Metabolismo

Metabolismo ( / m ə t æ b ə l ɪ z ə m / , desde griego : μεταβολή Metabole , "cambio") es el conjunto de la vida -sustaining reacciones químicas en 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 enzimas reacciones catalizada permiten a los organismos crecer y reproducirse, mantener sus estructuras y responder a su medio ambiente. 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 descritas anteriormente dentro de las células se denomina intermediario (o intermedio ) metabolismo.

Las reacciones metabólicas se pueden clasificar como catabólicas : la descomposición de compuestos (por ejemplo, de glucosa a piruvato por respiración celular ); o anabólico : la formación ( 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, cada paso es facilitado por una enzima específica . Las enzimas son cruciales para el metabolismo porque permiten a los organismos impulsar reacciones deseables que requieren energía y no ocurrirán por sí mismas, al acoplarlas a reacciones espontáneas que liberan energía. Las enzimas actúan como catalizadores (permiten que una reacción se desarrolle 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 paraseñales de otras células.

El sistema metabólico de un organismo en 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 sorprendente del metabolismo es la similitud de las vías metabólicas básicas entre especies muy diferentes. ^[2] Por ejemplo, el conjunto de ácidos carboxílicos 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 organismos multicelulares enormes como los elefantes . ^[3] Es probable que estas similitudes en las vías 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 , se altera el metabolismo normal. ^[6] El metabolismo de las células cancerosas también es diferente del metabolismo de las células normales, y estas diferencias se pueden utilizar para encontrar objetivos para la intervención terapéutica en el cáncer. ^[7]

La mayoría de las estructuras que componen 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 producir 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 producir polímeros como el ADN y las proteínas , macromoléculas esenciales de la vida. ^[8]