El documento describe los procesos metabólicos de catabolismo y anabolismo. El catabolismo implica reacciones degradadoras que liberan energía, mientras que el anabolismo requiere energía para sintetizar moléculas complejas. Las rutas metabólicas como la glucólisis, beta-oxidación, ciclo de Krebs y respiración celular desempeñan un papel importante en estos procesos de degradación y síntesis que son esenciales para la vida.

1. metabolismo
el metabolismo constituye una propiedad inherente de la vida.
Todas las formas de vida, desde el microorganismo más simple,
las plantas, los animales superiores, hasta el hombre, se
manifiestan como sistemas altamente organizados, pero que
necesitan obligatoriamente intercambiar constantemente
sustancias y energías con el medio que los rodea o entorno.

2. • Del medio toman los productos necesarios, los transforman
haciéndolos asimilables, y con ellos forman sus propias
estructuras al mismo tiempo que se destina, por otro lado,
considerables cantidades de estos productos para la
obtencion de la energía requerida para todos los procesos
vitales del organismo.

3. • Todo esto es el metabolismo el que esta representado por el
conjunto de reacciones que constantemente están sucediendo
en cada organismo vivo en un momento determinado.
Metabolismo es sinónimo de vida, donde hay vida hay
metabolismo.

5. • El metabolismo está constituido por dos fases: anabolismo y
catabolismo, o fase anabolica y fase catabólica.
• pueden ser generalmente de dos tipos: reacciones de síntesis
donde se pasa de sustancias simples a sustancias complejas;
éstas constituyen el anabolismo y están caracterizadas por la
sintesis y reacciones donde el proceso es a la inversa, o sea,
reacciones de degradación donde las sustancias complejas se
degradan en otras más simples, que constituyen el
catabolismo.

6. Ambas reacciones forman un todo y solo podemos verlas
aisladas en su estudio particular, pues para que existan las
primeras (anabolismo) son necesarias las segundas
(catabolismo).
La vida se caracteriza por el constante intercambio de sustancia y
energía con el medio. Este grado de organizacion requiere,
como veremos más tarde, de cantidades apreciables de
energia la cual es obtenida a partir de la degradacion de las
sustancias adquiridas del entorno.

7. La organización de estructuras estables, la formación de compuestos
bioquimicos, la síntesis de las hormonas, proteínas, lípidos,
etcétera, todo lo cual constituye el anabolismo, requiere de
cantidades apreciables de energia, la cual debe ser producida a
partir de la degradación y posterior oxidacion de parte de las
sustancias asimiladas (catabolismo).

8. • Se comprende perfectamente que la cantidad de
energía liberada en el catabolismo tiene que ser
mayor que la consumida en el anabolismo para que
el proceso, como un todo, transcurra en ese sentido.

9. Rutas Metabólicas
Sucesión de reacciones químicas que
conducen de un sustrato (donde actúa la
enzima) inicial a uno o varios productos
finales, a través de una serie de
metabolitos intermediarios. Su conjunto da
lugar al metabolismo.
Sustrato Aa→Metabolito Bb→Metabolito
Cc→Producto Dd

10. Tipos de Rutas
Catabólicas
• Rutas oxidantes; se libera energía y poder
reductor y a la vez se sintetiza ATP.
• La glucólisis y la beta-oxidación.
Anabólicas
• Rutas reductoras en las que se consume
energía (ATP) y poder reductor.
• Gluconeogénesis y el ciclo de Calvin.

11. Anfibólicas
• Rutas mixtas, catabólicas y anabólicas.
• Ciclo de Krebs, que genera energía y poder reductor, y
precursores para la biosíntesis, ciclo de la urea.

12. GLUCOLISIS
Proceso catabólico que parte de la Glucosa-6-Fosfato (G6P) y finaliza en el
Piruvato. El piruvato pasará al Ciclo de Krebs, como parte de la respiración
aeróbica. G6P puede obtenerse fosfatando glucógeno o almidón con ATP.
En su fase inicial de activación que consume energía en forma de ATP. Va
de la G6P al GAP (Glucosa fosfatada). La siguiente fase es de rendimiento
energético. De GAP -> piruvato En puntos clave hay enzimas alostéricas. El
piruvato es el inicio de varias rutas anabólicas Consume 6 moléculas de
ATP

13. B-OXIDACIÓN
Proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual sufren
remoción mediante la oxidación de un par de átomos de
carbono sucesivamente en cada ciclo del proceso, hasta que
el ácido graso se descomponga por completo en forma de
moléculas acil- CoA, oxidados en la mitocondria para formar
ATP. Cada paso comporta cuatro reacciones: Oxidación por
FAD Hidratación Oxidación por NAD+ Tiólisis La ruta es cíclica,
cada paso termina con la formación de una acil-CoA acortada
en dos carbonos.

