Metabolismo El metabolismo se refiere a todos los procesos físicos y químicos del cuerpo que convierten o usan energía, tales como: Respiración. Circulación sanguínea. Regulación de la temperatura corporal.

• Contracción muscular
• Digestión de alimentos y nutrientes
• Eliminación de los desechos a través de la orina y de las heces
• Funcionamiento del cerebro y los nervios

• varios  VERSIÓN GENERAL DE METABOLISMOA UN NIVEL PROFUNDO DE LAS CELULAS

  Introducción

  ¿Qué está sucediendo en tu cuerpo ahora mismo? Tu primera respuesta podría ser que tienes hambre o que tus músculos están adoloridos después de una carrera o que estás cansado. Pero vayamos a un nivel más profundo, más allá de tu consciencia y veamos qué está pasando en tus células.

  Si pudieras echar un vistazo dentro de cualquier célula de tu cuerpo, verías que es un centro de mucha actividad, más parecido a un bullicioso mercado al aire libre que a una habitación tranquila. Tanto si estás despierto o dormido, corriendo o viendo la televisión, la energía está siendo transformada dentro de tus células, cambiando de forma al tiempo que las moléculas realizan las reacciones químicas interconectadas que te mantienen vivo y funcional.

  Visión general del metabolismo

  Las células están continuamente realizando miles de reacciones químicas necesarias para mantener vivas y sanas a las células y a todo tu organismo. Estas reacciones químicas a menudo están vinculadas en cadenas o vías. Todas las reacciones químicas que suceden dentro de una célula se conocen en conjunto como el metabolismo de la célula.

  Para darnos una idea de la complejidad del metabolismo, examinemos el diagrama metabólico a continuación. Para mi, este enredo de líneas parece un mapa de un enorme sistema de trenes o una elegante placa de circuitos. De hecho, es un diagrama de las vías metabólicas principales en una célula eucarionte, como las células que conforman el cuerpo humano. Cada línea es una reacción y cada círculo es un reactivo o producto.

  En la red metabóica de la célula, algunas reacciones químicas liberan energía y pueden suceder espontáneamente (sin aporte de energía). Sin embargo, otras necesitan que se agregue energía para poder llevarse a cabo. De la misma forma como necesitas alimentarte continuamente para reponer lo que usa tu cuerpo, también las células necesitan una entrada continua de energía para impulsar sus reacciones químicas que requieren energía. De hecho, ¡los alimentos que consumes son la fuente de energía que utilizan tus células!

  Para concretar la idea de metabolismo un poco más, examinemos dos procesos metabólicos que son fundamentales para la vida en la Tierra: aquellos que contruyen azúcares y aquellos que los descomponen.

  La degradación de la glucosa: la respiración celular

  Como un ejemplo de una vía que libera energía, veamos cómo una de tus células podría degradar una molécula de azúcar (digamos, del dulce que tomaste como postre).

  Muchas células, incluso la mayoría de las células de tu cuerpo, obtienen energía de la glucosa (${}_{\mathrm{}}{}_{\mathrm{}}{}_{\mathrm{}}$\[\text C_6\text H_{12}\text O_6\]) en un proceso llamado respiración celular. Durante este proceso, una molécula de glucosa se degrada gradualmente, en muchos pasos pequeños. Sin embargo, el proceso tienen la siguiente reacción general:

  ${}_{\mathrm{}}{}_{\mathrm{}}{}_{\mathrm{}}$ \[\text C_6\text H_{12}\text O_6\] + $\mathrm{}{}_{\mathrm{}}$\[6\text O_2\] \[→\] $\mathrm{}{}_{\mathrm{}}$\[6\text CO_2\] + $\mathrm{}{}_{\mathrm{}}$\[6 \text H_2\text O\] + í\[\text{energía}\]

  La descomposición de la glucosa libera energía, y esta es capturada en la célula en la forma de trifosfato de adenosina, o ATP. El ATP es una molécula pequeña que le da a la célula una manera conveniente de almacenar energía por un periodo breve.

  Una vez que se produce el ATP, otras reacciones en la célula lo pueden usar como fuente de energía. De igual forma que los humanos utilizamos dinero porque es más sencillo que usar el trueque cada vez que necesitamos algo, así la células usan ATP para tener una forma estandarizada para transferir energía. Debido a esto, en ocasiones el ATP se describe como la "moneda energética" de la célula.

