Metabolismo

El metabolismo ( / m ə t æ b ə l ɪ z ə m / , del griego : μεταβολή metabolē , "cambio") es el conjunto de reacciones químicas que sustentan la vida en los organismos . Los tres propósitos principales del metabolismo son: la conversión de la energía de los alimentos en energía disponible para ejecutar los procesos celulares; la conversión de alimentos en componentes básicos para proteínas , lípidos , ácidos nucleicos y algunos carbohidratos; y la eliminación de desechos metabólicos . Estas reacciones catalizadas por enzimas permiten que los organismos crezcan y se reproduzcan, mantengan sus estructuras y respondan a sus entornos. La palabra metabolismo también puede referirse a la suma de todas las reacciones químicas que ocurren en los organismos vivos, incluida la digestión y el transporte de sustancias hacia y entre diferentes células, en cuyo caso el conjunto de reacciones dentro de las células descrito anteriormente se denomina intermediario (o intermedio). ) metabolismo.

Las reacciones metabólicas pueden clasificarse como catabólicas : la descomposición de compuestos (por ejemplo, de glucosa en piruvato por la respiración celular ); o anabólico : la construcción ( síntesis ) de compuestos (como proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos). Por lo general, el catabolismo libera energía y el anabolismo consume energía.

Las reacciones químicas del metabolismo se organizan en vías metabólicas , en las que una sustancia química se transforma a través de una serie de pasos en otra sustancia química, y cada paso es facilitado por una enzima específica . Las enzimas son cruciales para el metabolismo porque permiten que los organismos impulsen reacciones deseables que requieren energía y que no ocurrirán por sí mismas, al acoplarlas a reacciones espontáneas que liberan energía. Las enzimas actúan como catalizadores (permiten que una reacción avance más rápidamente) y también permiten la regulación de la velocidad de una reacción metabólica, por ejemplo, en respuesta a cambios en el entorno de la célula o aseñales de otras células.

El sistema metabólico de un organismo particular determina qué sustancias encontrará nutritivas y cuáles venenosas . Por ejemplo, algunos procariotas usan sulfuro de hidrógeno como nutriente, pero este gas es venenoso para los animales. ^[1] La tasa metabólica basal de un organismo es la medida de la cantidad de energía consumida por todas estas reacciones químicas.

Una característica llamativa del metabolismo es la similitud de las vías metabólicas básicas entre especies muy diferentes. ^[2] Por ejemplo, el conjunto de ácidos carboxílicos que son más conocidos como intermediarios en el ciclo del ácido cítrico están presentes en todos los organismos conocidos, encontrándose en especies tan diversas como la bacteria unicelular Escherichia coli y enormes organismos multicelulares como los elefantes . ^[3] Es probable que estas similitudes en las rutas metabólicas se deban a su aparición temprana en la historia evolutiva , y su retención probablemente se deba a su eficacia . ^{[4] [5]}En diversas enfermedades, como la diabetes tipo II , el síndrome metabólico y el cáncer , el metabolismo normal se ve interrumpido. ^[6] El metabolismo de las células cancerosas también es diferente del metabolismo de las células normales, y estas diferencias se pueden usar para encontrar objetivos para la intervención terapéutica en el cáncer. ^[7]

La mayoría de las estructuras que forman los animales, las plantas y los microbios están formadas por cuatro clases básicas de moléculas : aminoácidos , carbohidratos , ácidos nucleicos y lípidos (a menudo llamados grasas ). Como estas moléculas son vitales para la vida, las reacciones metabólicas se centran en fabricar estas moléculas durante la construcción de células y tejidos, o en descomponerlas y utilizarlas para obtener energía, mediante su digestión. Estos bioquímicos se pueden unir para formar polímeros como el ADN y las proteínas , macromoléculas esenciales para la vida. ^[8]