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Esquema de estructura de ácidos nucleicos 

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Los lípidos, un grupo diverso de moléculas orgánicas, son esenciales para la vida. Desde el almacenamiento de energía hasta la formación de membranas celulares, los lípidos desempeñan una variedad de funciones cruciales en los organismos vivos.

Funciones principales:

Los triglicéridos son la principal reserva de energía del cuerpo.

Los fosfolípidos forman las membranas celulares, que controlan el paso de sustancias.

Los esteroides, como las hormonas sexuales, actúan como mensajeros químicos.

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Las proteínas son moléculas orgánicas de gran tamaño formadas por cadenas de aminoácidos, son el principal componente estructural de las células y tejidos del organismo.

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El metabolismo se refiere a la suma total de reacciones que ocurren en todo el cuerpo dentro de cada célula y que proporcionan energía al cuerpo. Esta energía se utiliza para procesos vitales y la síntesis de nuevo material orgánico. Todo organismo vivo utiliza su entorno para sobrevivir tomando nutrientes y sustancias que actúan como componentes básicos para el movimiento, el crecimiento, el desarrollo y la reproducción. Todos ellos están mediados por enzimas, que son proteínas con funciones especializadas en el anabolismo y el catabolismo. La tasa de producción de energía se denomina tasa metabólica basal y se ve afectada por factores como el sexo, la raza, el ejercicio, la dieta, la edad y enfermedades como la sepsis o el cáncer. (Sánchez López de Nava; et al, 2022.)

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Los carbohidratos, o hidratos de carbono, son moléculas formadas por carbono e hidrógeno; son moléculas de azúcar. El cuerpo descompone los carbohidratos en glucosa. La glucosa, o azúcar en sangre, es la principal fuente de energía para las células, tejidos y órganos del cuerpo. La glucosa puede usarse inmediatamente o almacenarse en el hígado y los músculos para su uso posterior. (National Library of Medicine, s. f.)

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Esquema de clasificación de carbohidratos con base en el número de azúcares

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¿Cuáles son los diferentes tipos de carbohidratos?

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¿Cuáles son los diferentes tipos de carbohidratos?

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Los carbohidratos se dividen en tres grupos principales según sus estructuras: 1. Azúcares simples (monosacáridos y disacáridos), como la glucosa o la sacarosa (glucosa y fructosa). 2. Carbohidratos complejos, como glucógeno, almidón y celulosa, que son múltiples moléculas de glucosa conjugadas; y 3. Glicoconjugados, que son formas modificadas de glucosa unidas covalentemente a proteínas (glicoproteínas) o lípidos (glicolípidos), que participan en funciones importantes, como la inmunidad, y como componentes de las membranas celulares. Esta revisión cubre los tres grupos y destaca su importancia en el mantenimiento de las funciones fisiológicas. (Chandel, 2021)

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Fuente de energía principal en el cuerpo

Energía en forma de almacenamiento (Glucógeno y almidón)

Exceso de carbohidratos se convierte en grasa

Glicoproteínas y glicolípidos son componentes de las membranas celulares y receptores.

Estructura base de muchos organismos: Celulosa e dantas, exoesqueleto en insectos.

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Ácidos grasos: Cadenas largas de carbonos con grupos carboxilo (-COOH).

Triglicéridos: Ésteres de ácidos grasos y glicerol.

Fosfolípidos: Lípidos con un grupo fosfato que les da una cabeza polar y dos colas apolares.

Esteroides: Moléculas con un núcleo de cuatro anillos de carbono.

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1. Independiente de la insulina: No depende de la hormona de la insulina. Este ocurre en los hepatocitos, eritrocitos y cerebro. (GLUT-1)

2. Dependiente de la insulina: Músculos y tejido adiposo. (GLUT-4)

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Fotografía de Embden-Meyerhof, quien describió la Glicólisis

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Se define como la secuencia de reacciones que concierten glucosa y glucógeno en piruvato o lactado con la producción de ATP.

