El documento describe los procesos metabólicos de catabolismo y anabolismo. El catabolismo incluye la degradación de moléculas como proteínas, lípidos y carbohidratos para producir energía en forma de ATP. La mayoría de las vías catabólicas convergen en el ciclo de Krebs. El anabolismo implica la síntesis de moléculas como proteínas, glúcidos y lípidos a partir de moléculas más pequeñas, requiriendo energía. La glucólisis es la primera etapa del

1. METABOLISMO.METABOLISMO.
Departamento de FisiologíaDepartamento de Fisiología
Celular.Celular.
Dra. Carolina Rodríguez Navarro.Dra. Carolina Rodríguez Navarro.

2. METABOLISMO.METABOLISMO.
 Etimológicamente el origen de la palabraEtimológicamente el origen de la palabra
metabolismo procede delmetabolismo procede del griegogriego metabolé,metabolé, queque
significa cambio, transformación. Elsignifica cambio, transformación. El
metabolismometabolismo es el conjunto dees el conjunto de
reacciones bioquímicasreacciones bioquímicas común en todos loscomún en todos los
seres vivosseres vivos, que ocurren en las, que ocurren en las célulascélulas, para la, para la
obtención e intercambio de materia yobtención e intercambio de materia y energíaenergía
con elcon el medio ambientemedio ambiente y síntesis dey síntesis de
macromoléculasmacromoléculas a partir de compuestosa partir de compuestos
sencillos con el objetivo de mantener lossencillos con el objetivo de mantener los
procesos vitales (procesos vitales (nutriciónnutrición,, crecimientocrecimiento,, relaciónrelación
yy reproducciónreproducción) y la) y la homeostasishomeostasis..

3.  Esta energía se almacena como unionesEsta energía se almacena como uniones
químicas de alta energía en moléculasquímicas de alta energía en moléculas
transportadoras activadas, como el ATP ytransportadoras activadas, como el ATP y
el NADPH que, a su vez, sirven comoel NADPH que, a su vez, sirven como
fuentes transportables de los gruposfuentes transportables de los grupos
químicos y los electrones que sequímicos y los electrones que se
requieren para la biosíntesis.requieren para la biosíntesis.

4.  El metabolismo se ha separado enEl metabolismo se ha separado en
anabolismoanabolismo yy catabolismocatabolismo, según las, según las
necesidades de síntesis de determinadasnecesidades de síntesis de determinadas
moléculas, estos dos procesosmoléculas, estos dos procesos
catabolismo y anabolismo integran elcatabolismo y anabolismo integran el
metabolismo celular.metabolismo celular.

5.  ElEl catabolismocatabolismo es la parte del metabolismo quees la parte del metabolismo que
consiste en la transformación de moléculasconsiste en la transformación de moléculas
orgánicas o biomoléculas complejas enorgánicas o biomoléculas complejas en
moléculas sencillas y en el almacenamiento demoléculas sencillas y en el almacenamiento de
la energía química desprendida en forma dela energía química desprendida en forma de
enlaces fosfato de moléculas de ATP, medianteenlaces fosfato de moléculas de ATP, mediante
la destrucción de las moléculas que contienenla destrucción de las moléculas que contienen
gran cantidad de energía en los enlacesgran cantidad de energía en los enlaces
covalentes que la forman, en reaccionescovalentes que la forman, en reacciones
químicas exotérmicas.químicas exotérmicas.

6.  El catabolismo es el proceso inverso delEl catabolismo es el proceso inverso del
anabolismo. La palabra catabolismoanabolismo. La palabra catabolismo
procede del griegoprocede del griego katakata que significaque significa
hacia abajo.hacia abajo.

