3.7 L’organisme també construeix



Fins aquí s'ha considerat com es genera energia en el metabolisme de l'organisme, però és evident que també s'han de produir reaccions de síntesi de molècules, com ara la formació de macromolècules de proteïnes, lípids i polisacàrids. Aquestes molècules tenen funcions molt diverses. Unes són enzims, altres formen estructures cel·lulars i altres són substàncies de reserva.

Les reaccions de síntesi constitueixen l'anabolisme de les cèl·lules. Són reaccions que tenen com a substrats molècules senzilles i necessitaran energia en forma d'ATP. Per tant, les reaccions anabòliques estan estretament lligades a les vies catabòliques pel que fa a l'energia.




Font: http://cassany.cat/BIOLOGIA/metabolisme/vies.jpg


Anabolisme dels glúcids

Les reaccions anabòliques dels glúcids són la gluconeogènesi, que consisteix en la formació de glucosa a partir de piruvat, i la gliconeogènesi, que és la formació de glicogen a partir de glucosa.

Gluconeogènesi

La gluconeogènesi, en els mamífers, només es realitza en el fetge i en el còrtex renal, i les seves reaccions tenen lloc, sobretot, en el citosol cel·lular. Algunes d'aquestes reaccions són úniques i característiques d'aquesta via, controlades per enzims específics de la via anabòlica. Les altres reaccions són comunes a les de la glucòlisi.

La gluconeogènesi és indispensable, ja que la glucosa és el principal combustible per a algunes cèl·lules com ara les del cervell, els ronyons i els eritròcits. Quan s'esgoten les reserves de glicogen i no hi ha ingesta de glúcids, s'ha de formar glucosa a partir d'altres molècules com ara els aminoàcids, la glicerina i l'àcid làctic. Els aminoàcids provenen de la hidròlisi de les proteïnes, i la glicerina, de la hidròlisi dels triacilglicèrids.

 



Font: Imatge elaborada per Irene Martínez sota llicència CC by-nc-sa
i disponible a http://aulatres.wikispaces.com/Anabolisme

El lactat es forma en el cèl·lules musculars o en els glòbuls vermells a partir de la respiració anaeròbica de la glucosa. En els glòbuls vermells, l'oxidació de la glucosa es fa sempre per via anaeròbica, ja que no tenen mitocondris. L'àcid produït en aquestes cèl·lules es transporta al fetge i es converteix en glucosa mitjançant la gluconeogènesi.

Els aminoàcids i l'àcid làctic s'incorporen a la gluconeogènesi amb l'àcid pirúvic, mentre que la glicerina ho fa a nivell de la hididroxiacetona.

Com que els àcids grassos, quan es degraden, donen acetil-CoA i els seu pas a pirúvic, en els animals, no és possible, no es pot formar glucosa a partir dels àcids grassos. En les plantes, en canvi, es pot formar oxalacetat a partir d'acetil-CoA, i així és possible la formació de glucosa a partir dels àcids grassos.

Podeu aprofundir més en la gluconeogènesi a partir de la següent animació:


  Gluconeogenesis
WILEY


Gliconeogènesi

La gliconeogènesi és la formació de glicogen a partir de la glucosa ingerida, el qual s'emmagatzema en les cèl·lules del fetge i en les cèl·lules musculars.

La síntesi de glicogen té una via diferent a la de la seva hidròlisi o glicogenòlisi, i el principal enzim que intervé és el glicogen sintetasa. Bàsicament consisteix en la unió de molècules de glucosa. Perquè es puguin unir aquestes molècules cal que siguin activades, procés en el qual es consumeix energia, principalment en forma d'un nucleòtid, l'UTP.

El control de la gliconeogènesi i de la glicogenòlisi es fa mitjançant hormones, de manera que quan s'activa un dels dos processos s'inactiva l'altre. Aquesta regulació evita que es realitzin simultàniament.

Mireu aquesta animació de la gliconeogènesi:

  Glycogenesis
University of Manchester

 

Anabolisme dels lípids

L'anabolisme dels lípids fa referència a la formació de triacilglicèrids com a substàncies de reserva. La formació de triacilglicèrids té lloc principalment en els organismes heteròtrofs a partir dels propis greixos presents en els aliments que s'hidrolitzen en glicerina i àcids grassos, passen a la sang i posteriorment tornen a formar triacilglicèrids en els teixits adiposos.

Podeu estudiar l'anabolisme dels lípids a partir de la següent animació:

  Fatty Acid Metabolism
WILEY


Quan s'ingereixen dietes baixes en lípids, però riques en glúcids i proteïnes, es poden formar triacilglicèrids a partir d'aquestes biomolècules. La formació de triacilglicèrids suposa la síntesi de glicerina i d'àcids grassos. La glicerina es forma a partir de la dihidroxiacetona. Els àcids grassos es formen a partir de l'acetil-CoA. És una via que té lloc al citosol i està catalitzada per l'enzim àcid gras sintetasa.

L'acetil-CoA format als mitocondris surt en forma de citrat (el primer compost del cicle de Krebs). Un cop al citosol es torna a formar oxalacetat, que donarà piruvat i acetil-CoA. La síntesi d'àcids grassos necessita ATP i poder reductor en forma de NADPH.


Anabolisme de les proteïnes

La síntesi o formació de proteïnes és un procés que es fa per la unió d'aminoàcids segons la seqüència de cada proteïna. Aquest procés suposa la participació dels àcids nucleics (ADN i ARN) i dels ribosomes de les cèl·lules. En aquest apartat es tractarà concretament de la síntesi d'aminoàcids.

La capacitat de síntesi d'aminoàcids varia molt d'un organisme a un altre. En el cas dels vertebrats, no es poden formar tots els 20 aminoàcids necessaris per al síntesi de proteïnes. Concretament, l'ésser humà només en pot formar 11, els 9 restants els anomenem essencials perquè han de ser presents a la dieta. Els aminoàcids no essencials són els que es poden sintetitzar a partir d'altres compostos.

Alguns aminoàcids no essencials es formen a partir de l'àcid glutàmic, altres d'àcid pirúvic i altres d'àcid 3-fosforglicèrids (substància intermediària de la glucòlisi). La incorporació del grup amina es fa a través d'una transaminació amb la glutamina.

La següent activitat us proporcionarà una visió de conjunt del metabolisme:

Icona iDevice Activitat. Síntesi i visió de conjunt del metabolisme
Aquesta activitat consisteix en un conjunt de problemes i activitats de síntesi que us ajudarà a proporcionar-vos una visió de conjunt del metabolisme.


   
Versió online


Versió pdf

CDEC. Projecte Biologia en Context. Coordinació: Lucia Cortinas. Edició: Roger Pruñonosa.