Catabolismo

CONCEPTO Y TIPOS DE CATABOLISMO
Catabolismo: fase destructiva del metabolismo en la cual se obtienen moléculas sencillas, que servirán para
construir las propias biomoléculas, y energía para la realización de otras funciones celulares.
Son procesos oxidativos en los que los e- procedentes de moléculas orgánicas complejas van descendiendo
progresivamente de nivel energético.
Tipos de catabolismo:
A. Catabolismo aerobio: el aceptor final de los e- es el O2. Genera gran cantidad de energía.
B. Catabolismo anaerobio
1. Fermentación: el aceptor final de e- es orgánico (generalmente etanol o un ácido orgánico).
La oxidación del compuesto orgánico es parcial y libera poca energía.
La fosforilación del ADP se realiza sólo a nivel de sustrato.
2. Respiración anaeróbica: actúa la cadena respiratoria, pero el aceptor final de e- es un compuesto inorgánico
diferente del O2. Se da sólo en algunas bacterias. 
 CATABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS
 Ruptura de polímeros. En el hígado el glucógeno es escindido en moléculas de glucosa-1-P por acción de
la fosforilasa. La glucosa-1-P es posteriormente convertida en glucosa-6-P por la fosfoglucomutasa. La fosforólisis
del almidón en las células vegetales es semejante. 
Glucólisis. Se produce en el citoplasma de casi todas las células.
1. Conversión de la glucosa en fructosa-1,6-difosfato.
Activación de la glucosa. Se consumen dos ATP excepto si la glucosa procede del almidón o el glucógeno.
2. Ruptura de la fructosa-1,6-diP en dos moléculas 3C.
Por cada molécula de fructosa-1,6-diP se obtienen dos moléculas de gliceraldehído-3-P.
Este es oxidado y fosforilado para formar el 3-fosfogliceril-P, que posee un alto contenido energético.
3. Formación de ácido pirúvico 
Fermentaciones
En las fermentaciones el ácido pirúvico se utiliza para regenerar el NADP.
Se produce en ciertas bacterias y levaduras y, en determinadas condiciones, también en células de eucariotas
pluricelulares.
La oxidación del compuesto orgánico es parcial. El aceptor final de electrones es orgánico.
Se produce una pequeña cantidad de energía. Algunas fermentaciones tienen interés comercial. 
Fermentación alcohólica
Proceso semejante a la glucólisis. Después el piruvato se decarboxila y se convierte en acetaldehído que
posteriormente se reduce a etanol. 
 Fermentación láctica
El piruvato se reduce a lactato. Si el producto final es solo lactato, la fermentación se denomina homoláctica.
Si se producen además otros compuestos, como el etanol, la fermentación es heteroláctica.
3. Balance energético de las fermentaciones.
Se producen 2 ATPs (14,6 Kcal·mol-1) lo que supone un rendimiento del 31%.
D. Decarboxilación oxidativa del ácido pirúvico
Ocurre en la matriz mitocondrial. Catalizada por el complejo piruvato deshidrogenasa. A partir del ácido pirúvico
se forma un CH3-CO-S-CoA, un NADH y se desprende una molécula de CO2. 
Ciclo de Krebs (ciclo de los ácidos tricarboxílicos o del ácido cítrico)
Los enzimas implicados en el proceso también se encuentran en la matriz mitocondrial.
Es la vía final común para la oxidación de los combustibles metabólicos. 
 Degradación completa de acetil-CoA.
Por cada molécula de acetil-CoA que se incorpora al ciclo se forman 3 NADH, 1 FADH y 1 GTP, y se
desprenden dos moléculas de CO2. 
Obtención de precursores del anabolismo.
El ciclo de Krebs es un proceso anfibólico. 
Cadena respiratoria
Para que el proceso pueda seguir funcionando, los coenzimas reducidos deben reoxidarse.
Los e- de alta energía de los coenzimas son transferidos, a través de una cadena de transportadores situada
en la membrana mitocondrial interna, hasta el O2. La energía liberada se utiliza para fosforilar ADP.. Transporte de electrones
El FMN y el CoQ transportan hidrógeno, los citocromos transportan sólo electrones.
