Fisiopatología y nutrición. Juan Carlos López Barajas
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básicas incluso entre especies muy diferentes. Por ejemplo, la secuencia de pasos químicos en una vía metabólica, como el ciclo de Krebs, es universal entre células vivientes tan diversas como la bacteria unicelular Escherichia coli y organismos pluricelulares como el elefante.
Es probable que esta estructura metabólica compartida sea el resultado de la alta eficiencia de estas rutas y de su temprana aparición en la historia evolutiva. (Ministerio de Educación del Gobierno de España, 2014).
1.1 Catabolismo y anabolismo
El catabolismo es la parte del proceso metabólico que consiste en la transformación de biomoléculas complejas en moléculas sencillas y en el almacenamiento adecuado de la energía química desprendida en forma de enlaces de alta energía en moléculas de adenosín trifosfato.
Catabolismo de biomoléculas
En el caso de los organismos que degradan biomoléculas, también existe diversidad entre las reacciones catabólicas que se llevan a cabo en presencia de oxígeno (aeróbicas) o en ausencia de él (anaeróbicas). A grandes rasgos, en primer lugar, las grandes moléculas orgánicas nutrientes, como las proteínas, polisacáridos o lípidos, son degradadas a sus monómeros constituyentes, aminoácidos, monosacáridos y ácidos grasos, respectivamente, proceso que se lleva a cabo fuera de las células en la luz del aparato digestivo. Este proceso es conocido como digestión. Luego, estas moléculas pequeñas son llevadas a las células y convertidas en moléculas aún más simples, como grupos acetilos que se unen covalentemente a la coenzima A para formar la acetil-coenzima A, cuyo grupo acetil es oxidado a agua y dióxido de carbono por los organismos aerobios mediante el ciclo de Krebs, liberando energía que se retiene al reducir la coenzima nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+) a NADH+H. El NADH y otras coenzimas son finalmente oxidadas en la cadena transportadora de electrones, proceso acoplado a la síntesis de ATP (Devlin, 2014).
Glúcidos
Tras la digestión, mediante la que los polisacáridos se transforman en glucosa, las moléculas de glucosa siguen tanto en organismos aeróbicos como anaeróbicos la glucólisis, que tiene como resultado la producción de ATP y piruvato. En ausencia de oxígeno el piruvato podrá seguir su catabolización mediante la fermentación. En presencia de oxígeno, el piruvato será oxidado a acetil-CoA para ser degradado en el ciclo de Krebs y producir un mayor número de moléculas de ATP mediante la cadena de transporte de electrones (Devlin, 2014).
Glucólisis
Es un proceso anaerobio, no es necesaria la presencia de oxígeno. Tras la digestión en la que los polisacáridos han sido degradados a glucosa, se lleva a cabo la glucolisis que degradará, mediante una serie de diez reacciones, cada molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato. La reacción global de la degradación de una molécula de glucosa es la siguiente:
Por tanto, el rendimiento energético total de la glucólisis es de 2 NADH y 2 ATP. Tanto las dos moléculas de piruvato como las dos moléculas de NADH podrán seguir otras vías metabólicas por las que podrá extraerse de ellas más energía en forma de ATP.
Fermentación
La fermentación se lleva a cabo en ausencia de oxígeno y es una alternativa a la oxidación del piruvato y al ciclo de Krebs. Su suficiencia energética es inferior a la de las reacciones aerobias, ya que a partir de una