  La fabricación de glucosa: la fotosíntesis

  Como ejemplo de una vía metabólica que requiere energía, demos la vuelta al ejemplo anterior para ver cómo se construye una molécula de azúcar.

  Las plantas fabrican los azúcares como la glucosa en un proceso llamado fotosíntesis. En la fotosíntesis, las plantas utilizan energía solar para convertir el gas dióxido de carbono en moléculas de azúcar. Este proceso sucede en muchos pasos pequeños, pero su reacción general es justo la reacción de la respiración a la inversa:

  $\mathrm{}{}_{\mathrm{}}$ \[6 \text{CO}_2\] + $\mathrm{}{}_{\mathrm{}}$\[6 \text H_2\text O\] + í\[\text{energía}\] \[→\] ${}_{\mathrm{}}{}_{\mathrm{}}{}_{\mathrm{}}$\[\text C_6\text H_{12}\text O_6\] + $\mathrm{}{}_{\mathrm{}}$\[6\text O_2\]

  Al igual que nosotros, las plantas necesitan energía para impulsar sus procesos celulares, así que parte de los azúcares los utiliza la misma planta. También pueden proporcionar una fuente de alimento para los animales que se comen la planta, como la ardilla que se muestra a continuación. En ambos casos, la glucosa se degradará a través de la respiración celular, y generará ATP para que la célula pueda seguir funcionando.

  Rutas anabólicas y catabólicas

  Tanto el proceso de fabricación de glucosa como el de su degradación son ejemplos de vías metabólicas. Una vía metabólica es una serie de reacciones químicas conectadas que se alimentan unas a otras. La vía toma una o más moléculas de inicio y, a través de una serie de moléculas intermedias, las convierte en productos.

  Las vías metabólicas se pueden dividir en general en dos categorías según sus efectos. La fotosíntesis, que fabrica azúcares a partir de moléculas más pequeñas, es una vía "de construcción" o anabólica. En constraste, la respiración celular descompone el azúcar en moléculas más pequeñas y es una vía "de degradación" o catabólica.

  Las vías anabólicas construyen moléculas complejas a partir de moléculas sencillas y usualmente necesitan el aporte de energía. La fabricación de glucosa a partir de dióxido de carbono es un ejemplo. Otros ejemplos incluyen la síntesis de proteínas a partir de aminoácidos, o la producción de cadenas de ADN a partir de nucleótidos, que son los componentes fundamentales de los ácidos nucleicos. Estos procesos biosintéticos son cruciales para la vida de las células, se realizan continuamente y utilizan energía contenida en el ATP y otras moléculas que almacenan energía de corto plazo.

  Las vías catabólicas involucran la degradación de moléculas complejas en moléculas más sencillas y usualmente liberan energía. La energía almacenada en los enlaces de las moléculas complejas, tales como la glucosa y los lípidos, se libera en las vías catabólicas. Luego se extrae en formas que impulsan el trabajo de la célula, por ejemplo a través de la síntesis de ATP.

  Una nota final pero importante: las reacciones químicas en las vías metabólicas no suceden automáticamente, sin alguna dirección. Por el contrario, cada reacción en una vía es facilitada o catalizada por una proteína llamada enzima. Puedes conocer más sobre las enzimas y cómo controlan las reacciones bioquímicas en el tema enzimas.

  ¿Qué es el metabolismo? en versión analizante ?

  • El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que se producen en nuestro organismo por el que se sintetizan o degradan las moléculas que forman los tejidos de nuestro cuerpo para realizar todas sus funciones vitales.

    Estas reacciones químicas se producen gracias a unas proteínas denominadas enzimas que convierten unos compuestos en otros y también gracias a otras proteínas encargadas del transporte de éstos compuestos.

¿Qué es el metabolismo? con la ciencia?El término metabolismo (acuñado por Theodor Schwann,¹​ proveniente del griego μεταβολή, metabole, que significa cambio, más el sufijo -ισμός (-ismo) que significa cualidad, sistema),²​³​ hace referencia a todos los procesos físicos y químicos del cuerpo que convierten o usan energía, tales como: respiración, circulación sanguínea, regulación de la temperatura corporal, contracción muscular, digestión de alimentos y nutrientes, eliminación de los desechos a través de la orina y de las heces y funcionamiento del cerebro y los nervios.⁴​ Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras y responder a estímulos, entre otras.