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1. Tiene lugar en todas las células del cuerpo

2. Las enzimas se encuentran en la parte citoplasmática de la célula

3. Esencial para el cerebro

4. Ruta metabólica central

5. Inversión: Gluconeogénesis

6. Productos:

Aerobio: Piruvato, CO2, H2O

Anaerobio: Lactato

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1. Glucosa --> Glucosa-6-Fosfato (G6P)

Cataliza: Hexocinasa

Tipo: Fosforilación

2. Glucosa-6-Fosfato --> Fructosa-6-Fosfato

Cataliza: Fosfo-Hexosa Isomerasa (Mg 2+)

3. Tipo: Isomerización

4. Fructosa-6-Fosfato --> Fructosa 1,6- Bisfosfato

Cataliza: Fosfofructocinasa (PFK)

Tipo: Fosforilación

# data[].attributes.body
4. Fructosa 1,6-Bisfosfato --> Gliceraldehído 3-Fosfato + Dihidroxiacetonafosfato

Cataliza: Aldolasa

5. Dihidroxiacetonafosfato --> Gliceraldehído 3-Fosfato

Cataliza: Triosafosfatoisomerasa (TIM)

Tipo: Isomerización

# data[].attributes.body
6. Gliceraldehído 3-Fosfato --> 1,3- Bisfosfoglicerato (1.3 BPG)

Cataliza: Gliceraldehído 3-Fosfato deshidrogenasa (GAPDH)

NAD-->NADH

Tipo: Redox

7. 1,3- Bisfosfoglicerato --> 3-Fosfoglicerato (3PG)

Cataliza: Fosfoglicerato cinasa (PGK)

ADP-->ATP

1era. Generación ATP

8. 3-Fosfoglicerato --> 2-Fosfoglicerato (2PG)

Cataliza: Fosfoglicerato mutasa (PGM)

Tipo: Isomerización

9. 2-Fosfoglicerato --> Fosfoenolpiruvato (PEP)

Cataliza: Enolasa + Mg 2+

Liberación de H2O

10. Fosfoenolpiruvato --> Piruvato

Cataliza: Piruvato cinasa (PK) + (Mg+/K+)

ADP--> ADP

2da. Generación ATP

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Ciclo del ácido cítrico o Ciclo de Krebs 

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Ciclo del ácido cítrico o Ciclo de Krebs 

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Descrita por Hans Adolf Krebs en 1937, mediante el estudio de consumo de oxígeno en el músculo del pecho de paloma.

Esencialmente envuelve la ocidación de AcetilCoA --> CO2 + H2O, este ciclo ocupa aproximadamente 2/3 del oxigeno total consumido por el cuerpo.

Lugar: Matriz mitocondrial

65-70% ATP es sintetizado

Condiciones aerobias estrictas

12 ATP son producidos de un AcetilCoA

Fosforilación a un nivel de sustrato

# data[].attributes.body
1. Formación del citrato: Condensación de AcetilCoA--> Oxaloacetato

Cataliza: citrato sintasa

NAD--> NADH

Liberación CO2

2. Citrato es isomerizado --> isocitrato

3. La reacción anterior sucede en 2 pasos

Cataliza: Aconitasa

4. Formación de Ketoglutarato

5. La reacción anterior sucede en dos pasos

Cataliza: Isocitrato deshidrogenasa

NAD--> NADH

Liberación CO2

6. Conversión de ketoglutarato --> SuccinilCoA

Cataliza: Complejo Ketoglutarato deshidrogenasa

NAD--> NADH

Liberación CO2

7. Formación de succinato

Cataliza: Succinato tiocinasa

GTP+ADP <----> ATP + GDP (Nucleosido Difosfato Cinasa)

8. Conversión: Succinato --> Fumarasa

Cataliza: Succinato deshidrogenasa

FAD-->FADH

9. Formación de malato

Cataliza: Fumarasa

NAD--> NADH

10. Conversión: Malato --> Oxaloacetato

Cataliza: Malato desidrogenasa

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Síntesis de glucosa a partir de compuestos que no son carbohidratos.

Mayores/mejores sustratos o precursores: Lactato, piruvato, aminoácidos glicogñenicos, propionato y glicerol.

