Metabolismo: Etapas y clases


Metabolismo es la suma de los procesos físicos y químicos que le permiten al organismo mantener su estructura y funciones.

Todos los seres vivos realizan un constante intercambio de sustancias con el medio. Los materiales incorporados en el ser vivo, deben sufrir una serie de transformaciones, para llegar a formar parte de las células; suministrar energía; o almacenarse para ser utilizadas después.

Etapas del metabolismo:

El metabolismo comprende dos etapas: anabolismo y catabolismo.

Anabolismo o asimilación

Es la etapa que comprende los procesos de construcción, mediante los cuales el organismo, sintetiza nuevo protoplasma para reparar el gastado; y  elabora sustancias que al ser descompuestas, suministran la energía necesaria para cumplir con todas las funciones vitales.

Catabolismo o des asimilación

Es la etapa que comprende el proceso de destrucción y utilización de las sustancias asimiladas. Gracias al catabolismo es posible aprovechar la energía almacenada en los alimentos.

Clases de metabolismo:

Existen dos clases de metabolismo: energético y plástico.

Energético

Comprende las transformaciones que sufren las sustancias incorporadas por los seres vivos, tendientes a la producción de energía. Está relacionado con procesos como la respiración y la fotosíntesis.

Todos los seres vivos somos sistemas abiertos, ya que perdemos energía constantemente y la recuperamos a través de los alimentos. Las fuentes de energía para los seres vivos son la luz solar, las sustancias inorgánicas y las sustancias orgánicas.

Fotosintetizadores

Los seres vivos que utilizan luz solar son las plantas; algunas bacterias como las algas verde azules (cianofíceas); y algunos protistas como euglenas y diatomeas. Estos organismos reciben el nombre de fotosintetizadores.

Quimiosintetizadores

Los organismos que toman energía de las sustancias inorgánicas se denominan quimiosintetizadores. Ellos utilizan sustancias como amoniaco (NH3), ácido sulfhídrico (H2S) y anhídrido sulfuroso (SO2) entre otras. Por acción de enzimas, estas sustancias se descomponen liberando energía. Esta energía es utilizada para producir materia orgánica de la misma manera como ocurre en la fase oscura de la fotosíntesis.

Los organismos que toman energía de las sustancias orgánicas son los animales, los protistas (con algunas excepciones) y algunas bacterias. Estas sustancias son digeridas y asimiladas. Luego su energía es liberada y aprovechada gracias a la respiración.

Sustancias que almacenan y transportan energía

Se ha comprobado que las células, de todos los organismos, contienen adenosín difosfato (ADP) y adenosín trifosfato (ATP). Estas son las moléculas que almacenan y transportan  energía en las células.

El ADP es un ribonucleótido. Está formado por adenosina y dos grupos fosfato (PO4)-3. La adenosina a su vez, está formada por una base nitrogenada llamada adenina y por un azúcar llamado ribosa. Los enlaces entre grupos fosfato son ricos en energía. El ATP se diferencia del ADP en poseer tres grupos fosfato. En las células se puede encontrar además, adenosín monofosfato (AMP) con un grupo fosfato.

Cuando la energía es liberada por el proceso de respiración, el AMP se une a un grupo fosfato para formar ADP y si hay suficiente energía, este se unirá con otro grupo fosfato para formar ATP. Esta última sustancia se puede considerar como una batería de máxima energía en la célula y es necesaria en todo proceso metabólico. Al ceder su energía, el ATP de descompone en ADP o AMP reiniciando de nuevo su construcción.

Plástico

comprende las transformaciones que sufren las sustancias incorporadas por los seres vivos, para llegar a formar parte del protoplasma de las células y responder a su continuo desgaste.

Aquí son más claras las etapas de asimilación y desasimilación. Entre la síntesis y la destrucción del protoplasma, debe existir un equilibrio que garantice el mantenimiento y conservación de la vida. En un organismo joven caracterizado por el crecimiento, el anabolismo es mayor que el catabolismo. En el organismo adulto los dos procesos se igualan y en la etapa final de la vida, el catabolismo supera al anabolismo. Las sustancias que influyen más en el metabolismo plástico son proteínas, lípidos y carbohidratos.

Proteínas

Las proteínas suministran el 12% de las calorías necesarias. Los alimentos de naturaleza proteica, se hidrolizan en el tracto intestinal para dar aminoácidos. Estos se absorben y pasan a la sangre para ser transportados a los tejidos. Una parte se emplea para sintetizar nuevas proteínas que permiten el desarrollo del organismo y otra para reemplazar las que han sido desintegradas.

Los aminoácidos que no se utilizan en este propósito, son sometidos a la degradación para ser utilizados en la producción de energía o para ser transformados en grasa.

La síntesis de una proteína específica requiere de sus propios aminoácidos y en proporciones definidas. Los aminoácidos esenciales deben ser suministrados en la dieta. La síntesis de proteínas es dirigida por el código genético (ADN) el cual contiene la información requerida, y es realizada por el ARN mensajero, ribosomal y de transferencia en los ribosomas del citoplasma y del retículo endoplasmático rugoso de todas las células.Metabolismo

Lípidos

Los lípidos suministran el 40% de las calorías necesarias. Entre los lípidos se incluyen las vitaminas liposolubles y los que aportan ácidos grasos esenciales.