El metabolismo se divide en dos tipos, el catabolismo y el anabolismo, que son procesos acoplados, puesto que uno depende del otro:

• Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo de ello es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos.
• Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esa energía para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células, como las proteínas y los ácidos nucleicos.

Este proceso está a cargo de enzimas localizadas en el hígado. En el caso de las drogas psicoactivas a menudo se trata simplemente de eliminar su capacidad de atravesar las membranas de lípidos para que no puedan pasar la barrera hematoencefálica y alcanzar el sistema nervioso central, lo que explica la importancia del hígado y el hecho de que ese órgano sea afectado con frecuencia en los casos de consumo masivo o continuo de drogas.

La economía que la actividad celular impone sobre sus recursos obliga a organizar estrictamente las reacciones químicas del metabolismo en vías o rutas metabólicas en las que un compuesto químico (sustrato) es transformado en otro (producto) y este a su vez funciona como sustrato para generar otro producto, en una secuencia de reacciones en las que intervienen diferentes enzimas (por lo general una para cada sustrato-reacción). Las enzimas son cruciales en el metabolismo porque agilizan las reacciones fisicoquímicas al convertir posibles reacciones termodinámicas deseadas, pero "no favorables", mediante un acoplamiento, en reacciones favorables. Las enzimas también se comportan como factores reguladores de las vías metabólicas —de las que modifican la funcionalidad, y por ende la actividad completa— en respuesta al ambiente y a las necesidades de la célula o según señales de otras células.

El metabolismo de un organismo determina las sustancias que encontrará nutritivas y las que encontrará tóxicas. Por ejemplo, algunas células procariotas utilizan sulfuro de hidrógeno como nutriente, pero ese gas es venenoso para los animales.⁵​ La velocidad del metabolismo, el rango metabólico, también influye en cuánto alimento va a requerir un organismo.

Una característica del metabolismo es la similitud de las rutas metabólicas 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.⁶​

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.⁷​⁸​

El método clásico para estudiar el metabolismo consiste en un enfoque centrado en una ruta metabólica específica. Los diversos elementos que se utilizan en el organismo son valiosos en todas las categorías histológicas, de tejidos a células, que definen las rutas de los precursores hacia su producto final.⁹​ Las enzimas que catabolizan esas reacciones químicas pueden ser purificadas para estudiar su cinética enzimática y las respuestas que presentan frente a diversos inhibidores. Otro tipo de estudio que se puede llevar a cabo en paralelo es la identificación de los metabolitos presentes en una célula o tejido (el estudio del conjunto de esas moléculas se denomina metabolómica). Los estudios de ese tipo ofrecen una visión de las estructuras y funciones de rutas metabólicas simples, pero son inadecuados cuando se quieren aplicar a sistemas más complejos como el metabolismo global de la célula.¹⁰​

En la imagen de la derecha se puede apreciar la complejidad de una red metabólica celular que muestra interacciones entre tan solo cuarenta y tres proteínas y cuarenta metabolitos, secuencia de genomas que provee listas que contienen hasta 45 000 genes.¹¹​ Sin embargo, es posible usar esta información para reconstruir redes completas de comportamientos bioquímicos y producir más modelos matemáticos holísticos que puedan explicar y predecir su comportamiento.¹²​ Estos modelos son mucho más efectivos cuando se usan para integrar la información de las rutas y de los metabolitos obtenida por métodos clásicos con los datos de expresión génica logrados mediante estudios de proteómica y de chips de ADN.¹³​

Una de las aplicaciones tecnológicas de esta información es la ingeniería metabólica. Con esta tecnología, organismos como las levaduras, las plantas o las bacterias son modificados genéticamente para tornarlos más útiles en algún campo de la biotecnología, como puede ser la producción de drogas, antibióticos o químicos industriales.¹⁴​¹⁵​¹⁶​ Estas modificaciones genéticas tienen como objetivo reducir la cantidad de energía usada para generar el producto, incrementar los beneficios y reducir la producción de desechos.¹⁷​

¿Qué es el síndrome ?metabólico