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La oxidación metabólica y las enzimas oxidorreductasas son fundamentales en la producción de energía celular y la defensa antioxidante. Estos procesos incluyen la cadena respiratoria, fosforilación oxidativa y la síntesis de ATP, esenciales para la vida. La termodinámica rige estas reacciones, asegurando la transformación y transferencia de energía. Además, el metabolismo de nutrientes como carbohidratos, lípidos y proteínas es vital para la biosíntesis y la energía celular, con una regulación precisa que permite la adaptación a diferentes estados fisiológicos como el ayuno.
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La oxidación metabólica es un proceso clave en el que las moléculas pierden electrones, acoplado a la reducción de un aceptor de electrones
Oxidasas y deshidrogenasas
Las oxidasas y deshidrogenasas son fundamentales en la cadena respiratoria para la producción de ATP
Peroxidasas y catalasas
Las peroxidasas y catalasas protegen a la célula de daños oxidativos al descomponer peróxidos
Oxigenasas
Las oxigenasas participan en la incorporación de oxígeno en sustratos orgánicos, como en la hidroxilación de fármacos y esteroides
La enzima superóxido dismutasa es esencial para la defensa antioxidante, convirtiendo el radical superóxido en moléculas menos reactivas
La cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa son procesos intramitocondriales vitales para la producción de ATP
Los electrones derivados de la oxidación de nutrientes se transfieren a través de una serie de complejos proteicos en la membrana mitocondrial interna, generando un gradiente electroquímico utilizado para la producción de ATP
La producción de ATP se regula mediante el control respiratorio, que ajusta la actividad de la cadena respiratoria en función de la demanda energética de la célula
La membrana mitocondrial interna es selectivamente permeable, requiriendo transportadores específicos para el intercambio de metabolitos y iones
Aunque la fosforilación oxidativa es la principal ruta de síntesis de ATP, la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico también contribuyen en menor medida
El ATP es la moneda energética de la célula, proporcionando la energía necesaria para impulsar reacciones bioquímicas y procesos celulares
Los sistemas biológicos están sujetos a las leyes de la termodinámica, donde la Primera Ley establece que la energía se transforma y la Segunda Ley indica que los procesos espontáneos aumentan la entropía del universo
Las reacciones exergónicas liberan energía y pueden ocurrir espontáneamente, mientras que las reacciones endergónicas requieren un aporte de energía y deben estar acopladas a reacciones exergónicas para proceder
El ATP es crucial en el acoplamiento de reacciones, sirviendo como intermediario para la transferencia de energía entre reacciones
Los nutrientes proporcionan los componentes esenciales para la biosíntesis y la energía en los procesos celulares
Los carbohidratos, lípidos y proteínas se metabolizan para formar acetil-CoA, precursor de moléculas complejas como ácidos grasos y esteroides
El hígado regula la homeostasis de glucosa y aminoácidos en la sangre, y las vías metabólicas están organizadas en compartimentos celulares
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Función de las oxidasas y deshidrogenasas
Catalizan reacciones en la cadena respiratoria, esenciales para la producción de energía celular.
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Rol de las peroxidasas y catalasas
Descomponen peróxidos, protegiendo a la célula de daños oxidativos.
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Importancia de la enzima superóxido dismutasa
Convierte el radical superóxido en moléculas menos reactivas, crucial para la defensa antioxidante.
