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Conceptos Fundamentales del Metabolismo

El metabolismo es esencial para la vida, abarcando reacciones químicas que mantienen la función celular. Incluye anabolismo y catabolismo, procesos que sintetizan moléculas y liberan energía. La glucólisis y el ciclo de Krebs son cruciales para la energía, mientras que la fermentación actúa en ausencia de oxígeno. La interconexión entre el metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas es vital para la homeostasis energética, destacando el ciclo de Cori en la colaboración entre tejidos.

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1

Definición de metabolismo

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Conjunto de reacciones químicas en células para mantener la vida.

2

Proceso de síntesis de proteínas

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Anabolismo transforma aminoácidos en proteínas complejas.

3

Función del catabolismo

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Degradación de moléculas para liberar energía en forma de ATP.

4

Las vías metabólicas son secuencias de reacciones que transforman sustancias en la ______.

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célula

5

Existen dos tipos de rutas metabólicas: las ______ que construyen moléculas y las ______ que las descomponen.

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anabólicas catabólicas

6

Un método de regulación es la ______ por retroalimentación, que controla la producción de sustancias.

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inhibición

7

La modificación ______ de enzimas y la variación en la ______ génica son formas de controlar el metabolismo.

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covalente expresión

8

Productos de la glucólisis

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La glucólisis produce piruvato, ATP y NADH como productos principales.

9

Destino del piruvato en ausencia de oxígeno

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En anaerobiosis, el piruvato se convierte en lactato o en etanol y CO2 mediante la fermentación.

10

Transformación del piruvato con oxígeno

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Con oxígeno, el piruvato se descarboxila a acetil-CoA, entrando en el ciclo del ácido cítrico.

11

El ciclo del ______ cítrico, también conocido como ciclo de ______, sucede en la matriz ______.

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ácido Krebs mitocondrial

12

Durante la fosforilación ______, se produce ATP aprovechando la energía de los electrones de NADH y ______.

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oxidativa FADH2

13

Regeneración de NAD+ en fermentación

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La fermentación regenera NAD+ para mantener la glucólisis activa en ausencia de oxígeno.

14

Productos de la fermentación láctica

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Convierte piruvato en lactato, común en músculos durante ejercicio intenso y en eritrocitos.

15

Eficiencia energética de la fermentación

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Produce solo 2 ATP por glucosa, menos eficiente que la respiración aeróbica.

16

El glicerol, derivado de la degradación de ______, puede convertirse en gliceraldehído-3-fosfato para la glucólisis.

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triglicéridos

17

Ciertos aminoácidos pueden transformarse mediante transaminación o desaminación en intermediarios del ______.

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ciclo del ácido cítrico

18

La interconexión de rutas metabólicas es vital para la adaptación a distintos estados ______.

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nutricionales

19

Esta interconexión permite que el cuerpo mantenga la homeostasis ______ y la disponibilidad de sustratos para biomoléculas esenciales.

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energética

20

Relación entre lactato y ejercicio intenso

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Durante el ejercicio intenso, los músculos producen lactato que luego es transportado al hígado.

21

Transformación hepática del lactato

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El hígado convierte el lactato en glucosa mediante la gluconeogénesis.

22

Uso de glucosa reciclada por los músculos

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La glucosa producida en el hígado se libera al torrente sanguíneo y es utilizada por los músculos como energía.

Preguntas y respuestas

Aquí tienes una lista de las preguntas más frecuentes sobre este tema

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Conceptos Fundamentales del Metabolismo

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas vitales que se llevan a cabo en las células de los seres vivos, permitiendo el mantenimiento de la vida. Se divide en dos procesos complementarios: el anabolismo y el catabolismo. El anabolismo es el conjunto de reacciones de síntesis que forman moléculas complejas a partir de precursores más simples, como la formación de proteínas a partir de aminoácidos. El catabolismo, en contraste, implica la degradación de moléculas orgánicas, liberando energía en forma de ATP, como sucede en la oxidación de la glucosa. Ambos procesos son fundamentales para la producción de energía, la síntesis de componentes celulares y la regulación de las funciones vitales.
Tubos de ensayo de vidrio con líquidos de colores variados en gradilla metálica, con equipo de laboratorio desenfocado al fondo y reflejos de luz.

