1. Universidad San Sebastián
Facultad de Ciencias de la Salud
Tecnología Médica
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
TM. Paulina Fernández Garcés
Miércoles 15 de Abril

2. METABOLISMO
 Conjunto de reacciones químicas que se dan en un organismo, catalizadas
por un sistema enzimático cuya finalidad es el intercambio de materia y
energía entre la célula y el entorno.
 Las finalidades del metabolismo son cuatro:
1. Obtención de energía química de moléculas combustibles o de la luz
solar absorbida (esto último en organismos fotosintéticos).
2. Conversión de principios nutritivos exógenos en precursores de los
componentes macromoleculares.
3. Ensamblaje de estos materiales para formar proteínas, ácidos
nucleicos y otros componentes celulares.
4. Formación y degradación de las biomoléculas necesarias para las
funciones especializadas de la célula.

3. ESTRATEGIAS BÁSICAS DEL METABOLISMO
 Existen dos principios importantes en el matabolismo:
3. El metabolismo puede dividirse en dos categorías principales
Catabolismo: procesos relacionados con la degradación de las sustancias
complejas.
Anabolismo: procesos relativos fundamentalmente a la síntesis de moléculas
orgánicas complejas.

5. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL CATABOLISMO Y DEL
ANABOLISMO
Macromoléculas Celulares
Nutrientes Productores de energía
Proteínas
Glúcidos
Lípidos
Grasas
Polisacáridos
Proteínas
Ácidos Nucleicos
ADP + Pi
NAD +
NADP +
Catabolismo Anabolismo
ATP
NADH
NADPH
Energía Química
Productos poco energéticos Moléculas Precursora
CO2, H2O, NH3 Aminoácidos, azúcares, ácido grasos
bases nitrogenadas.
Catabolismo Anabolismo
-Degradativo, oxidativo -Sintético, reductivo
-Genera energía, produce ATP -Utiliza energía, consume ATP
-Los productos finales e intermedios son -Los productos finales son materias primas
materias primas del anabolismo del catabolismo
-Genera desechos que se excretan al entorno. -Utiliza nutrientes del entorno.

6. 2. Ambas categorías contemplan tres niveles de complejidad:
Nivel 1: Interconversión de polímeros y lípidos complejos con los
intermediarios monoméricos
Nivel 2: Interconversión de los azúcares monoméricos, los aminoácidos y los
lípidos con los compuestos organismos más simples
Nivel 3: Degradación final hasta compuestos inorgánicos como CO2, H2O y
NH3, o la síntesis a partir de ellos mismo.

8. ESTRATEGIAS BÁSICAS DEL METABOLISMO
Dentro del metabolismo se utilizan tres términos importantes:
1.- Metabolismo Intermedio
2.- Metabolismo Energético
3.- Rutas Centrales.
Metabolismo Intermedio
 Comprende todas las reacciones relacionadas con el almacenamiento y la
generación de energía metabólica y con el empleo de esa energía en la biosíntesis de
compuestos de bajo peso molecular y compuestos de almacenamiento de energía.
Las reacciones que ocurren en este tipo de metabolismo no necesariamente están
codificadas genéticamente, ya que la información necesaria para cada reacción está
incluida en la estructura de la enzima que cataliza esa reacción.

10. ESTRATEGIAS BÁSICAS DEL METABOLISMO
Metabolismo Energético
 Parte del metabolismo intermedio formado por rutas que almacenan o generan
energía metabólica.
Rutas Centrales
 Comprende la oxidación de moléculas combustibles y síntesis de moléculas
pequeñas a partir de los fragmentos resultantes.
Están presentes en todos los organismos vivos.
Dependiendo del origen de las moléculas combustible, los organismos se dividen:
* Autótrofos
* Heterótrofos.

11. Fuentes de Carbono y Energía
Para el Organismo
ORGANISMO AUTÓTROFOS
Dióxido de Carbono
Otros nutrientes
FOTOSINTÉTICOS
(plantas)
Polisacárido
s
Lípidos
Proteínas
Ac.
Nucleicos
Dióxido de Carbono ORGANISMO HETERÓTROFOS
Agua QUIMIOSINTÉTICOS
(animales)

12. VISIÓN GENERAL DEL MATABOLISMO

13. PRINCIPALES RUTAS CENTRALES
Ciclo del Ácido Cítrico
Glicólisis
Ruta de nivel 3 acepta
Ruta de nivel 2 para la compuestos de carbono
degradación de los sencillos para oxidarlos a
hidratos de carbono CO2
Metabolismo de Lípidos
Metabolismo de Aminoácidos
Metabolismo de Ácidos Nucleicos
Rutas de nivel 2 que aportan combustible al ciclo
del ácido cítrico.

14.  Existen rutas diferenciadas para biosíntesis y degradación:
Ambas rutas rara vez son simples inversiones una de la otra, a pesar que empiezan
y terminan con los mismos metabolitos.
Pueden poseer intermediarios o reacciones enzimáticas comunes, pero se trata de
secuencias de reacciones reguladas por mecanismo diferentes y enzimas diferentes.
Además pueden ocurrir en compartimientos celulares independientes.
La existencia de rutas diferentes es importante por dos motivos:
1.- Para que una ruta se produzca en una determinada reacción debe ser
exergónica en esa dirección. Su ruta inversa será endergónica.
2.- Existe la necesidad de controlar el flujo de metabolitos en relación con el
estado bioenergético de una célula.

