El metabolismo

El metabolismo representa la actividad central de las células. Mediante este, todas las células obtienen la energía metabólicamente útil para realizar funciones como: la contracción, el mantenimiento de gradientes iónicos y la síntesis de macromoléculas

También por medio de este se obtienen las sustancias que van a incorporarse a las estructuras celulares durante el proceso de crecimiento y desarrollo o que van a servir para reemplazar moléculas dañadas o envejecidas.

Los mecanismos de integración y regulación metabólicas garantizan la necesidad de coordinar las funciones metabólicas de las células en tanto la comunicación intercelular es la forma que tienen los organismos pluricelulares de coordinar las funciones generales del organismo.

La regulación del metabolismo, es un fenómeno mediante el cual las vías metabólicas son ajustadas a funcionar con determinada intensidad en respuesta a los cambios que se producen en el entorno o como consecuencia de la propia actividad celular. Este fenómeno es el resultado de mecanismos moleculares que tienen como efectores principales las enzimas.

Mencionare solo algunos de los más importantes.

Compartimentalización: El sustrato se forma en un compartimiento celular y la enzima que debe transformarlo se encuentra en otro. Por lo tanto, la velocidad de transformación depende, no solo de la capacidad catalítica de la enzima, sino, además, de la velocidad con la cual el sustrato pueda atravesar la membrana que separa ambos compartimentos.

Disponibilidad de cofactores: Los cofactores son modificados durante una reacción y necesitan de una segunda reacción para retornar a su estado inicial.

Actividad de las enzimas: Existen numerosas enzimas cuya actividad en la célula es variable. Unas veces porque estas enzimas se presentan en dos formas de actividad diferente y al pasar de un estado a otro aumentan o disminuyen la velocidad de la reacción que catalizan. Los mecanismos más conocidos son la transición alostérica y la modificación covalente.

Aunque el metabolismo está formado por un número importante de vías metabólicas que desde el punto de vista didáctico se estudian por separado, todas ellas funcionan en la célula simultáneamente. Esta situación obliga a la existencia de relaciones importantes entre las vías metabólicas de manera que el proceso global sea lo más eficiente.

Las células por lo general se desarrollan en un ambiente variable, principalmente en lo referido a la disponibilidad de nutrientes. Por lo tanto, en cada momento, deben estar más activas las vías que permiten la utilización de los nutrientes disponibles y menos activas las que requieren de nutrientes que en ese momento no están disponibles. De no existir vínculos entre las vías metabólicas no podrían llevarse a cabo este funcionamiento jerarquizado de las vías metabólicas.

Esos vínculos se establecen mediante cuatro modalidades fundamentales: por la existencia de metabolitos comunes a más de una vía, por los cofactores enzimáticos, por reguladores alostéricos y mediante vínculos energéticos. Esto hace que unas vías metabólicas dependan de otras para su funcionamiento máximo. La integración metabólica se basa en esta relación de dependencia.

a) Por metabolitos comunes: Si un metabolito es utilizado por más de una vía metabólica, el funcionamiento de cada una de estas depende del funcionamiento de las otras. Por ejemplo, el acetil-CoA es empleado en la síntesis de ácidos grasos, colesterol, cuerpos cetónicos, algunos aminoácidos y en múltiples reacciones de acetilación. Esto significa que este metabolito está estableciendo un vínculo fundamental entre esas vías y, si una de ellas está funcionando con gran intensidad, el resto debe encontrarse a un nivel basal. La vía que funciona con más intensidad, en última instancia, depende de las condiciones celulares en cada momento.

b) Mediante cofactores: La necesidad de dos reacciones para que los cofactores completen su ciclo de acción establece una relación importante entre las vías metabólicas.

c) Por reguladores alostéricos: Una de las características más notables de los efectores alostéricos es que por lo general actúan en pares de sustancias relacionadas estructural y metabólicamente.

d) Por vínculos energéticos:

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