14. GLUCONEOGÉNESIS
sintetiza glucosa a partir de: ácido láctico, aminoácidos
o algún metabolito del ciclo de Krebs. Ocurre en el
hígado y en parte en el riñón No es exactamente
inversa a la glucólisis. Algunas enzimas son glucolíticas
y gluconeogénicas pero la Gluconeogénesis posee
enzimas específicas.

15. CICLO DE KREBS
Forma parte de la respiración celular en todas las
células aeróbicas. Es parte de la vía catabólica que
realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y
aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía en
forma utilizable (poder reductor y GTP). Proporciona
precursores para muchas biomoléculas, como ciertos
aminoácidos.

16. CICLO DE LA UREA
La mayoría del ciclo de la urea es citosolico, pero la ornitina transcarboxilasa es
intramitocondrial. En el ciclo principal, el nitrógeno entra por medio del amonio
(NH4) y mediante la Carbomil- P sintetasa forma Carboamil-P NH3. Este
compuesto se une a la ornitina y mediante la ornitina trans carboxilasa forma
Citrulina, luego argininasuccinato al unirse un aspartato (via la argininasuccinato
sintetasa). Este último compuesto se descompone en fumarato y arginina. Esta se
degrada en Urea, la cual se elimina a los riñones y en ornitina, para reiniciar el
ciclo. Corresponde a la vía metabólica usada para eliminar los desechos
nitrogenados del organismo. Los diversos compuestos pueden entrar por casi
cualquier parte del ciclo, y el producto final de desecho es la urea.

17. catabolismo
• El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo y su
finalidad es la obtención de energía.
• Las moléculas orgánicas son transformadas en otras más
sencillas que intervendrán en otras reacciones metabólicas
hasta transformarse en los productos finales del
catabolismo, que son expulsados de la célula. Son los
llamados productos de excreción (CO2, NH3, urea, ácido
úrico, etc.).
• La energía liberada en el catabolismo es almacenada en los
enlaces ricos en energía del ATP y posteriormente podrá ser
reutilizada.

18. Ocurre en tres faces.
• Fase I face inicial o preparatoria: las grandes
moléculas se degradan (polisacáridos a
monosacáridos; los lípidos a ác. grasos y glicerina,
y las proteínas a aminoácidos).
• Fase II o fase intermedia: los productos de la
fase I, son convertidos en una misma moléculas,
más sencillas el Acetil-coenzima A (acetil CoA).
• Fase III o fase final: en la que el acetil-CoA (se
incorpora al ciclo de Krebs) da lugar a moléculas
elementales CO2 y H2O.

19. Tipos de catabolismo
• Tipos de catabolismo
• Según sea la naturaleza del aceptor final de electrones, se
distinguen dos tipos de catabolismo:
1. Respiración aerobia
2. Respiración anaerobia
• En la respiración la molécula que se reduce es un
compuesto inorgánico. Si es el oxígeno (O2) se denomina
respiración aeróbica, y si es una sustancia distinta del
oxígeno, se denomina respiración anaeróbica.

20. Catabolismo
Respiración
Aerobia
Aceptor final el O2
Anaerobia
Aceptor final
molécula inorgánica
distinta del O2
Oxidación total de la materia
orgánica.
Los productos de reacción no
contienen energía.
Se libera toda la energía.
Fermentació
n
Láctica
Alcohólica
Oxidación parcial de la materia
orgánica.
Los productos de reacción contienen
todavía energía.
Se libera poca energía
El aceptor final de electrones es una
molécula orgánica.

