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BLOQUE II: El sistema de aporte y utilización de energía Tema 2. Fundamentos del metabolismo energético A. El metabolismo humano: conceptos de catabolismo y anabolismo. B.-Principales vías metabólicas de obtención de energía. C. Metabolismo aeróbico y anaeróbico D. Metabolismo energético y actividad física. E.-Fisiología de la fatiga y la recuperación.
En cada ruta metabólica se llevan a cabo una serie de reacciones químicas sobre una sustancia que la modifican para convertirlas en otras moléculas.
Fundamentos del metabolismo energético
ENZIMA
sustrato producto
Fundamentos del metabolismo energético
Un ejemplo de ruta metabólica: la glicólisis
Las rutas pueden ser lineales, cíclicas…
Fundamentos del metabolismo energético
Es muy difícil llegar a entender la enorme cantidad de reacciones que se producen en una sola célula en un segundo
Fundamentos del metabolismo energético
En esta maraña de reacciones podemos distinguir dos tipos de reacciones diferentes
Fundamentos del metabolismo energético
La sustancia química que actúa como “moneda energética” es el llamado Adenosín Trifosfato (ATP)
Fundamentos del metabolismo energético
Cuando la célula necesita energía descompone el ATP: Cuando una reacción química genera energía la célula la guarda en forma de ATP
ATP → ADP + Pi + Energía
Energía + ADP + Pi → ATP
Fundamentos del metabolismo energético
O
O
Energía contenida
en los nutrientes
Glúcidos
Grasas
Proteínas
Productos pobres
en energía
Macromoléculas
Glúcidos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
Energía
Química
Moléculas
precursoras
Aminoácidos
Monosacáridos
Ácidos grasos
Bases nitrogenadas
Fundamentos del metabolismo energético
1ª ETAPA: GLICÓLISIS. Se lleva a cabo en el citoplasma celular. Son nueve reacciones que conducen desde la glucosa hasta 2 moléculas de ácido pirúvico. No requiere Oxígeno. Sólo genera 2 moléculas de ATP
1 molécula con 6 átomos de carbono orgánico ricos en energía
2 moléculas de 3 átomos de carbono orgánico ricos en energía
+
Fundamentos del metabolismo energético
En presencia de oxígeno el ácido pirúvico va a entrar en la mitocondria y se va a convertir en otra sustancia, el acetil Coenzima A 2ª ETAPA RESPIRACIÓN CELULAR Discurre ya en la mitocondria, consta a su vez de tres procesos consecutivos: -Ciclo de Krebs -Cadena de transporte electrónico -Fosforilación oxidativa
En la respiración celular es donde se produce la mayor parte de la energía: hasta 36 moléculas de ATP más
Fundamentos del metabolismo energético
CO2
CO2
CO2
CADENA DE TRANSPORTE ELECTRÓNICO
Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
O2 H2O
ATP
Ácido pirúvico
Acetil CoA
Carbono inorgánico Pobre en energía
Ciclo de Krebs
Poder reductor
Fundamentos del metabolismo energético
Fundamentos del metabolismo energético
ATP
Glicólisis
Respiración celular
El otro combustible de las células son las grasas que se convierten en ácidos grasos.
Glic
erin
a
Glic
erin
a
+
Fundamentos del metabolismo energético
3 ácidos grasos
Fundamentos del metabolismo energético
Los aminoácidos de las proteínas también se pueden oxidar para producir energía incorporándolos en diferentes puntos del catabolismo
Previamente han de sufrir un proceso de eliminación del grupo amino (NH2) y esto genera amoniaco(NH3), una sustancia tóxica que debe ser eliminado del medio celular
Fundamentos del metabolismo energético
Fundamentos del metabolismo energético
RESUMEN DE LOS PROCESOS QUE
FORMAN PARTE DEL CATABOLISMO ENERGÉTICO
El destino del ácido pirúvico depende de la disponibilidad
de O2…
Glucosa
Acetil CoA
Ac Pirúvico
Glicólisis
CO2
Respiración celular
Aerobiosis: en presencia de oxígeno
Fundamentos del metabolismo energético
O2
El destino del ácido pirúvico depende de la disponibilidad
de O2…
Glucosa
Ácido láctico Etanol + 2 CO2
Ac Pirúvico
Glicólisis
Fermentación láctica
Fermentación alcohólica
Fundamentos del metabolismo energético
Anaerobiosis: sin oxígeno
Ciclo de Cori
En condiciones de falta de O2 el músculo puede funcionar un tiempo produciendo lactato que es convertido de nuevo en el hígado en glucosa.
Fundamentos del metabolismo energético
MÚSCULO HÍGADO