Los compuestos de alta energía se caracterizan por uno o más enlaces (químicos) de alta energía que liberan un gran volumen de energía libre a través del catabolismo (Rompimiento)

Los enlaces de alta energía tienen este nombre porque almacenan mayor cantidad de energía que los enlaces químicos ordinarios

Estos enlaces se dan entre residuos de ácido fosfórico y ciertos compuestos orgánicos. El fosforo siempre esta presenteEstos enlaces se se denominan fosfatos macroérgicos

Compuesto de Alta Energía

METABOLISMO ENERGÉTICOConjunto de Reacciones

de los nutrientes posterior al catabolismo

Suministra la energía necesaria para el organismo (ATP)

Cada nutriente se degrada por vía específica a sus monómeros y estos a acetil Coenzima A.

Racionalización de la Energía en compuestos de alta energía

El ATP estable en condiciones fisiológicas, se hidroliza con facilidad en reacciones mediadas por enzimas.

Además del ATP existen otros compuestos de “alta energía” que también al hidrolizarse ceden grupos fosfatos al ADP y son:

1. Acil Fosfatos: como el acetilfosfato CH3-C-O-PO32-

Oy el 1,3 bifosfoglicerato PO3

2--O-CH2- CH -C-O-PO32-

OH O2. Enol Fosfatos: como fosfoenolpiruvato3. Fosfoguanidinas: fosfocreatina y fosfoarginina4. Glucosa-6-fosfato y fructosa 6-fosfatos.

ADENOSINA DE TRIFOSFATO (ATP)       

Por hidrólisis (catabolismo), el ATP se descompone hasta adenosina de difosfato (ADP), liberando energía directamente para diferentes funciones vitales del cuerpo, tales como la contracción muscular, transporte activo, digestión, secreción glandular, síntesis de compuestos químicos, reparación de tejidos, circulación, transmisión nerviosa, entre otras.

HIDRÓLISIS DEL ATPHIDRÓLISIS DEL ATPNUTRIENTES PRODUCTORES DE ENERGIA

CO2, H2O, NH3

ADP + Pi

MACROMOLÉCULAS PRECURSORES SENCILLOS

ATP

Trabajo Biológico

Contracción muscular

Transmisión de impulso nervioso

Transporte activo, etc.

Las células intercambian la energía liberada en la ruptura del ATP, para llevar a cabo

funciones esenciales, a menudo convirtiendo la energía química liberada en la hidrólisis del

ATP en otras formas de energía.

Formación - Síntesis de la Molécula de ATP

        Mediante la utilización (absorción) de energía un fosfato libre se une a una molécula de adenosina de difosfato (ADP) para poder formar una molécula de adenosina de trifosfato (ATP). Esta reacción se puede expresar como:

Pi + ADP ATP

Para este proceso se requiere energía, la cual se obtiene al desdoblar los nutrientes de los alimentos

CICLO DEL ATP-ADP

1.-Las células pueden sintetizar el ATP a partir de hidratos de carbono, grasas y proteínas

2.-Además el ATP, a su vez, representa una fuente inmediata de energía para las diversas funciones celulares.

3.-El ADP vuelve a transformarse en ATP

ATP ADP + P ATP

1.-DescomposiciónCarbohidratosLipidosProteína

2.-Si se requiera energía 3.-Descomposición

CarbohidratosLipidosProteína

energía

energía

ENZIMA QUE PARTICIPA EN LA HIDRÓLISIS DEL ATP

Las enzimas que catalizan esta reacción de descomposición son trifosfatasas de adenosina, o ATPasas. Esta reación se puede resumir como sigue:

ATP + H2O ADP + Pi + energía.

Trifosfatasas de adenosina

En la célula muscular se llama miosina

Enzima y Contracción Muscular        

La miosina, una de las proteínas contráctiles importantes de la fibra muscular, cataliza el paso de trifosfato de adenosina (ATP) a difosfato de adenosina (ATP), y la consiguiente liberación de energía.

FUENTES DE ATP        Básicamente, el ATP proviene principalmente del catabolismo de las sustancias nutricias energéticas. Una vez que estos sustratos entran en la célula, se inicia una serie de reacciones químicas a través de diversas vías metabólicas.

Esta vías pueden ser de dos tipos:

*Metabolismo Anaeróbico (En este tipo de metabolismo celular se debe a que el tiempo es muy corto para que llegue a tiempo el óxigeno)

* Metabolismo Aeróbico (Utiliza el oxígeno para poder oxidar los sustratos y asi producir ATP )

METABOLISMO ANAERÓBICO

1.1 EL SISTEMA DE ATP-PC Ó METABOLISMO ANAERÓBICO ALÁCTICO

La rapidez para la disponibilidad del ATP , se le atribuye a que no depende de una serie de reacciones químicas. Por otro lado, produce relativamente pocas moléculas de ATP. Las reservas musculares de los fosfocreatina (PC) son muy pequeñas . En consecuencia, la cantidad de energía obtenida a través de este sistema es limitado, lo cual limita también la producción de ATP.

