El metabolismo Celular

En virtud de la desintegración de los ali­mentos llevada a cabo en el sistema digestivo, del intercambio gaseoso realizado en el respi­ratorio y del transporte de los principios nutri­cios y del oxígeno a través del proceso circula­torio, las células dispondrán de elementos pre­cisos para liberar la energía potencial almace­nada en las moléculas orgánicas.

El conjunto de las transformaciones quími­cas que se realizan en la célula, de una manera gradual y con el concurso de complejos y va­riadas enzimas, es lo que constituye su metabolismo. El proceso metabólico comprende dos ciases de fenómenos: los fenómenos degradativos y liberadores de energía o catabólicos, y los de tipo constructivo o anabólicos. Durante estos últimos tendrá lugar la síntesis de los prin­cipios inmediatos propios de cada organismo, partiendo de los compuestos orgánicos simples captados por la célula y de la energía liberada en los fenómenos catabólicos.

Estas necesidades energéticas son cubier­tas durante la respiración celular, y lo son de una manera fundamental a través de la degra­dación oxidativa de la glucosa, proceso inver­so a la fotosíntesis y que puede representarse globalmente a través de la siguiente ecuación:

C_ftH₁₂0₆ + 6 0₂

6 C0₂ + 6 H_z0 + 674 kcal,

que nos indica que por cada molécula gramo de glucosa escindida aeróbicamente pueden liberarse 674 kilocalorías.

Se ha podido comprobar que durante la res­piración celular aerobia se aprovecha casi la mitad (el 45 por ciento) de la energía potencial encerrada en este azúcar; tal energía queda almacenada en los enlaces fosfato, ricos en energía potencial, de un importante nucleótido, el ATP o adenosintrifosfato, que la mantendrá a disposición de las células para que éstas, y por lo tanto el organismo pluricelular constituido por ellas, puedan llevar a buen término sus diversas actividades vitales.

Este 45 por ciento de la energía liberada por una molécula gramo de glucosa queda almacenada al final de su degradación aerobia en 38 moléculas gramo de ATP, resultado final al que se llega a través de una serie de complejas etapas intermedias.

La célula se comporta por lo tanto como una máquina que obtiene un perfecto rendi­miento energético de su combustible. El 55 por ciento de energía restante se transforma en calor, trabajo mecánico, etcétera, asegurando el cumplimiento de las demás actividades or­gánicas.

Cuando el proceso se realiza sin el concur­so del oxígeno libre, o sea en la respiración anaerobia, la glucosa no llega a degradarse to­talmente. Se tienen así los procesos conoci­dos con el nombre de fermentaciones, en los que la liberación de energía es muy inferior (por ejemplo, 25 a 30 kilocalorías en la fermenta­ción láctica). Se comprende, por tanto, que la respiración aerobia sea la más conveniente y la más utilizada por los organismos.

El catabolismo de los lípidos y el de los prótidos puede representar también un aporte energético para la célula o el organismo, si bien esta última fuente energética suele ser utilizada sólo cuando fallan los otros combusti­bles.

En las proteínas simples, el catabolismo de sus aminoácidos conduce mediante un proce­so de desaminación (pérdida de los grupos -NH₂, que se transforman en amoniaco, NH₃) a la formación de cetoácidos. En los mamíferos, el amoniaco se combina en el hígado con el anhídrido carbónico para formar un catabolito denominado urea (H₂N – CO- NH₂). Durante el catabolismo de los nucleoproteidos se origi­na otro catabolito con el nombre de ácido úrico.