En el intestino, los lípidos son emulsionados por las sales biliares. Luego se descomponen en ácidos grasos y glicerina, por acción de enzimas llamadas lipasas. Las lipasas son producidas por el páncreas.

Los productos de la hidrólisis, son absorbidos por las membranas de las células que recubren el intestino, pasan al sistema linfático y posteriormente a la sangre. Durante el transporte puede darse la recombinación para formar nuevamente triglicéridos. Los fosfolípidos pueden absorberse parcialmente hidrolizados. El colesterol se esterifica y se absorbe como éster.

Los lípidos pueden unirse a proteínas formando lipoproteínas, pueden integrar la porción de lípidos de la sangre, pueden usarse como fuente de energía o pueden hacer parte del tejido adiposo además de cumplir otras funciones estructurales.

Carbohidratos

Los carbohidratos son importantes porque constituyen la principal fuente de energía. Aportan el 50% de las calorías necesarias. En los organismos heterótrofos solo se da la degradación (catabolismo). Todos los carbohidratos se reducen a monosacáridos, son absorbidos por la pared intestinal y pasan a la sangre. Luego pasan a las células en donde pueden almacenarse transitoriamente o degradarse para producir energía durante la respiración.

En organismos autótrofos, la fotosíntesis y otros procesos similares, convierten anhídrido (CO2) carbónico y agua (H2O) en carbohidratos y oxígeno (O2). En ellos, los carbohidratos son fundamentales para la construcción de estructuras corporales.

Metabolismo Celular

Las diversas reacciones metabólicas se realizan en estructuras especializadas dentro de cada célula y son reguladas por enzimas. Es oportuno anotar que Eduard Buchner fue quien descubrió las enzimas.

En la parte soluble del citoplasma tiene lugar la glucólisis, que consiste en la degradación de la glucosa hasta ácido pirúvico; y la fermentación o degradación de los carbohidratos hasta ácido láctico en células animales o hasta alcohol etílico en bacterias y algunos hongos.

Las mitocondrias se encargan la oxidación o del ácido pirúvico y algunos derivados de lípidos y aminoácidos.

Los ribosomas del citoplasma y del retículo endoplasmático rugoso realizan la síntesis de proteínas.

En el retículo endoplasmático liso y en la parte soluble del citoplasma se realiza la síntesis de los lípidos.

El núcleo realiza la síntesis de ADN y ARN.

En los cloroplastos ocurre la fotosíntesis.

Taller de lectura

En las preguntas 1 a 10 marque con X la respuesta correcta.

  1. Anabolismo es sinónimo de:
    1. Respiración.
    2. Fotosíntesis.
    3. Asimilación.
    4. Secreción.
  2. La fuente de energía de la cual dependen las abejas es:
    1. Luz solar.
    2. Sustancias orgánicas.
    3. Compuestos inorgánicos.
    4. Sustancias radiactivas.
  3. La molécula que se degrada durante el metabolismo energético es:
    1. Almidón.
    2. Sacarosa.
    3. Maltosa.
    4. Glucosa.
  4. En la célula, el almacenamiento y transporte de energía lo realiza:
    1. La glucosa.
    2. El ATP.
    3. El ADP.
    4. ATP y ADP.
  5. Un quimiosintetizador puede ser:
    1. Una bacteria.
    2. Un cangrejo.
    3. Una planta de maíz.
    4. Un alga.
  6. El tipo de célula que puede realizar fermentación láctica es:
    1. Vegetal.
    2. Animal.
    3. Bacterial.
    4. Viral.
  7. El protista que puede realizar fotosíntesis es:
    1. Un alga.
    2. Una lombriz.
    3. Un champiñón.
    4. Una lechuga.
  8. Las reacciones químicas que se realizan en el interior de las células son:
    1. Enzimáticas.
    2. Inorgánicas.
    3. Muy rápidas.
    4. Destructoras.
  9. La fotosíntesis se realiza en:
    1. Ribosomas.
    2. Mitocondrias.
    3. Cloroplastos.
    4. Lisosomas.
  10. Es una clase de metabolismo:
    1. Anabolismo.
    2. Desasimilación.
    3. Energético.
    4. Biodegradable.

    Complete las siguientes afirmaciones.

  11. La energía liberada cuando el ATP se transforma en ___ es utilizada por la célula para realizar _______ __________
  12. En un organismo joven normal, el anabolismo es _____ que el catabolismo
  13. La glucólisis es el proceso de degradación de la _______ hasta _____ _______
  14. La fermentación causada por _________ da como productos CO2 y _______ _______
  15. Relacione con líneas los orgánulos de la columna A con las funciones en la columna B.
    Columna A Columna B
    1. Mitocondrias a. Síntesis de proteínas
    2. Ribosomas b. Síntesis de lípidos
    3. Núcleo c. Producción de ácidos nucleicos
    4. Retículo endoplasmático liso d. Glucólisis y la fermentación
    5. Citoplasma e. Oxidación del ácido pirúvico.
  16. Defina brevemente:
    1. Metabolismo.
    2. Las etapas del metabolismo.
    3. Las clases de metabolismo.
  17. Defina las posibles fuentes de energía de los seres vivos.
  18. Nombre las sustancias que almacenan y transportan energía en las células.
  19. Resuma brevemente el metabolismo de proteínas, lípidos y carbohidratos.