Introducció al Catabolisme

T'has preguntat mai d'on treu energia el teu cos per funcionar? La resposta està en el catabolisme, el procés que descompon molècules complexes per generar ATP, la "moneda energètica" de les cèl·lules.

Existeixen dos tipus principals de catabolisme: la respiració i la fermentació. La respiració pot ser aeròbica (necessita oxigen i passa als mitocondris) o anaeròbica (utilitza altres compostos inorgànics). La fermentació, en canvi, és anaeròbica i produeix molècules orgàniques com a producte final.

El catabolisme de la glucosa és especialment important perquè és el combustible principal de les cèl·lules. Aquest procés pot seguir diferents vies: la respiració aeròbica (que inclou la glicòlisi, el cicle de Krebs i la cadena respiratòria) o la fermentació.

Consell d'estudi: Recorda que la respiració aeròbica és molt més eficient que la fermentació per obtenir energia!

Respiració Aeròbica: Glicòlisi, Krebs i Cadena Respiratòria

La respiració aeròbica és com una màquina perfectament coordinada que extreu la màxima energia de la glucosa. Aquest procés té tres etapes clau que has de dominar.

La glicòlisi passa al citosol i transforma una molècula de glucosa (6 carbonis) en dues d'àcid pirúvic (3 carbonis), produint 2 ATP i 2 NADH. És el primer pas i no necessita oxigen.

L'àcid pirúvic entra als mitocondris i es transforma en acetil-CoA, perdent CO₂ pel camí. Després, al cicle de Krebs, l'acetil-CoA s'oxida completament a CO₂, generant coenzims reduïts (NADH i FADH₂).

Finalment, la cadena respiratòria oxida tots aquests coenzims reduïts utilitzant l'oxigen com a acceptor final d'electrons. El resultat impressionant: 38 molècules d'ATP per cada glucosa!

Clau per l'examen: Memoritza les localitzacions: glicòlisi al citosol, Krebs a la matriu mitocondrial, cadena respiratòria a les crestes mitocondrials.

Catabolisme de Lípids i Proteïnes

Els lípids són els millors combustibles que té el cos, encara que potser no ho sabies. Quan es degraden per hidròlisi, els triacilglicèrids es trenquen en glicerina i àcids grassos.

La β-oxidació dels àcids grassos passa a la matriu mitocondrial i va tallant fragments de 2 carbonis que es converteixen en acetil-CoA. Aquest acetil-CoA entra directament al cicle de Krebs, igual que el que prové de la glucosa.

Les proteïnes només es degraden quan tenen funció energètica, no les estructurals. Primer s'hidrolitzen en aminoàcids, que després passen per processos com la descarboxilació (perden CO₂), la transaminació (transfereixen el grup amino) i la desaminació oxidativa.

Els àcids nucleics (DNA i RNA) també es poden catabolitzar quan hi ha mort cel·lular, alliberant pentoses, fosfats i bases nitrogenades.

Recorda: Els àcids grassos donen més energia que la glucosa perquè tenen més carbonis per oxidar!

Fermentació: Quan No Hi Ha Oxigen

Quan l'oxigen escasseja, les cèl·lules han de buscar alternatives per sobreviure, i aquí entra en joc la fermentació. Aquest procés anaeròbic només dona 2 ATP per glucosa, molt menys que la respiració.

La fermentació alcohòlica la fan els llevats i transforma l'àcid pirúvic en etanol i CO₂. És la base per fer vi, cervesa i pa! El procés inclou primer la glicòlisi i després la fermentació pròpiament dita.

La fermentació làctica la realitzen bacteris que converteixen l'àcid pirúvic en àcid làctic. Aquest procés és fonamental per fer iogurt, formatge i altres productes lactis.

També existeixen altres tipus com la fermentació butírica (descompon restes vegetals al sòl) i la putrificació (descompon proteïnes animals, produint substàncies com la cadaverina).

Curiositat: Els teus músculs fan fermentació làctica quan fas exercici intens i no arriba prou oxigen!