Tiene lugar en el hígado y en el riñón

Ocurre en el citosol y alguna cantidad en la mitocondria

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Fotografía que esquematiza el Ciclo de Cari 

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El ciclo que envuelve la síntesis de glucosa en el hígado por el lactado del músculo esquelético y el reuso de glucosa así sintetizada por el músculo con fines energéticos.

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Esquema del metabolismo de la galactosa 

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Metabolismo de Galactosa (Monosacárido) 

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Metabolismo de Galactosa (Monosacárido) 

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1. Galactosa --> Galactosa 1 -Fosfato

Cataliza: Galactocinasa

Tipo: Fosforilación

2. Galactosa 1 -Fosfato--> UDP-Galactosa

Cataliza: Galactosa 1 -Fosfato Uridil Transferasa

Tipo: Transferencia grupo uridil

3. UDP-Galactosa --> UDP-Glucosa

Cataliza: UDP-Galactosa 4- epimerasa

Tipo: Epimerización

4. UDP-Glucosa --> Glucosa 1-Fosfato

Cataliza: UDP-Glucosa pirofosforilasa

Tipo: Fosforilación

5. Glucosa 1-Fosfato --> Glucosa 6-Fosfato

Cataliza: Fosfoglucomutasa

Tipo: Isomerización

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Disacárido de lactosa presente en la leche (principal fuente de galactita)

Lactasa de células mucosas intestinales hidrolizan a la lactosa a galactita y glucosa

Dento de la célula, la galactose es producida por la degradación lisosomal de glicoproteínas y glicolípidos.

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Conversión de Fructosa en el músculo por Hexocinasa 

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Fuente importante de energía

2 vías de metabolización: Hígado (glucocinasa) y músculo

Músculo --> Aldolasa Tipo A: 1,6- FructosaBisFosfato

Hígado --> Aldolasa Tipo B: Fructosa 1-Fosfato

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1. Fructosa --> Fructosa 1-Fosfato

Cataliza: Fructocinasa

Tipo: Fosforilación

2. Fructosa 1-Fosfato --> Gliceraldehído

Cataliza: Fructosa 1-Fosfato aldolasa

3. Gliceraldehído --> (1) Glicerol + (2) Gliceraldehído 3-Fosfato (continúa a Glicólisis)

1. Cataliza: Alcohol Deshidrogenasa (NADH-->NAD)

Tipo: Redox

2. Gliceraldehído Cinasa (ATP-->ADP)

Tipo: Fosforilación

4. Glicerol--> Glicerol 3-Fosfato

Cataliza: Glicerol cinasa

Tipo: Fosforilación

5. Glicerol 3-Fosfato --> Dihidroxiacetona Fosfato

Cataliza: Gliceronfosfato deshidrogénala

Tipo: Redox

6. Dihidroxiacetona Fosfato --> Gliceraldehído 3-Fosfato

Cataliza: Triosa fosfato isomerasa

Tipo: Isomerización

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Componente común de las glucoproteínas

Epímero de la glucosa en C(2)

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1. Manosa --> Manosa 6-Fosfato

Cataliza: Hexocinasa (ATP-->ADP)

Tipo: Fosforilación

2. Manosa-6-Fosfato --> Fructosa-6-Fosfato

Cataliza: Fosfomanosa isomerasa

Tipo: Isomerización

# data[].attributes.body
Chandel, N. S. (2021). Carbohydrate metabolism. Cold Spring Harbor Perspectives In Biology, 13(1), a040568. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a040568

National Library of Medicine. (s. f.). Carbohydrates. https://medlineplus.gov/carbohydrates.html

Glucólisis (artículo) | Respiración celular | Khan Academy. (s. f.). Khan Academy. https://es.khanacademy.org/science/biology/cellular-respiration-and-fermentation/glycolysis/a/glycolysis

U.Satyanarayana-3rd Ed.

Textbook of Biochemistry- D.M.Vasudevan -14th

Textbook of Medical Biochemistry – M.N.Chattergy – 17th Ed.

Text book of Physiology –Ganong – 24th Ed.

