ATP (trifosfato de adenosina)
El ATP es el principal donador de energía libre en los
seres vivos y ejerce un papel esencial en la conexión entre
las vías metabólicas que producen energía (catabolismo) y
las vías metabólicas que consumen energía (anabolismo).
Los organismos vivos necesitan energía para:
— La biosíntesis de macromoléculas (ADN, ARN, pro-
teínas) a partir de sus precursores (nucleótidos, ami-
noácidos).
— El almacenamiento, replicación y traducción de la
información genética.
Metabolismo
	ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL CUERPO HUMANO
	CONTENIDO
	PARTE III ALIMENTACIÓN Y EXCRECIÓN
	11 Metabolismo