7.  Las proteínas, los lípidos y losLas proteínas, los lípidos y los
polisacáridos que componen la mayorpolisacáridos que componen la mayor
parte del alimento que ingerimos separte del alimento que ingerimos se
deben degradar en moléculas másdeben degradar en moléculas más
pequeñas antes de que nuestras célulaspequeñas antes de que nuestras células
puedan utilizarlas, sea como fuente depuedan utilizarlas, sea como fuente de
energía o como bloques de construcciónenergía o como bloques de construcción
de otras moléculas.de otras moléculas.

8.  La mayoría de las vías catabólicas convergenLa mayoría de las vías catabólicas convergen
en el ciclo de Krebs.en el ciclo de Krebs.
 El ciclo de Krebs constituye la segunda etapaEl ciclo de Krebs constituye la segunda etapa
deldel catabolismo de carbohidratoscatabolismo de carbohidratos. La. La glucólisisglucólisis
rompe la glucosa (6 carbonos) generando dosrompe la glucosa (6 carbonos) generando dos
moléculas de piruvato (3 carbonos). Enmoléculas de piruvato (3 carbonos). En
eucariotas el piruvato se desplaza al interior deeucariotas el piruvato se desplaza al interior de
lala mitocondriamitocondria (gracias a un transportador(gracias a un transportador
específico de membrana interna). En la matrizespecífico de membrana interna). En la matriz
mitocondrial produce acetil-CoA que entra en elmitocondrial produce acetil-CoA que entra en el
ciclo de Krebs.ciclo de Krebs.

9.  En elEn el catabolismo de proteínascatabolismo de proteínas, los enlaces, los enlaces
peptídicos de las proteínas son degradados porpeptídicos de las proteínas son degradados por
acción deacción de enzimasenzimas proteasasproteasas en elen el
tracto digestivotracto digestivo liberando sus constituyentesliberando sus constituyentes
aminoacídicos. Estosaminoacídicos. Estos aminoácidosaminoácidos penetran enpenetran en
las células, donde pueden ser empleados paralas células, donde pueden ser empleados para
la síntesis de proteínas o ser degradados parala síntesis de proteínas o ser degradados para
producir energía en el ciclo de Krebs. Para suproducir energía en el ciclo de Krebs. Para su
entrada al ciclo deben eliminarse sus gruposentrada al ciclo deben eliminarse sus grupos
aminoamino (terminales y laterales) por acción de(terminales y laterales) por acción de
enzimasenzimas aminotransferasasaminotransferasas yy desaminasasdesaminasas,,
principalmente.principalmente.

10.  En elEn el catabolismo de grasascatabolismo de grasas, los triglicéridos son, los triglicéridos son
hidrolizadoshidrolizados liberandoliberando ácidos grasosácidos grasos yy glicerolglicerol. En el. En el
hígado el glicerol puede ser convertido en glucosa víahígado el glicerol puede ser convertido en glucosa vía
dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído-3-fosfato, por ladihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído-3-fosfato, por la
gluconeogénesisgluconeogénesis (ruta(ruta anabólicaanabólica). En muy diversos). En muy diversos
tejidos, especialmente entejidos, especialmente en músculo cardiacomúsculo cardiaco, los ácidos, los ácidos
grasos son degradados en la matriz mitocondrialgrasos son degradados en la matriz mitocondrial
mediante sucesivos ciclos demediante sucesivos ciclos de beta oxidaciónbeta oxidación que liberanque liberan
unidades de acetil-CoA, que pueden incorporarse alunidades de acetil-CoA, que pueden incorporarse al
ciclo de Krebs. En ocasiones, el ciclo de Krebs puedeciclo de Krebs. En ocasiones, el ciclo de Krebs puede
rendir propionil-CoA (3 carbonos), que puede emplearserendir propionil-CoA (3 carbonos), que puede emplearse
para la síntesis de glucosa en la gluconeogénesispara la síntesis de glucosa en la gluconeogénesis
hepática.hepática.