Durante la hidrólisis o fragmentación del enlace de alta energía que mantiene unida la molécula de PC (cuando se elimina su grupo fosfato) se libera gran cantidad de energía, la cual se pasa al ATP, el cual se esta formando.

El combustible químico (energía química potencial) empleado en este sistema (para resintetizar el ATP) es la fosfocreatina (PC).

Aminoácido

Cuando se rompe el enlace entre el fosforo y la creatina se libera fosforo y energía

  PC + ADP ATP + C

El sistema involucra la donación de un fosfato (P) y su enlace de energía por parte de la fosfocreatina (PC) a la molécula de ADP para formar ATP

  El sistema de ATP-PC se activa principalmente durante eventos atléticos de muy corta duración (30 segundos lo máximo) y de alta intensidad, competencias explosivas y rápidas (de alta potencia).

Fosfocreatina Creatina

Este sistema representa una vía química o metabólica que involucra la degradación incompleta (por ausencia de oxígeno) de glucosa o glucógeno para formar dos moléculas de ácido láctico, lo cual también tiene como producto el ácido láctico en los músculos esqueléticos y en la sangre. El ácido láctico se forma debido a la falta de oxígeno.

.                

1.2 Glucólisis Anaeróbica O Sistema Anaeróbico Láctico

parte de la energía liberada se conserva en forma de NADH, el cual será posteriormente oxidado en las mitocondrias

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H + 2

H2O La glucólisis tiene la ventaja de que provee un sumistro rápido de ATP Por otro lado, esta vía sólo puede producir 3 o 2 moles de ATP mediante la descomposición anaeróbica (proceso de glucólisis anaeróbica) de glucógeno (este último representa la forma de almacenamiento de la glucosa o del azúcar en los músculos esqueléticos)

El ácido láctico origina una fatiga musculo esquelética transitoria cuando se acumula en los músculos y en la sangre a niveles muy elevados

La D-glucosa es el principal combustible de la mayoría de los organismos y ocupa una posición central en el metabolismo

La glucosa se desdobla a piruvato. 

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+

2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H + 2 H2O 

Acoplada a un proceso metabólico denominado fermentación o formación del lactato a partir del piruvato

Libera energía que es aprovechada para la síntesis de ATP.

Esta es la vía obligada cuando no hay oxígeno disponible.

  La rentabilidad energética del proceso se puede considerar muy baja, por cada glucosa se obtienen:

1. 2 ATP2. 2 acidos lacticos

2 ATPGLUCOSA -------> ENERGIA + 2 Ac. LACTICO

La glucólisis tiene la ventaja de que provee un sumistro rápido de ATP y no requiere oxígeno (anaeróbico).

el ácido láctico origina una fatiga musculoesquelética transitoria cuando se acumula en los músculos y en la sangre a niveles muy elevados.

El Acido Láctico que se genera como resultado de esta reacción tiene una característica especial y es que si se acumula va a producir una disminución del pH (acidosis) y por encima de una cantidad se produce el bloqueo del propio sistema energético, y con ello su parada; parece como si el propio organismo utilizara un mecanismo de seguridad para evitar que en el organismo la acidosis aumentara de manera exagerada, lo que daría lugar a un problema grave y generalizado, y por tanto detiene de forma automática el proceso en el que se forma ácido láctico

METABOLISMO AEROBICO (Presencia de Oxígeno)

Metabolismo Aeróbico *La glucólisis (en este caso es de naturaleza aeróbica) *El ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) y *La cadena respiratoria (o sistema de transporte electrónico) *Fosforilación oxidativa.

*B-Oxidación (en este caso es de naturaleza aeróbica) *El ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) y *La cadena respiratoria (o sistema de transporte electrónico). Fosforilación oxidativa.

*Desaminación (en este caso es de naturaleza aeróbica) *El ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) y *La cadena respiratoria (o sistema de transporte electrónico). * Fosforilación oxidativa.

Con Carbohidratos

Con Lípidos

Con Proteínas

CARBOHIDRATOSS

GRASAS

PROTEINAS

GLUCOLISIS ANAEROBICA

ACETIL SCoA

OXIDACIÓN BETA

Ciclo de Krebs Fosforilación Oxidativa

NIVEL 2

NIVEL 3

DESAMINACIÓN TRANSAMINACIÓN

La glucólisis aeróbica y anaeróbica se lleva a cabo en el citoplasma de la célula.

El ciclo de Krebs, la beta oxidación y la desaminación/ transaminación en la matriz mitrocondrial mitocondiral.

El sistema de transporte electrónico en las crestas de la membrana mitocondrial.

GRACIAS POR

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