Principles & practice of Medicine-Davidson – 21st Ed. 92

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Sánchez López de Nava, A., & Raja, A. (2022). Physiology, Metabolism. In StatPearls. StatPearls Publishing. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK546690/

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Se divide en dos fases principales:

Catabolismo: En esta fase, las moléculas orgánicas complejas se descomponen en moléculas más simples o inorgánicas. Este proceso libera energía, que se almacena en moléculas de ATP.

Anabolismo: En esta fase, se utilizan las moléculas simples y la energía del ATP para construir moléculas orgánicas complejas. Estas moléculas incluyen proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos.

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Fases del catabolismo en organismos aeróbicos

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Según su producto final con respecto a la concentración de oxígeno 

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Según su producto final con respecto a la concentración de oxígeno 

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Metabolismo aeróbico:

Condiciones: Requiere oxígeno para funcionar.

Producto final: Dióxido de carbono (CO2).

Ejemplos:

Respiración celular en animales y plantas, actividades que requieren energía sostenida, como correr o caminar.🏃‍♀️

Metabolismo anaeróbico

Condiciones: No requiere oxígeno para funcionar.

Productos finales: Ácido láctico, alcohol, acetato.

Ejemplos:

Fermentación en levaduras (Kornberg,H,2024)

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Kornberg, H. (2024). metabolism. En Encyclopedia Britannica.

Moreno, F (s.f). Metabolismo.(pdf) https://dagus.unison.mx/smoreno/8%20metabolismo.pdf

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1. Etapa Fisica (masticar y triturar alimentos)

2. El bolo alimenticio pasa por el esófago hasta llegar al estómago.

3. En el estómago las células parietales liberan HCl y este estimula al pepsinógeno producido desde el páncreas, para dar como resultado la enzima PEPSINA

Pepsina- está enzima rompe enlaces peptídicos

4. Todo lo que se mantiene en estómago es ácido y estimula las células del intestino, para producir BICARBONATO y se neutralice.

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El metabolismo de los ácidos nucleicos genera e hidroliza moléculas de ADN y ARN y sus componentes en la célula, en los procesos de replicación, reparación, recombinación y renovación del ADN, transcripción de ARN en ADN y síntesis y descomposición de purinas y pirimidinas. (Khodour et al., 2019)

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Esquema general de la degradación de ácidos nucleicos de purinas.

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6. La acidez también activa a las células I del intestino delegado, y libera CCK o también llamada Pancreosinina.

7. La CCK provoca que la vesícula biliar y el páncreas liberen su contenido.

En el caso del páncreas libera zimógenos (Tripsinógeno,Quimiotripsinógeno, Proelastasas)

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Existen dos clases de ácidos nucleicos, el ácido desoxirribonucleico (DNA) y e ácido ribonucleico (RNA).

DNA

Es la molécula de la herencia de todas las formas de vida celulares.

Funciones:

Dirigir su propia replicación en la división celular.

Dirigir la transcripción de moléculas de RNA complementarias.

RNA

Tipos

RNAm: Dirige la síntesis ribosómica en en polipéptidos (traducción).

RNAt: Transporta aminoácidos al ribosoma durante la síntesis de proteínas.

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Hay enzimas en el líquido pancreático llamadas ribonucleasa y desoxirribonucleasa. Estas, respectivamente, descomponen el ARN y el ADN en sus nucleótidos constituyentes, como la adenosina.

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Células intestinales, se pueden observar a las células cepillo

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El borde en cepillo de las células intestinales tiene enzimas adicionales en su membrana llamadas nucleotidasas, nucleosidasas y fosfatasas, que descomponen aún más los nucleótidos en iones fosfato, bases nitrogenadas y azúcares simples (ribosa y desoxirribosa). Todos estos son transportados por transportadores a través del epitelio intestinal y pasan al torrente sanguíneo a través de los capilares de las vellosidades.

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Los iones fosfato y los azúcares tienen muchos usos en el cuerpo (fosfatos para amortiguar el pH y producir ATP y nuevos ácidos nucleicos, mineralizar los huesos, etc.; los azúcares para usos energéticos y estructurales).

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3. Destino de las bases nitrogenadas; producción de residuos nitrogenados 

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3. Destino de las bases nitrogenadas; producción de residuos nitrogenados 

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Las bases nitrogenadas se descomponen (catabolizan) de diversas formas.