15. REGULACIÓN DE LAS RUTAS
METABÓLICAS
La regulación se da a través de:
1.- Actividad Enzimática: Regulando la concentración del sustrato y el
control alostérico, capaz de cambiar la actividad catalítica en respuesta a
moduladores inhibitorios o activatorios.
2.- Regulación hormonal: Establecida por los mensajes procedentes de otros
órganos o tejidos.
3.-Compartimentación: Esto crea una división del trabajo en el interior de
una célula. Lo cual aumenta la eficacia de la función celular. Además permite
una regulación importante de los procesos.

17. FUENTE DE ENERGÍA METABÓLICA: LA OXIDACIÓN
Sistemas vivos
Oxidaciones de
sustratos
orgánicos
El oxígeno, que es el aceptor último de electrones para los
organismo aerobios, es un oxidante potente y tiene una fuerte
tendencia a atraer electrones quedando reducido en el proceso.

18. La mayor parte de las oxidaciones biológicas no ocurren con una
transferencia directa de los electrones , desde un sustrato reducido al oxígeno.
Se producen una serie de oxidaciones acopladas, de tal forma que los
electrones pasan a transportadores electrónicos intermediarios como NAD +
y finalmente se transfieren al oxígeno (aceptor electrónico terminal).
La transferencia de los electrones al oxígeno se realiza por la cadena de
transporte electrónico o cadena respiratoria.
NADPH
Principal fuente de
electrones para la
biosíntesis reductora

19. NADP+ y NADPH+ son idénticos a NAD+ y NADH, excepto que los
primeros tienen un grupo fosfato adicional esterificado.

21. La captura de la energía ocurre a través de la síntesis del
ATP y su hidrólisis puede acoplarse a muchos procesos
para proporcionar energía para el trabajo biólogico.

22. ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP)
Esta molécula corresponde al nexo entre los
procesos biológicos dadores de energía y los
procesos biológicos consumidores de energía.
(Base Nitrogenada)
(Pentosa)
ATP (Adenosina
trifosfato)

23. HIDRÓLISIS DEL ATP
NUTRIENTES CO2, H2O, NH3
PRODUCTORES DE
ENERGIA
Trabajo Biológico
Contracción muscular
ADP + Pi ATP
Transmisión de impulso
nervioso
Transporte activo, etc.
MACROMOLÉCULAS PRECURSORES SENCILLOS
Las células intercambian la energía liberada en la
ruptura del ATP, para llevar a cabo funciones
esenciales, a menudo convirtiendo la energía
química liberada en la hidrólisis del ATP en otras
formas de energía.

24. TRABAJO Y ENERGÍA BIOLÓGICOS
ENERGÍA Nutrientes del entorno…….quimiotrófics
Luz solar…………………….fotosintéticos
Transformaciones químicas en el interior de las
células
TRANSDUCCIONE
S DE ENERGÍA Trabajo Biológico
* Biosíntesis (anabolismo)
* Trabajo mecánico (contracción muscular)
•Gradientes osmóticos (transporte contra gradiente)
* Trabajo eléctrico (transmisión del impulso nervioso)
etc.
Productos Finales del Matabolismo
AUMENTO DE
(moléculas simples, CO2, H20)
LA ENTROPÍA

25. OTROS COMPUESTOS DE ALTA
ENERGÍA
FOSFOENOL PIRUVATO ------------------------------- PIRUVATO + Pi
1,3 BIFOSFOGLICERATO ------------------------------- 3
FOSFOGLICERATO + Pi
FOSFOCREATINA ------------------------------------------ CREATINA +
Pi
ACETIL-CoA --------------------------------------------------- ACETATO +
CoA-SH
Flujos de Grupos P
Dadores de P de alta energía ATP Aceptores de P de baja energía

26. METABOLISMO INTERMEDIO
Nivel 1: Interconvesión de polímeros y lípidos complejos con los intermediarios
monoméricos
Nivel 2: Interconversión de los azúcares monoméricos, los aminoácidos y los
lípidos con los compuestos organismos más simples
Nivel 3: Degradación final hasta compuestos inorgánicos como CO2, H2O y NH3,
o la síntesis a partir de ellos mismo.

27. 1,3 Bifosfoglicerato Fosfoenol piruvato Fosfocreatina
P P P
Adenina Rib P P P
Compuestos de alta
energía
Compuestos de baja
energía
Glucosa 6- P Glicerol 6- P
Pi

28. NIVEL 1: Interconversión de Polímeros y Lípidos complejos en
Intermediarios Monoméricos.
POLISACÁRIDO MONOSACÁRID
S OS
AC. GRASOS
LÍPIDOS
GLICERO
L
AMINOÁCIDOS
PROTEÍNAS
AC. NUCLEICOS NUCLEÓTIDOS

29. NIVEL 2: Interconversión unidades monoméricas en moléculas más sencillas.
NIVEL 3: Degradación final hasta compuestos inorgánicos como CO2, H2O, NH3
MONOSACÁRID AC. GRASOS AMINOÁCIDOS
OS
AC. PIRÚVICO CETOÁCIDOS
NIVEL 2 ACETIL CoA
NH 3
Ciclo de Krebs
Fosforilación Oxidativa
Ciclo de la Urea
NIVEL 3

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