21. Aminoácidos
Acido pirúvico
GrasasGlúcidos
Desaminación
Beta
oxidación
Glucólisis
Acetil coA
Ciclo de
Krebs
Procesos catabólicos aerobios

22. Catabolismo de grasas.
• Tiene lugar en la matriz mitocondrial.
• Cada gramo de triglicérido contiene más del doble
de kilocalorías que 1 g de glucosa o de
aminoácidos.
• Las grasas son ricas en calorías porque contienen
un gran número de átomos de hidrógeno.
• El glicerol es fosforilado y luego oxidado a PGAL
(gliceraldehído-3-fosfato) y entonces sigue la ruta
de la glucólisis, pero el 95% de la energía de las
grasas reside en los ácidos grasos.

23. Grasas
Glicerol Glucólisis
Ácidos grasos -oxidación

24. Catabolismo de aminoácidos
• Las proteínas y los péptidos extracelulares tienen que hidrolizarse primero a
aminoácidos para poder usarse como fuente energética.
• En las proteínas hay 20 aminoácidos con diversos esqueletos carbonados, por lo
que hay 20 rutas catabólicas distintas para la degradación de los aminoácidos.
• Estas veinte rutas catabólicas de los aminoácidos convergen en 5 puntos de entrada
al ciclo de Krebs: acetil coenzima A, -cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato u
oxaloacetato.
• En el hombre los aminoácidos sólo aportan del 10% al 15% de la producción
energética corporal, por lo que sus rutas degradativas son mucho menos activas
que la glucólisis y la oxidación de los ácidos grasos. En cambio, los animales
carnívoros pueden obtener hasta el 90% de sus necesidades energéticas a partir de
la oxidación de los aminoácidos ingeridos

25. Existen tres causas para que exista una
degradación de aminoácidos.
• Que durante el recambio proteico normal algunos
de los aminoácidos no se necesiten para la
síntesis de nuevas proteínas.
• Que la dieta sea muy rica en proteínas (los
aminoácidos no se pueden almacenar; las
semillas de algunas plantas almacenan proteínas
de reserva para las necesidades del embrión tras
la germinación)
• Que el organismo se encuentre en estado de
inanición, recurriendo entonces a todas sus
reservas.

26. • Los esqueletos hidrocarbonados de los aminoácidos generalmente van a
parar el ciclo de Krebs y de allí se oxidan para producir energía química o
se canalizan hacia la gluconeogénesis (se vuelven a transformar en
azúcares y se almacenan como glucógeno).
• El grupo amino se elimina por transaminación. Esta etapa de separación
del grupo amino resulta ser el comienzo de todas las rutas catabólicas de
los aminoácidos. En general, los grupos amino se utilizan en forma muy
conservadora en los sistemas biológicos, debido a que sólo unos pocos
microorganismos (algunas bacterias y cianobacterias) pueden convertir el
nitrógeno atmosférico en nitrógeno utilizable. El hombre y otros animales
(mamíferos terrestres y anfibios) excretan el nitrógeno en forma de urea,
pero hay animales que eliminan nitrógeno en forma de ácido úrico (aves y
reptiles terrestres) y otros animales y microorganismos lo hacen
directamente en forma de amoníaco (la mayoría de los peces).

27. AMINOÁCIDOS
No se excretan
No se almacenan
Producción de
energía
α-amino
Excreción
Urea
Esqueleto
carbonado
Intermediarios del
ciclo de Krebs
AA Mixtos
AA Cetogénicos

28. Fermentación.
• Conjunto de rutas metabólicas, que se realizan
en el hialoplasma, por las cuales se obtiene
energía por la oxidacion incompleta de
compuestos orgánicos.
• Los electrones liberados en esta oxidación son
aceptados por un compuesto orgánico sencillo
que es el producto final de la fermentación.
• El rendimiento energético es bajo

29. Tipos de fermentación.
• Fermentación anaerobia, son las más típicas; no
requieren oxígeno.
• Fermentación láctica.En la que el producto final que
se obtiene es ácido láctico (fermentación
homoláctica) unido, en ocasiones, a otros
compuestos (heteroláctica). La realizan ciertas
bacterias como las del género Lactobacillus
(utilizadas para la obtención de yogur y queso) y las
células musculares cuando el aporte de oxígeno es
insuficiente.