Rutas Metabólicas y su Regulación

Las rutas metabólicas son secuencias de reacciones enzimáticas cuidadosamente orquestadas que transforman sustancias químicas en la célula. Estas rutas pueden ser anabólicas, sintetizando moléculas complejas, o catabólicas, descomponiendo sustancias para liberar energía. La regulación metabólica asegura la eficiencia y la respuesta adecuada a las necesidades celulares, y se logra mediante mecanismos como la inhibición por retroalimentación, donde el producto final de una ruta metabólica puede inhibir una enzima clave, previniendo la sobreproducción de dicho producto. Además, la modificación covalente de enzimas y la variación en la expresión génica de las enzimas son otros métodos de regulación metabólica.

La Glucólisis como Proceso Central del Metabolismo Energético

La glucólisis es una ruta catabólica fundamental que transforma la glucosa en piruvato, con la producción concomitante de ATP y NADH, que son esenciales para la obtención de energía celular. Este proceso se desarrolla en dos fases: la fase de inversión de energía, que requiere la inversión de ATP para fosforilar la glucosa, y la fase de generación de energía, que resulta en la producción neta de ATP y NADH. En ausencia de oxígeno, el piruvato puede ser reducido a lactato o convertido en etanol y CO2 en la fermentación. Con oxígeno, el piruvato se descarboxila a acetil-CoA, que se incorpora al ciclo del ácido cítrico para una producción energética más eficiente.

El Ciclo de Krebs y la Cadena Respiratoria en la Producción de Energía

El ciclo del ácido cítrico, o ciclo de Krebs, es una serie de reacciones enzimáticas que ocurren en la matriz mitocondrial, donde el acetil-CoA se oxida completamente a dióxido de carbono (CO2). Durante este proceso, se generan NADH y FADH2, que son portadores de electrones ricos en energía. Estos electrones son transferidos a través de la cadena respiratoria, ubicada en la membrana mitocondrial interna, donde su energía se utiliza para sintetizar ATP mediante fosforilación oxidativa. Este proceso es el principal medio de producción de energía en células aeróbicas y es vital para la supervivencia de organismos que dependen del oxígeno.

Fermentación: Ruta Alternativa en Ausencia de Oxígeno

La fermentación es un proceso metabólico que permite la regeneración de NAD+ en condiciones anaeróbicas, posibilitando la continuación de la glucólisis y la producción de ATP. La fermentación láctica, que se produce en tejidos como el músculo durante el ejercicio intenso y en eritrocitos, convierte el piruvato en lactato. La fermentación alcohólica, realizada por ciertos microorganismos como levaduras, produce etanol y CO2. Aunque la fermentación permite la obtención de energía en ausencia de oxígeno, es considerablemente menos eficiente que la respiración aeróbica, generando solo 2 moléculas de ATP por molécula de glucosa.

Integración del Metabolismo de Carbohidratos con Otras Vías Metabólicas

El metabolismo de carbohidratos está intrínsecamente conectado con el metabolismo de lípidos y proteínas. Por ejemplo, el glicerol, un subproducto de la degradación de triglicéridos, puede ser fosforilado a gliceraldehído-3-fosfato e ingresar a la glucólisis. Asimismo, ciertos aminoácidos pueden ser transaminados o desaminados para formar intermediarios que entran en el ciclo del ácido cítrico. Esta interconexión metabólica es crucial para la adaptación a diferentes estados nutricionales, permitiendo que el organismo mantenga la homeostasis energética y la disponibilidad de sustratos para la síntesis de biomoléculas esenciales.

El Ciclo de Cori: Un Puente entre Metabolismo Muscular y Hepático

El ciclo de Cori facilita la interacción entre el metabolismo muscular y hepático, especialmente durante el ejercicio intenso. El lactato producido en los músculos es transportado al hígado, donde se convierte nuevamente en glucosa a través de la gluconeogénesis. Esta glucosa puede ser liberada al torrente sanguíneo y ser utilizada nuevamente por los músculos como fuente de energía. Este ciclo es un ejemplo de cómo los diferentes tejidos colaboran para mantener la homeostasis energética y la eficiencia metabólica en el organismo.