11.  ElEl anabolismoanabolismo oo biosíntesisbiosíntesis es una dees una de
las dos partes dellas dos partes del metabolismometabolismo,,
encargada de la síntesis o bioformaciónencargada de la síntesis o bioformación
dede moléculas orgánicasmoléculas orgánicas ((biomoléculasbiomoléculas))
más complejas a partir de otras másmás complejas a partir de otras más
sencillas o de lossencillas o de los nutrientesnutrientes, con, con
requerimiento derequerimiento de energíaenergía
 La palabra anabolismo se originó delLa palabra anabolismo se originó del
griegogriego AnaAna que significa arriba.que significa arriba.

12.  El anabolismo es el responsable de:El anabolismo es el responsable de:
 La formación de los componentesLa formación de los componentes
celulares y tejidos corporales y por tantocelulares y tejidos corporales y por tanto
del crecimiento.del crecimiento.
 El almacenamiento de energía medianteEl almacenamiento de energía mediante
enlaces químicosenlaces químicos en moléculas orgánicas.en moléculas orgánicas.

13.  El anabolismo se puede clasificarEl anabolismo se puede clasificar
académicamente según las biomoléculasacadémicamente según las biomoléculas
que se sinteticen en:que se sinteticen en:
 Replicación o duplicación deReplicación o duplicación de ADNADN..
 Síntesis deSíntesis de ARNARN..
 Síntesis de proteínasSíntesis de proteínas..
 Síntesis deSíntesis de glúcidosglúcidos..
 Síntesis de lípidos.Síntesis de lípidos.

14.  LaLa glucólisisglucólisis, también denominada, también denominada
glicólisisglicólisis oo ruta de EMBDEN-ruta de EMBDEN-
MEYERHOFMEYERHOF, es la secuencia metabólica, es la secuencia metabólica
en la que se oxida laen la que se oxida la glucosaglucosa. Consiste de. Consiste de
nueve reacciones enzimáticas quenueve reacciones enzimáticas que
producen dos moléculas deproducen dos moléculas de piruvatopiruvato y dosy dos
equivalentes reducidos deequivalentes reducidos de NADHNADH, los que,, los que,
al introducirse en laal introducirse en la cadena respiratoriacadena respiratoria,,
producirán dos moléculas deproducirán dos moléculas de ATPATP..

15.  Glucólisis significa partición de laGlucólisis significa partición de la
molécula de glucosa en dos moléculas demolécula de glucosa en dos moléculas de
ácido pirúvico.ácido pirúvico.
 La oxidación completa de 1 mol deLa oxidación completa de 1 mol de
glucosa libera 686,000 calorías deglucosa libera 686,000 calorías de
energía y sólo se necesitan 12,000energía y sólo se necesitan 12,000
calorías de energía para formar un mol decalorías de energía para formar un mol de
ATP; en total se dan 38 moles de ATP porATP; en total se dan 38 moles de ATP por
cada mol de glucosa metabolizada.cada mol de glucosa metabolizada.

16. La formación de ATP durante laLa formación de ATP durante la
glucólisis.glucólisis.
 En total se sintetizan 4 moles de ATP porEn total se sintetizan 4 moles de ATP por
cada mol de fructuosa 1,6 difosfato quecada mol de fructuosa 1,6 difosfato que
termina en ácido pirúvico.termina en ácido pirúvico.
 Se precisan 2 moles de ATP paraSe precisan 2 moles de ATP para
fosforilar la glucosa original y formarfosforilar la glucosa original y formar
fructuosa 1,6 difosfato antes de quefructuosa 1,6 difosfato antes de que
empiece la glucólisis.empiece la glucólisis.

17.  Por tanto la ganancia neta de moléculasPor tanto la ganancia neta de moléculas
de ATP del proceso glucolítico completode ATP del proceso glucolítico completo
es sólo de 2 moles por cada mol dees sólo de 2 moles por cada mol de
glucosa utilizado.glucosa utilizado.

