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El metabolismo · El metabolismo celular

El catabolismo de lípidos y proteínas

La glucosa no es el único combustible de la célula. Cuando el cuerpo necesita energía extra, o cuando ayuna, recurre también a las grasas almacenadas y, en último extremo, a sus propias proteínas. Todas esas rutas, por caminos distintos, terminan convergiendo en el mismo punto: el ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs).

La β-oxidación de los ácidos grasos

Un gramo de grasa almacena $38\text{ kJ}$ ($9\text{ kcal}$), más del doble que uno de glucosa ($17\text{ kJ}$), lo que permite a las aves migratorias volar miles de millas sin ingerir alimento: ¿cómo descompone la célula esas larguísimas cadenas hidrocarbonadas para extraer de ellas tantísima 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 qué se llama β-oxidación?

Los carbonos de un ácido graso se numeran desde el extremo unido a la CoA: el C1 es el carbono del grupo carbonilo, el C2 es el carbono α y el C3 es el carbono β. En cada ronda se oxida el carbono β y se rompe el enlace entre el C2 y el C3, así que se libera un fragmento de dos carbonos (acetil-CoA) y la cadena queda más corta.

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Explica qué es la β-oxidación, en qué lugar de la célula ocurre y qué producto entrega al ciclo de Krebs. Indica además qué moléculas cargadas de electrones se generan…

Explica qué es la β-oxidación, en qué lugar de la célula ocurre y qué producto entrega al ciclo de Krebs. Indica además qué moléculas cargadas de electrones se generan durante el proceso.

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En la β-oxidación, los ácidos grasos se van acortando de dos en dos átomos de carbono. Explica por qué recibe ese nombre (sobre qué carbono de la cadena se produce la…

En la β-oxidación, los ácidos grasos se van acortando de dos en dos átomos de carbono. Explica por qué recibe ese nombre (sobre qué carbono de la cadena se produce la oxidación) y qué fragmento se libera en cada ronda del proceso.

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Un ácido graso saturado de $18$ átomos de carbono se degrada por completo por β-oxidación. Calcula cuántas rondas de β-oxidación son necesarias y cuántas moléculas de…

Un ácido graso saturado de $18$ átomos de carbono se degrada por completo por β-oxidación. Calcula cuántas rondas de β-oxidación son necesarias y cuántas moléculas de acetil-CoA se obtienen, razonando el cálculo.

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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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Antes de oxidarse, los ácidos grasos deben activarse uniéndose a la coenzima A. Explica qué es la coenzima A y qué papel general desempeña como transportadora de grupos…

Antes de oxidarse, los ácidos grasos deben activarse uniéndose a la coenzima A. Explica qué es la coenzima A y qué papel general desempeña como transportadora de grupos acilo en el metabolismo.

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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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Razona por qué 1 g de grasa rinde más ATP que 1 g de glucosa, haciendo referencia al grado de reducción de los carbonos de la cadena hidrocarbonada de los ácidos grasos…

Razona por qué 1 g de grasa rinde más ATP que 1 g de glucosa, haciendo referencia al grado de reducción de los carbonos de la cadena hidrocarbonada de los ácidos grasos y a la cantidad de electrones que pueden entregar a la cadena respiratoria.

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El catabolismo de las proteínas

En ayunos prolongados o tras una dieta estrictamente proteica, el organismo consume sus propios aminoácidos como combustible, pero la orina aumenta drásticamente su concentración de urea: ¿cómo aprovecha la célula el esqueleto carbonado de una proteína sin intoxicarse con el nitrógeno que contiene?

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

Tres destinos de los aminoácidos

Los aminoácidos que llegan a la célula pueden seguir tres caminos: (1) sintetizar proteínas nuevas, (2) transformarse en otras moléculas nitrogenadas (por ejemplo, nucleótidos u otros aminoácidos) o (3) desaminarse y degradarse para obtener energía. Con una dieta equilibrada, el destino prioritario es el primero: construir y reparar proteínas. La tercera vía es el último recurso, porque gastar proteínas para obtener ATP quita material a las funciones estructurales y enzimáticas.

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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 glúcidos, lípidos y proteínas en el acetil-CoA y el ciclo de Krebs. glúcidos lípidos proteínas acetil-CoA ciclo del ácido cítrico → ETC → ATP

Energía por gramo y combustible preferido

No todos los combustibles rinden lo mismo por gramo: los lípidos aportan unos $38\text{ kJ/g}$ ($9\text{ kcal/g}$), mientras que los glúcidos y las proteínas aportan unos $17\text{ kJ/g}$ ($4\text{ kcal/g}$). El orden es lípidos > glúcidos ≈ proteínas.

Aun así, la célula usa primero los glúcidos: la glucosa se moviliza rápido desde la sangre y el glucógeno, y es casi el único combustible del cerebro en condiciones normales. Las grasas se movilizan más despacio y se guardan como reserva a largo plazo. Las proteínas se dejan para el final porque cumplen funciones estructurales y enzimáticas, y su nitrógeno obliga a gastar ATP en producir urea.

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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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