El potencial de oxidorreducción de los transportadores de la cadena es progresivamente decreciente.
CATABOLISMO 2
2. Fosforilación oxidativa (hipótesis quimiosmótica de Mitchell)
La energía liberada en el transporte de e- impulsa el bombeo de H+ hacia el espacio intermembrana.
La membrana mitocondrial interna es impermeable a los H+, por lo que se crea un gradiente electroquímico.
Los protones regresan a la matriz atravesando la ATPasa. Acoplado a este paso se produce la fosforilación
del ADP.
G. Balance energético de la respiración de una molécula de glucosa
Se producen 38 ATPs (277 kcal·mol-1) lo que supone un rendimiento del 40,4%.
En la cadena respiratoria se producen 3 ATPs por cada NADH y 2 por cada FADH.
Los NADH producidos en la glucólisis a veces rinden solamente 2 ATPs debido al gasto que supone su entrada
en la mitocondria. Esto depende del modo como penetren en las mitocondrias los e- del NADH extramitocondrial
introducción en la mitocondria. En este caso el rendimiento total es de 36 ATPs 
CATABOLISMO DE LOS LÍPIDOS
. Degradación de las macromoléculas
Hidrólisis de los triglicéridos por acción de las lipasas.
La glicerina se incorpora a la glucolisis tras su oxidación y fosforilación. Los ácidos grasos sufren la ßoxidación
en la matriz mitocondrial.
 Activación de los ácidos grasos
El enzima acil-CoA sintetasa cataliza la unión del ácido graso al CoA con gasto de un ATP.
El acil-CoA es transportado al interior de la mitocondria por la carnitina.
C. ß-oxidación de los ácidos grasos (hélice de Lynen)
El ácido graso se va rompiendo en fragmentos de dos carbonos por el extremo carboxilico.
Cuatro etapas: oxidación ligada al FAD, hidratación, oxidación ligada al NAD y tiolisis por acción de una
nueva molécula de CoA.
Los ácidos grasos insaturados rinden un FADH menos por cada insaturación, debido a que no es necesaria
la acción de la deshidrogenasa del acil-CoA.
D. Ciclo de Krebs
E. Cadena respiratoria
F. Balance energético de la oxidación de los ácidos grasos
La oxidación completa del ácido palmítico (saturado de 16C) genera 129 ATPs (942 kcal·mol-1) lo que supone
un rendimiento del 40,2%.
 CATABOLISMO DE PROTEÍNAS
La degradación de las macromoléculas (proteolisis) es realizada por las proteasas en el medio extracelular.
El exceso de aminoácidos no puede ser almacenado ni excretado, por lo que es utilizado como combustible
metabólico.
A. Transaminación
Las transaminasas catalizan la transferencia del grupo amino desde un aa hasta un a-cetoácido
La glutamato-transaminasa cataliza la transferencia al a-cetoglutárico formando glutámico.
La alanina-transaminasa cataliza la transferencia al pirúvico formando alanina. Esta alanina transfiere luego
su grupo amino al a-cetoglutárico que formará glutámico.
B. Desaminación oxidativa
El glutámico formado será desaminado oxidativamente por la glutamato-deshidrogenasa, ligada al NAD, y
se formará a-cetoglutárico, amonio y NADH.
Los a-cetoácidos resultantes de la transaminación pueden ser: pirúvico, a-cetoglutárico, succinil-CoA, fumárico
u oxalacético. Unos pocos aminoácidos son degradados a acetil-CoA.
Estos compuestos siguen la vía del ciclo de krebs hasta ser totalmente oxidados. 
 Eliminación del amonio
Una parte del amonio es utilizado en la síntesis de aminoácidos. El resto es excretado.
Organismos ureotélicos (anfibios, quelonios, mamíferos y elasmobranquios): transforman amoniaco en
urea mediante el ciclo de la urea, que ocurre en la matriz mitocondrial.
Organismos uricotélicos (insectos, aves y reptiles terrestres): excretan ácido úrico.
Organismos amoniotélicos (insectos acuáticos y peces): excretan directamente amonio.