30. Fermentación butírica.
• Consiste en la descomposición de sustancias glucídicas de
origen vegetal, como el almidón y la celulosa, en
determinados productos como el ácido butírico, el
hidrógeno, el dióxido de carbono y otras sustancias
malolientes. Se producen entre otros sitios en el rumen de
los herbívoros.
• La realizan bacterias anaerobias como Bacillus amilobacter y
Clostridium butiricum.
• La fermentación butírica tiene gran importancia, ya que
contribuye a la descomposición de los restos vegetales en el
suelo.

31. ANABOLISMO.
• Es un conjunto de procesos metabólicos en el
cual resultan sintetizadas las sustancias más
complejas, partiendo de otras más sencillas, con
el consiguiente gasto de energía tomada de los
ATP producidos durante las faces catabólicas.
• Las moléculas sinterizadas pueden:
1.Formar parte de la propia estructura de la célula.
2.Ser almacenadas y utilizadas como fuente de
energía.
3.Ser exportadas al interior de la célula.

32. El anabolismo de las grasas
puede desarrollarse de dos maneras diferentes:
• Las grasas procedentes de los alimentos desdobladas
durante la digestión en glicerina y ácidos grasos, son
reconstruidas nuevamente apenas absorbidas por el
intestino. Una pequeña cantidad ingresa en el hígado, donde
es almacenada, pero la mayor parte va a través del sistema
linfático a almacenarse en los tejidos del cuerpo.
• Las grasas pueden formarse en el organismo a expensas de
los glúcidos. Este proceso metabólico exige la formación por
una parte de glicerina, y por otra de ácidos grasos.

33. Anabolismo de aminoácidos.
Las plantas son capaces de sintetizar los veinte
aminoácidos, pero muchos animales no pueden
sintetizar diez de ellos, y deben tomarlos de la
dieta, por lo que se denominan “aminoácidos
esenciales“ y, en el ser humano, son 10:
• Arginina,Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina,
Metionina, Fenilalanina, Treonina, Triptofano y
Valina

34. Los vegetales son capaces de fabricar los
aminoácidos mediante la fotosíntesis del
Nitrógeno, cosa que no pueden hacer los
animales que los absorben tras la digestión de
las proteínas.
En ambos casos, los aminoácidos deben
unirse para formar cadenas de péptidos que
después se unen para formar proteínas
mediante transcripción y traducción genética.

35. Cadena respiratoria
• Es un conjunto de proteínas transportadoras de electrones
situado en la membrana interna de la mitocondria, capaces de
generar un gradiente electroquímico de protones para la
síntesis de ATP.
• Están ordenados por orden creciente de potencial REDOX (de
más reductor a menos reductor)
– Más reductor: NADH+H+ : -0’32 voltios
– Menos reductor: par oxígeno-agua: +0’82 voltios
• A ella llegan las moléculas reducidas (NADH+H+, FADH2, etc)
producidas en otras rutas metabólicas.

36. Fosforilación oxidativa.
• Este proceso metabólico está formado por un conjunto
de enzimas complejas que catalizan varias reacciones
de óxido-reducción, donde el oxígeno es el aceptor
final de electrones y donde se forma finalmente agua.
• La fosforilación oxidativa junto con la fotofosforilación
(síntesis de ATP impulsada por luz) son los dos
procesos transductores de energía más importante en
la biósfera.
• De una molécula de glucosa se obtienen 38 moléculas
de ATP mediante la fosforilación oxidativa.

37. • En las células eucariotas este proceso se lleva a cabo en las
mitocondrias.
• La fosforilación oxidativa comienza con la entrada de e- en
la cadena respiratoria.
• Los e- pasan a través de una serie de transportadores
incluidos en la membrana interna mitocondrial.
• Los transportadores electrónicos mitocondriales funcionan
dentro de complejos proteicos ordenados en serie.
• La cadena de transporte de e- es un proceso exergónico, que
libera energía suficiente para la síntesis de ATP.
• Existe una translocación de H+ desde la matriz hacia el EIM
(fuerza protomotriz).
• Síntesis de ATP por ATP sintasa.

38. • Los animales (y todos los seres vivos) son máquinas químicas
• La energía química (G) de los sustratos (alimentos) que se
oxidan genera un gradiente electroquímico de H+ a través de
la membrana interna mitocondrial
• El gradiente electroquímico de H+ (G) se utiliza para la
producción de ATP (la F1-ATPasa es un rotor molecular)
• La energía química del ATP (G) se utiliza para que puedan
ocurrir las reacciones endergónicas.