18.  Durante la glucólisis se pierden en totalDurante la glucólisis se pierden en total
56,000 calorías de la glucosa original, lo56,000 calorías de la glucosa original, lo
que proporciona una eficiencia global deque proporciona una eficiencia global de
síntesis de ATP del 43 %, el 57 %síntesis de ATP del 43 %, el 57 %
restante de la energía se pierde en formarestante de la energía se pierde en forma
de calor.de calor.

20.  Cuando hay ausencia deCuando hay ausencia de oxígenooxígeno, la glucólisis, la glucólisis
es la única vía que produce ATP en loses la única vía que produce ATP en los
animalesanimales. Los. Los organismosorganismos primitivos seprimitivos se
originaron en un mundo cuyaoriginaron en un mundo cuya atmósferaatmósfera carecíacarecía
de 02 y, por esto, la glucólisis se considerade 02 y, por esto, la glucólisis se considera
como la vía metabólica más primitiva. Estácomo la vía metabólica más primitiva. Está
presente en todas laspresente en todas las formas de vidaformas de vida actuales.actuales.
Es la primera parte delEs la primera parte del metabolismometabolismo energéticoenergético
y en las células eucariotas ocurre en ely en las células eucariotas ocurre en el
citoplasmacitoplasma..

21.  En esta fase, por cadaEn esta fase, por cada moléculamolécula dede
glucosa se forman 2glucosa se forman 2 ATPATP y 2y 2 NADHNADH
 La reacción global de la glucólisis es:La reacción global de la glucólisis es:
Glucosa + 2Glucosa + 2 NADNAD+ + ADP + 2 Pi → 2 NADH ++ + ADP + 2 Pi → 2 NADH +
2 piruvato + 2 ATP + 2 H2O + 4 H+2 piruvato + 2 ATP + 2 H2O + 4 H+

22.  ElEl ciclo de Krebsciclo de Krebs (también llamado(también llamado ciclo delciclo del
ácido cítricoácido cítrico oo ciclo de los ácidosciclo de los ácidos
tricarboxílicostricarboxílicos) es una serie de) es una serie de
reacciones químicasreacciones químicas de gran importancia, quede gran importancia, que
forman parte de laforman parte de la respiración celularrespiración celular en todasen todas
laslas célulascélulas aerobiasaerobias, es decir que utilizan, es decir que utilizan
oxígeno. En organismos aeróbicos el ciclo deoxígeno. En organismos aeróbicos el ciclo de
Krebs es parte de la víaKrebs es parte de la vía catabólicacatabólica que realiza laque realiza la
oxidación deoxidación de hidratos de carbonohidratos de carbono,, ácidos grasosácidos grasos
yy aminoácidosaminoácidos hasta producir CO2 y agua,hasta producir CO2 y agua,
liberando energía en forma utilizable (poderliberando energía en forma utilizable (poder
reductor y ATP).reductor y ATP).

23. Ciclo del ácido cítrico.Ciclo del ácido cítrico.
 Se trata de una secuencia de reaccionesSe trata de una secuencia de reacciones
químicas en la que el radical acetilo de laquímicas en la que el radical acetilo de la
acetil CoA se degrada en dióxido deacetil CoA se degrada en dióxido de
carbono y átomos de hidrógeno.carbono y átomos de hidrógeno.
 Todas estas reacciones se producen en laTodas estas reacciones se producen en la
matriz de la mitocondria.matriz de la mitocondria.

24.  En el estadio inicial del ciclo del ácidoEn el estadio inicial del ciclo del ácido
cítrico, la acetil CoA se combina con elcítrico, la acetil CoA se combina con el
ácido oxalacético para generar ácidoácido oxalacético para generar ácido
cítrico.cítrico.
 Durante los sucesivos pasos del ciclo seDurante los sucesivos pasos del ciclo se
añaden varias moléculas de agua y seañaden varias moléculas de agua y se
libera dióxido de carbono y átomos delibera dióxido de carbono y átomos de
hodrógeno.hodrógeno.

