13 Nov
Partes Fundamentales del Metabolismo: Catabolismo y Anabolismo
El Catabolismo: La Fase Destructiva
El catabolismo es la fase destructiva del metabolismo. Es el conjunto de reacciones metabólicas mediante las cuales las moléculas orgánicas más o menos complejas (como glúcidos y lípidos) se transforman en otras moléculas más sencillas. Al romperse los enlaces, se libera energía en forma de ATP.
Sus características principales son:
- Son reacciones degradativas.
- Son reacciones exergónicas, en las que se libera energía y también calor.
El Anabolismo: La Fase Constructiva
El anabolismo es la fase constructiva del metabolismo. Es el conjunto de reacciones metabólicas mediante las cuales, a partir de compuestos sencillos (inorgánicos u orgánicos), se sintetizan moléculas más complejas. Requiere un aporte de energía que provendrá del ATP.
- Son reacciones de síntesis.
- Son reacciones endergónicas (consumen ATP).
El ATP: Molécula Básica de Energía Celular
El adenosín trifosfato (ATP) o trifosfato de adenosina es la «moneda de energía» de las células. Esta molécula se obtiene principalmente en procesos catabólicos, por la degradación de nutrientes como la glucosa y los ácidos grasos.
Funciones y Ciclo del ATP
Las células utilizan el ATP para llevar a cabo todas sus actividades vitales, por ejemplo:
- Secreción.
- Conducción de impulsos nerviosos.
- Contracción muscular.
- Síntesis y transformación de otras moléculas.
- Transporte de sustancias dentro de la célula.
Cuando la célula utiliza ATP, lo transforma en adenosín difosfato (ADP), liberándose un grupo fosfato inorgánico (Pi) y energía. Se liberan aproximadamente 8 kilocalorías por cada mol de ATP descompuesto.
Estructura Química del ATP
La molécula de ATP es un compuesto de alta energía cuya estructura química tiene tres componentes:
- Una base nitrogenada llamada adenina.
- Un azúcar simple de 5 átomos de carbono: la ribosa.
- Tres moléculas de ácido fosfórico (Pi).
Estos tres componentes forman lo que se llama un nucleótido: (Base nitrogenada (adenina) + Azúcar (ribosa) + 3 Fosfatos).
Dado que la cantidad de ATP almacenada es muy pequeña y se agota rápidamente, la célula debe realizar el proceso inverso (fosforilación) y recargar el ADP con nuevos Pi, utilizando para ello la energía que se obtiene de la degradación de nuevos nutrientes.
Aporte Energético Durante el Ejercicio Físico
La energía liberada al romperse el ATP en ADP y Pi es la que se utiliza para diversas funciones corporales, como la contracción de los músculos.
Obtención de ATP según la Presencia de Oxígeno (O₂)
Las células obtienen ATP de dos formas principales:
- Vía Anaeróbica (sin O₂): Incluye dos posibilidades:
- Uso de ATP almacenado en la fosfocreatina o fosfágeno (Sistema ATP-PCr).
- Descomposición anaeróbica del azúcar (glucosa o glucógeno).
- Vía Aeróbica (con O₂): Supone la combustión de restos de glucosa y ácidos grasos en las mitocondrias celulares.
El Continuum Energético
Los sistemas energéticos funcionan como un continuum energético. Se define como la capacidad que posee el organismo de mantener simultáneamente activos a los tres sistemas energéticos en todo momento, pero otorgándole una predominancia a uno de ellos sobre el resto, de acuerdo a:
- Duración del ejercicio.
- Intensidad de la contracción muscular.
- Cantidad de nutrientes almacenados.
Sistemas Energéticos Específicos
La predominancia de cada sistema varía según la actividad:
- Actividades de potencia (pocos segundos, alta intensidad): El músculo utiliza el sistema de ATP-PCr.
- Actividades de alrededor de 60 segundos (máxima intensidad): Se utilizan preferentemente las fuentes de energía glucolíticas no oxidativas (metabolismo anaeróbico).
- Actividades de más de 120 segundos: El sistema aeróbico (metabolismo oxidativo) soporta fundamentalmente las demandas energéticas.
Sistema Anaeróbico Láctico
Este sistema utiliza como fuente las reservas de glucógeno almacenado en el músculo, que se convierte en glucosa. En la ruta fermentativa del ácido láctico se obtienen dos moléculas de ATP por una de glucosa.
Sistema Aeróbico u Oxidativo
Esta vía metabólica transcurre en las mitocondrias de las células musculares. El ácido pirúvico obtenido en la glucólisis se degrada en la mitocondria con ayuda del oxígeno. Como productos finales se obtienen CO₂ y H₂O, y en total, 38 moléculas de ATP si el combustible es la glucosa.
Mientras el músculo consume energía, la va reponiendo continuamente, lo que permite mantener el esfuerzo durante mucho tiempo.
Metabolismo Basal (TMB) y Gasto Energético Total Diario (GETD)
El Gasto Energético Total Diario (GETD) se compone de varios elementos:
GETD = TMB + TR + ETA + EAF + EC
- Metabolismo Basal (TMB): Energía mínima necesaria para vivir.
- Termorregulación (TR): Gasto para mantener la temperatura corporal.
- Efecto Termogénico de los Alimentos (ETA): Gasto en la digestión.
- Gasto por Actividad Física (EAF).
- Gasto por Crecimiento (EC) (aplicable en etapas de desarrollo).
Definición del Metabolismo Basal (TMB)
El TMB es la mínima cantidad de energía necesaria para vivir. Permite mantener los procesos vitales del cuerpo en estado de reposo: despierto, recostado y completamente relajado.
Factores que Influyen en el Metabolismo Basal
- Constitución física.
- Edad.
- Sexo.
- Secreción hormonal (ej. tiroxina).
- Sueño.
- Embarazo.
Las Vitaminas y su Rol Metabólico
Las vitaminas son un grupo heterogéneo de sustancias esenciales que colaboran con las enzimas en numerosos procesos metabólicos. Solo se requieren cantidades mínimas y deben ser suministradas a través de la dieta. Su déficit da lugar a la aparición de alteraciones, diferentes según la vitamina que falte, denominadas avitaminosis.
Clasificación de las Vitaminas según su Solubilidad
- Vitaminas Liposolubles (A, D, E y K)
- Son solubles en grasa. Pueden ser almacenadas en las sustancias lipídicas del organismo, lo que genera una cierta reserva y hace que su aporte diario no sea estrictamente imprescindible. Sin embargo, un aporte excesivo puede provocar una hipervitaminosis (proceso patológico).
- Vitaminas Hidrosolubles (C y B)
- Son solubles en agua. Estas vitaminas no pueden almacenarse en el organismo, por lo que su aporte debe ser diario. En este caso, las posibilidades de hipervitaminosis son bajas (salvo que se utilicen megadosis), ya que el organismo elimina el exceso por la orina.
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