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El metabolismo · El metabolismo celular

El catabolismo de lípidos y proteínas

Ixchel corre la media maratón de Quetzaltenango (Xela) y lleva dos horas corriendo. Hace rato que gastó casi toda su glucosa de reserva, y aun así sigue avanzando. ¿De dónde saca la energía? Y si una persona pasa varios días sin comer, ¿qué combustible usa su cuerpo? La glucosa no es el único: las grasas y, en último extremo, las proteínas también se queman, y todas terminan en el mismo punto, el ciclo de Krebs.

La β-oxidación de los ácidos grasos

Un gramo de grasa almacena unos $38\text{ kJ}$ ($9\text{ kcal}$), más del doble que uno de glucosa ($17\text{ kJ}$). Por eso las aves migratorias, como las que llegan cada año a la laguna del Tigre en Petén, vuelan miles de kilómetros sin comer. ¿Cómo rompe la célula esas cadenas largas de carbono para extraer tanta energía?

Ilustración de la β-oxidación: del extremo activado (unido a CoA) de un ácido graso se corta un fragmento de dos carbonos que se libera como acetil-CoA junto con NADH y FADH₂, y la cadena acortada repite el ciclo. O CoA ronda 1: corta 2C O CoA acetil-CoA + NADH + FADH₂ ácido graso (cadena larga) O CoA resto de la cadena (−2C) … se repite hasta agotarla

Por gramo, el orden de energía es: lípidos ($9\text{ kcal}$) > hidratos de carbono y proteínas (unas $4\text{ kcal}$ cada uno). El organismo prefiere los hidratos de carbono porque se movilizan rápido y el cerebro y los glóbulos rojos dependen de la glucosa. Las proteínas tienen funciones estructurales y enzimáticas, así que se queman solo en situaciones extremas.

¿Por qué se llama β-oxidación?

El primer carbono de la cadena después del grupo que se une a la CoA es el carbono α, y el siguiente es el carbono β. La oxidación ocurre justo sobre ese carbono β, y por eso el corte separa los dos primeros carbonos.

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Ordena los tres tipos de biomoléculas energéticas (glúcidos, lípidos y proteínas) según la energía que aportan por gramo y explica por qué el organismo utiliza…

Ordena los tres tipos de biomoléculas energéticas (glúcidos, lípidos y proteínas) según la energía que aportan por gramo y explica por qué el organismo utiliza preferentemente los glúcidos y recurre a las proteínas solo en situaciones extremas.

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De la grasa de reserva al acetil-CoA

Los adipocitos liberan ácidos grasos a un capilar por lipólisis; en la célula que los capta se activan uniéndose a la coenzima A y entran en la mitocondria, donde la β-oxidación los rompe en acetil-CoA. tejido adiposo lipólisis ácidos grasos (sangre) SH coenzima A activación S mitocondria β-oxidación acetil-CoA
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¿Dónde se almacenan las grasas de reserva en el organismo? Explica qué ocurre en el tejido adiposo cuando el cuerpo necesita energía (lipólisis) y qué moléculas se…

¿Dónde se almacenan las grasas de reserva en el organismo? Explica qué ocurre en el tejido adiposo cuando el cuerpo necesita energía (lipólisis) y qué moléculas se liberan entonces a la sangre.

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El catabolismo de las proteínas

Tras una dieta casi solo de carne, o en un ayuno largo, la orina contiene mucha más urea. ¿Cómo aprovecha la célula el esqueleto carbonado de una proteína sin intoxicarse con el nitrógeno que contiene?

Los aminoácidos que llegan con la dieta pueden seguir tres destinos: fabricar nuevas proteínas (el destino prioritario con una dieta equilibrada), transformarse en otras moléculas nitrogenadas (por ejemplo, nucleótidos u hormonas) o degradarse para obtener energía. Como el cuerpo no almacena proteínas de reserva, los aminoácidos que sobran se degradan.

Desaminación de un aminoácido: el grupo amino se separa del esqueleto carbonado; el amonio llega al hígado, que lo convierte en urea para eliminarla en la orina, y el esqueleto carbonado entra como piruvato, acetil-CoA o intermedio en el ciclo de Krebs. aminoácido H₂N COOH R H grupo amino (NH₃⁺) hígado ciclo de la urea O H₂N NH₂ urea orina esqueleto carbonado piruvato acetil-CoA Krebs intermedios del ciclo
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Los aminoácidos de las proteínas ingeridas pueden seguir tres destinos: fabricar nuevas proteínas, transformarse en otras moléculas nitrogenadas o degradarse para…

Los aminoácidos de las proteínas ingeridas pueden seguir tres destinos: fabricar nuevas proteínas, transformarse en otras moléculas nitrogenadas o degradarse para obtener energía. Explícalos brevemente e indica cuál es el prioritario cuando la dieta es equilibrada.

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Un punto de encuentro: el acetil-CoA

Diagrama de integración metabólica que muestra la convergencia de carbohidratos, lípidos y proteínas en el acetil-CoA y el ciclo de Krebs. carbohidratos lípidos proteínas acetil-CoA ciclo de Krebs → cadena respiratoria → ATP

Vuelve al principio: Ixchel agota su glucosa de reserva y sigue con la β-oxidación de sus grasas, que entregan acetil-CoA al mismo ciclo de Krebs. Y en un ayuno largo, el cuerpo pasa de grasas a cuerpos cetónicos y, solo en el extremo, a sus propias proteínas.

Resumen

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