Catabolismo.

El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo, en la cual se obtiene energia. Las moléculas orgánicas iniciales son transformadas en otras moléculas más sencillas, hasa convertirse en productos finales, tanbiíen llamados productos de deshecho.

La energía liberada en el catabolismo se almacena en los enlaces ricos en energía de ATP y es utilizado para las distintas actividades celulares o para sintetizar compuesto orgánicos complejos en los que se almacena la energía sobrante.

Las reacciones liberan energía porque las sustancias sencillas iniciales tiene una energía ligre, mayor que la energía de las moléculas resultantes.

Si una molécula grande se rompe en varias moléculas pequeñas por la ruptura de algunos enlaces, la energía contenida en ellos se libera. Las moléculas resultaten son más pequeñas, contien menos energía y constituyen un mayor grado de deordenen la materia.

Si en una reacción el numero de moléculas iniciales es el mismo numero de moléculas finales, la energía liberada se debe a los electrones que forman los enlaces de las moléculas iniciales, que pierden energía libre al pasar a formar los enlaces de las moléculas finales.

Estos en laces contienen menos energía porque los electrones pasan a estar más cerca de los núcleos atómicos. Cuanto más próximo está un electrón al núcleo menos energía libre tiene, y por ello, menos capacidad tiene depasar a otro átomo e iniciar así una reacción química.

Las reacciones catabólicas son reacciones de transferéncia de electrones, es decir reacciones de oxidación y de reducción o reacciones redox.

Si una sustancia se oxida, es decir, pierde electrones, hay otyra sustancia que los acepta, es decir, se reduce.

La sustancia provoca que otra pierda electrones, es el agente oxidante.

La sustancia que provoca que otra gane electrones, es el agente reductor.

Hay distintos tipos de catabolismo: 

• Por respiración: interviene la cadena transportadora de electrones.
• Aeróbica: El agente oxidante es el oxígeno.
• Anaeróbica: el agente oxidante son iones
• Fermentación: No interviene la cadena transportadora de electrones. Debido a ello el producto final siempre es u compuesto orgánico.

Catabolismo por respiración.

En la degradación total por respiración de la gluocosa y hasta el aprovechamiento completo de toda la energía liberada, se distinguen dos procesos: la glucólisis y la respiración, que tiene a sus vez dos fases: ciclo de Krebs y el transporte de electrones en la cadena respiratoria.

En las célilas eucariotas tanto la glucólisis como el ciclo de krebs se realizan en el citosol y la cadena transportadora de electrones en su membrana plasmática.

En las células eucariotas la glucólisis de realiza en el citosol y la respiración en las mitocóndrias. Su primera etapa, el ciclo de Krebs, se relaiza en la matriz mitocondrial, y la segunda, la cadena transportadora de electrones, en la membrana de las crestas mitocondriales.

GLUCÓLISIS.

Esta síntesis se realiza mediante una fosforilación a nivel de sustrato.

La glucólisis transcurre en 9 etapas, en cada una de las cuales se transforman intercambios fosforillados, desde la glucosa al ácido pirúvico.

• Primera fase: en ella por cada glucosa se consumen 2 ATP y se forman                                        2 gliceraldehído-3-fosfato.
• Segunda fase: En ella cada gliceraldehído-3-fosfato se forman 2 ATP y se regenera un ácido pirúvico. Por lo tanto, por cada glucosa se forman 4 ATP y 2 ácidos pirúvicos

El balance total de la glucólisi es que de 2 ATP

CICLO DE KREBS.

El acetil-COA se incorpora al ciclo de Krebs, trasnfiriendo su grupo acetilo a un ácido oxalacético que al aceptarlo forman un ácido cítrico. A partir de esa molécula se degrada completamente el grupo acetilo en dos moléculas de dióxido de carbono e hidrógeno, y al final se regenera un ácido oxalacético.

En cada vuelta del ciclo de Krebs se genera una molécula de GTP, 3 de NADH y 1 de FADH2. El balance energético de este ciclo solo genera 1 ATP. Sin embargo el reto de energía se interviene en producir 3 NADH y 1 FADH2 que en la cadena respiratoria liberarán mucho ATP.

CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES.

Esta es la ultima etapa de la respiración. En ella se oxidan las coenzimas reducidas, producidas en etapas anteriores, y de esta forma son utilizadas para sintetizar ATP a partir de la energía que contienen. Se distingue en tres procesos: 

• Transporte de electrones: La cadena respiratoria está formada por seis componentes, cuatro de ellos son los grandes complejos proteicos I, II, III, IV. El quito es una pequeña molécula lipídica, la ubiquinona, transporta electrones del complejo I al complejo II  y al III, y el último una pequeña proteína, la citocromo c, que está en la cara interna de la membrana y que comunica el complejo III con el IV.
• Quimiosíntesis: la energía perdida por los electrones se utiliza, en tres puntos de la cadena para bombear portones al exterior.a través de las ATP- sintetasa.
• Fosforilación oxidativa: las ATP-sintetasa están constituidas por cuatro partes, formadas por varias subunidades polipépticas. Las partes se ,ueben entre sí, como si fueran las piezas de un molino hidráulico, cuando los portones fluyen por su canal interior. Esto provoca cambios en tres lugares que producen la unión de ATP y un grupo fosfato generando así un ATP,

La fermentación es un proceso catabólico en el que no interviene la cadena transportadora de electrones. Es te proceso se puede dar en las siguientes condiciones:

• Es un proceso anaerobio: El oxígeno actúa como aceptor de electrones
• El aceptor final es un compuesto orgánico en vez de ser una molécula inorgánica como en la respiración.
• La síntesis de ATP ocurre a nivel de sustrato. No interviene ATP-sintetasa, lo que explica la baja producción energética de las fermentaciones. las fermentaciones pueden ser de varios tipos:
• Alcohólica: el ácido pirúvico se transforma en un etanol.
• Fermentación láctica: se forma el ácido láctico a partir de la glucosa
• Bútrica: descomposición de sustancias glucídicas de origen vegetal, en productos como el ácido butrífico, el hidrógeno...Esta fermentación contribuyen a la descomposición de los vegetales que quedan ene le suelo.
• Púrica: los sustratos que se degradan son de naturaleza proteica o aminoacídica y os productos que se obtienen son orgánicos y malolientes. Algunas putrefacciones dan productos que son poco desagradables, por lo que son para producir los sabores típicos de algunos alimentos.

Se pueden distinguir dos tipos de organismos según el proceso catabólico que realicen:

• Anaerobio facultativo: en presencia de oxígeno, realizan la respiración y en ausencia de este realizan la fermentación.
• Anaerobio estricto: siempre realizan la fermentación.