?1. Característiques generals del catabolisme
Els organismes heteròtrofs obtenen l’energia que necessiten mitjançant reaccions d'oxidació-reducció de la matèria orgànica. Els heteròtrofs aeròbics l'obtenen de la respiració aeròbia, mentre que els heteròtrofs anaeròbics ho fan a partir de reaccions de fermentació. Els éssers autòtrofs, a més d'aquestes reaccions, poden obtenir energia a partir de reaccions com la fotòsintesi, ja que poden aprofitar l'energia de la llum.
La respiració cel·lular és un procés catabòlic en què la matèria orgànica -d'estructura complexa i posseïdora d'una energia potencial- és degradada totalment mitjançant una sèrie de reaccions oxidatives fins a transformar-se en molècules senzilles com el CO2 i H2O, alhora que s’allibera l'energia continguda al seus enllaços. Aquesta energia és parcialment emmagatzemada en una forma útil per a la cèl·lula ( molècules d’ATP); la resta es perd en forma de calor. La respiració és un procés que té lloc a nivell cel·lular, fonamentalment al mitocondri. Cal parlar també d'una respiració anaeròbia típica d'alguns microorganismes. Parlarem breument d'ella en el punt 4
Les fermentacions anaeròbiques són un conjunt de rutes metabòliques amb què els organismes poden obtenir energia a partir de molècules orgàniques en absència d'oxigen molecular. El producte final de la fermentació és un altre compost orgànic , ja que la matèria orgànica no es degrada (oxida) totalment. El procés fermentatiu té lloc a l'hialoplasma de les cèl·lules. Atés que la vida va sorgir en una atmosfera sense oxigen, aquesta fermentació anaeròbia constitueix el mecanisme biològic més antic destinat a l'obtenció d'energia. La major part dels organismes superiors han mantingut la capacitat de fermentar la glucosa en absència d'oxigen , sota determinades circumstàncies.En la figura següent podem observar l'esquema general del catabolisme cel·lular aerobi:
* En una primera fase té lloc la transformació de les macromolècules en les seues subunitats constituents. Les macromolècules que formen la reserva energètica de les cèl·lules són els greixos (triacilglicèrids) i els polisacàrids (midó i glicogen). Les proteïnes tenen unes altres funcions que les energètiques, malgrat que en absència dels altres tipus moleculars poden ser utilitzades per a l'obtenció d'energia. Quantitativament són els greixos les molècules energètiques més importants ja que la seua oxidació allibera sis vegades més energia que una massa idèntica de glicogen (un ésser humà té reserves de glicogen per a un dia i de greixos per a tot un mes; si tota aquesta reserva estigués en forma de glicogen, la massa corporal augmentaria uns 25 Kg).
Els greixos són desdoblats en àcids grassos i glicerina. El glicogen en glucosa i les proteïnes en amonoàcids. Aquest processos són catalitzats enzimàticament (lipases , amilases , peptidases , etc) i tenen lloc a l'hialoplasma ?cel·lular; també és possible que aquestes molècules unitat entren directament a la cèl·lula després d'haver estat degradades prèviament per un procés de digestió extracel·lular. Recordeu la digestió humana
* La fase II consisteix en l'obtenció d'acetil-CoA -molècula de 2 carbonis unida a un coenzim- a partir de l'oxidació dels àcids grassos , monosacàrids i aminoàcids. Cada biomolècula té lesseues reaccions específiques per arribar a acetil CoA : glucòlisi , b-oxidació, etc. Aquesta fase té lloc a l'hialoplasma i a l'interior del mitocondri.Hi ha una producció limitada d’ATP i NADH (coenzim reduït)
*En la fase III l'acetil CoA -que prové de l'oxidació parcial dels glúcids , àcids grassos i aminoàcids- s'incorpora al cicle de Krebs o cicle dels àcids tricarboxílics el qual constitueix en les cèl·lules aeròbies la ruta final comuna de l'oxidació de les molècules combustibles. El cicle de Krebs consisteix en una sèrie cíclica de reaccions oxidatives on es degraden el metabòlits obtinguts en la fase anterior. Aquest procés té lloc a la matriu mitocondrial. Al cicle de Krebs, els grups acetil (CH3-CO-) de l'acetil CoA són degradats enzimàticament i formen dues molècules de CO2 i quatre parells d'àtoms d'hidrogen (protons + electrons). Aquests electrons són captats per coenzims (FAD i NAD+) que es reduiran a FADH2 i NADH . Seguidament aquests electrons passaran a una cadena de transport electrònic situada a la membrana mitocondrial interna fins a ser transferits a l'oxigen, el seu últim acceptor, i passa a formar H2O.Panorama general de la respiració aeròbia (Fosforilació oxidativa)
Completa informació sobre el procés de la respiració cel·lular. Cal haver estudiat a fons el tema per poder traure'n profit
ANIMACIONS SOBRE ASPECTES BÀSICS DEL CATABOLISME
Animacions extretes d'aquesta pàgina: Llorenç Pons Madrid - IES Josep Miquel Guàrdia. Alaior - Menorca
Pàgina principal de biologia de 2 BAT