Purinas (bases de doble anillo: adenina y guanina) se catabolizan en el hígado para producir un desecho nitrogenado, el ácido úrico, que se elimina por la orina. En algunas personas, el ácido úrico puede acumularse en las articulaciones y provocar gota. El ácido úrico es también el componente pastoso de color blanco de los excrementos de aves y reptiles.

Pirimidinas (bases de un solo anillo: citosina, timina y uracilo) pueden descomponerse en intermediarios metabólicos utilizados para la síntesis de ácidos grasos u oxidarse a través del ciclo del ácido cítrico (Krebs), o degradarse a iones de amonio (NH4+), dióxido de carbono, y agua. El amonio y el dióxido de carbono se metabolizan en el hígado para producir nuestro principal residuo nitrogenado urinario, la urea. Esa vía metabólica se llama ciclo de la urea.

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Khodour, Y., Kaguni, L. S., & Stiban, J. (2019). Iron–sulfur clusters in nucleic acid metabolism: Varying roles of ancient cofactors. En The Enzymes (Amsterdam. Online) (pp. 225-256). https://doi.org/10.1016/bs.enz.2019.08.003

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Los enterocitos activan Tripsinógeno y se convierte en Tripsina.

8. La Tripsina activa a las demás enzimas para romper la cadena de aminoácidos en lugares específicos.

9. Resultado de corte de cadenas.

ABSORCIÓN

10. Los aminoácidos se absorben por diferentes mecanismos al Enterocito:

Transporte activo- Requiere energía y utiliza proteínas transportadoras.

Difusión facilitada- no requiere energía y es por gradiente de concentración.

11. En el caso de aminoácidos libres entran con ayuda de transportadores como el Sodio y Cloruro, por otra parte, los tri/di peptidos, utilizan transportadores que dependen de protones.

12. Llegando al TORRENTE SANGUÍNEO

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1. Si se necesitan aa se quedan en proteínas celulares

2. Si no se requieren, se queda como esqueleto carbonado, que se utiliza para la formación de glucosa, glucogénesis, etc.

3. La desamina pasa a la UREA filtrada por el riñón

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Metabolismo de las proteínas; alimentos y aminoácidos esenciales. (s/f). Escueladealimentacion.es. Recuperado el 8 de abril de 2024, de https://observatorio.escueladealimentacion.es/entradas/nutricion-basica/metabolismo-de-las-proteinas-alimentos-y-aminoacidos-esenciales

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1. Boca (masticación) y el bolo alimenticio pasa al estómago.

2. Digestión y absorción: Los lípidos de van a ser digeridos en el intestino delgado y se absorben en forma de ácidos grasos y monoglicéridos.

3. Transporte: Los ácidos grasos y monoglicéridos se transportan a través del torrente sanguíneo unidos a proteínas específicas.

4. Almacenamiento: Los triglicéridos se almacenan en el tejido adiposo para su uso posterior como fuente de energía.

5. Degradación: Los triglicéridos se pueden degradar a ácidos grasos y glicerol en el proceso de lipólisis.

6. Síntesis: Los lípidos se pueden sintetizar en el hígado, tejido adiposo y otras células del cuerpo.

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Las lipoproteínas son complejos macromoleculares que transportan lípidos en la sangre. Se clasifican de acuerdo a su densidad en:

Quilomicrones (QM): Transportan lípidos exógenos desde el intestino al resto del cuerpo.

Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL): Transportan triglicéridos endógenos desde el hígado a los tejidos periféricos.

Lipoproteínas de baja densidad (LDL): Transportan colesterol a los tejidos periféricos.

Lipoproteínas de alta densidad (HDL): Transportan colesterol de los tejidos periféricos al hígado para su eliminación.

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Thompson, T. E. (2024, March 27). Lipid | Definition, Structure, Examples, Functions, Types, & Facts. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/lipid

Nivel de colesterol alto - Síntomas y causas - Mayo Clinic. (2023, January 11). https://www.mayoclinic.org/es/diseases-conditions/high-blood-cholesterol/symptoms-causes/syc-20350800