25.  Por cada molécula de glucosaPor cada molécula de glucosa
metabolizada originalmente, entran 2metabolizada originalmente, entran 2
moléculas de acetil CoA en el ciclo delmoléculas de acetil CoA en el ciclo del
ácido cítrico junto a 6 moléculas de agua.ácido cítrico junto a 6 moléculas de agua.
 Éstas se degradan a 4 moléculas de CO2,Éstas se degradan a 4 moléculas de CO2,
16 átomos de H y 2 moléculas de CoA. Se16 átomos de H y 2 moléculas de CoA. Se
forman 2 moléculas de ATP.forman 2 moléculas de ATP.

27.  LaLa glucogénesisglucogénesis es la formación glucógeno aes la formación glucógeno a
partir de la glucosa de los alimentos.partir de la glucosa de los alimentos.
 Reacciones de la glucogénesisReacciones de la glucogénesis
 a) Síntesis de glucosa1-fosfato a partir dea) Síntesis de glucosa1-fosfato a partir de
glucosa6-fosfato.glucosa6-fosfato.
 b) Síntesis de UDP-glucosa a partir deb) Síntesis de UDP-glucosa a partir de
glucosa1-fosfato.glucosa1-fosfato.
 c) Síntesis de glucógeno a partir de UDP-c) Síntesis de glucógeno a partir de UDP-
glucosa.glucosa.

35. La gluconeogénesisLa gluconeogénesis
 La gluconeogénesis es la biosíntesis de laLa gluconeogénesis es la biosíntesis de la
glucosa a partir de otros metabolitos yaglucosa a partir de otros metabolitos ya
presentes en el organismo (aminoácidos,presentes en el organismo (aminoácidos,
ácidos grasos y otros). Esta glucosa esácidos grasos y otros). Esta glucosa es
necesaria para el uso como fuente delnecesaria para el uso como fuente del
combustible por el cerebro, los testículos,combustible por el cerebro, los testículos,
los eritrocitos y la médula del riñón puestolos eritrocitos y la médula del riñón puesto
que la glucosa es la fuente de energíaque la glucosa es la fuente de energía
única para estos órganos.única para estos órganos.

36. La gluconeogénesisLa gluconeogénesis
 El lactato:El lactato:
Es la fuente de predominio de los átomos del carbón para laEs la fuente de predominio de los átomos del carbón para la
síntesis de la glucosa por medio de la gluconeogénesis. El lactatosíntesis de la glucosa por medio de la gluconeogénesis. El lactato
es producido durante la glicólisis anaerobia por el músculoes producido durante la glicólisis anaerobia por el músculo
esquelético y es transportado al hígado donde es convertido aesquelético y es transportado al hígado donde es convertido a
glucosaglucosa
 El Piruvato:El Piruvato:
Es generado por el músculo y otros tejidos finos periféricos, puedeEs generado por el músculo y otros tejidos finos periféricos, puede
ser transaminado hasta alanina que viaja al hígado para laser transaminado hasta alanina que viaja al hígado para la
gluconeogénesis.gluconeogénesis.
 Los aminoácidos:Los aminoácidos:
Los veinte aminoácidos, exceptuando la leucina y la lisina, puedenLos veinte aminoácidos, exceptuando la leucina y la lisina, pueden
ser degradados hasta oxalacetato o piruvato para proporcionarser degradados hasta oxalacetato o piruvato para proporcionar
esqueletos de carbono, participando de esta manera de laesqueletos de carbono, participando de esta manera de la
gluconeogénesis.gluconeogénesis.
 El Glicerol: La oxidación de los ácidos grasos proporcionaEl Glicerol: La oxidación de los ácidos grasos proporciona
finalmente el glicerol el cual puede ser utilizado por lafinalmente el glicerol el cual puede ser utilizado por la
gluconeogénesisgluconeogénesis