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3. MINIMALLY INVASIVE BIOMARKERS FOR BREAST CANCER

3.5. SCATTER PLOTS AND CORRELATION COEFFICIENT

Una vez dentro de las células, los nutrientes sufren una serie de reacciones químicas complejas, que en conjunto reciben el nombre de metabolismo. Las reacciones metabólicas fundamentales son muy semejantes en todos los seres vivos. Estas reacciones pueden ser de dos tipos:

Catabolismo. Son reacciones de oxidación que transforman moléculas complejas en otras más pequeñas y sencillas. En este tipo de reacciones se desprende energía, que es utilizada para la síntesis de nuevas moléculas, la división celular, el trabajo mecánico y el propio funcionamiento de la célula. La transformación del almidón en glucosa, las grasas en glicerina y ácidos grasos y las proteínas en aminoácidos, así como las reacciones de oxidación de los nutrientes en la respiración celular son ejemplos de reacciones catabólicas. • Anabolismo o biosíntesis. Son reacciones de construcción de moléculas grandes

y ricas en energía a partir de otras más simples. Este tipo de reacciones requieren un aporte de energía. La unión de aminoácidos para formar proteínas, de moléculas de glucosa para formar glucógeno y fotosíntesis son ejemplos de reacciones anabólicas.

La energía necesaria para llevar a cabo las reacciones anabólicas se obtiene de la que se libera en las reacciones catabólicas, y se incorpora a los enlaces químicos de las moléculas formadas. Así pues, el anabolismo y el catabolismo son interdependientes. Sin embargo, para que la energía se pueda intercambiar entre unas reacciones y otras, es necesaria la intervención de un intermediario que la capte de las reacciones catabólicas y la ceda, en las reacciones anabólicas. Este intermediario es una molécula, presente en todas las células, denominada adenosín trifosfato (ATP).

El ATP es un nucleótido que posee enlaces de alta energía; cuando uno de estos se rompe, la molécula se transforma en ADP (adenosín difosfato), y se libera un grupo fosfato y una gran cantidad de energía. Así pues, la energía desprendida en los procesos catabólicos se usa para formar ATP, y la energía necesaria para llevar a acabo los procesos anabólicos procede de la ruptura de las moléculas de ATP.

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Catabolismo

El catabolismo, como hemos visto, es el conjunto de reacciones metabólicas cuya finalidad es obtener energía de la rotura de las moléculas orgánicas, como la glucosa, las grasas, etc.,…

Existen dos formas de obtener energía: la respiración celular y la fermentación. • Respiración celular: es un proceso catabólico, que básicamente consiste

en la oxidación de moléculas orgánicas a lo largo de una serie de etapas. La respiración puede ser aerobia o anaerobia, según sea necesaria la participación del oxígeno.

En la respiración aerobia se oxidan completamente las moléculas orgánicas y se obtienen compuestos inorgánicos (CO2 y H2O). Sucede en el interior de las mitocondrias. Su rendimiento es alto, por ejemplo, la oxidación total de la glucosa genera 36 moléculas de ATP. De forma esquemática este proceso sería el siguiente:

La respiración aerobia la realizan todos los seres aerobios, como los animales, plantas, hongos, protoctistas y la mayoría de las bacterias.

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• Fermentación: también es un proceso de oxidación de moléculas orgánicas, pero en este caso no se oxidan completamente y como resultado, se originan como productos finales compuestos orgánicos. Su rendimiento energético es menor y se produce en el citoplasma de las células y se trata de un proceso anaeróbico.

Según la naturaleza de los productos finales obtenidos, se distinguen varios tipos de fermentación:

o Fermentación láctica: propia de las bacterias de la leche, que originan ácido láctico al fermentar la glucosa.

o Fermentación alcohólica: característica de las levaduras, que originan etanol (alcohol etílico) cuando fermentan la glucosa.

Anabolismo

Para que la vida pueda mantenerse, es imprescindible la formación de nuevas moléculas orgánicas que reemplacen a las que se van perdiendo.

Todas las células sintetizan moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas, en esto consiste básicamente el anabolismo.

Se pueden diferenciar dos procesos anabólicos:

• Uno el que realizan todos los seres vivos, que fabrican compuestos orgánicos complejos a partir de otras moléculas más sencillas.

• Otro el que realizan, además, los organismos autótrofos, como las plantas, que fabrican materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos, mediante la fotosíntesis. Este proceso no se explicará porque no entra dentro del temario de la asignatura.

Catabolismo

Anabolismo Metabolismo celular

Nuestras células han de tomar sustancias químicas para:

• Fabricar sus propios componentes celulares. Sobre todo proteínas y lípidos de membrana.

• Obtener energía para el anabolismo, transporte y movimiento.

Muchas veces la misma sustancia química puede servir para energía o como elemento estructural. Muchas moléculas pueden ser transformadas en otras moléculas útiles.

El organismo intenta mantener un ambiente estable e ideal para el mejor funcionamiento de las células. En el medio intercelular siempre están los compuestos que necesitan las células. Esencialmente agua, sales, glucosa, ácidos grasos, oxígeno y aminoácidos.

Los diferentes tipos celulares tienen diferentes requerimientos. Tratar de ver que necesitaría un fibroblasto, un adipocito, una neurona y una fibra muscular. Ejemplos de nutrición de células.

• Célula aerobia en crecimiento

o Obtiene del medio interno: glucosa, ácidos grasos, aminoácidos, oxígeno.

o Parte de estos materiales los utiliza para fabricar sus proteínas y moléculas estructurales.

o Parte de estas moléculas las emplea para guardar reservas (glucógeno y triglicéridos).

o Quema alguno de los compuestos (glucosa y ácidos grasos) para obtener energía.

o Vierte al medio productos de desecho: CO2 y compuestos nitrogenados.

• Célula con metabolismo aerobio obteniendo energía de reservas. Por ejemplo una célula muscular realizando un esfuerzo.

o El aporte de glucosa externo es insuficiente y se toma glucosa de las reservas de glucógeno.

o El aporte de oxígeno ha de aumentar para metabolizar la glucosa.

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• Célula con metabolismo anaerobio obteniendo energía de reservas y del medio intercelular.

Por ejemplo una célula muscular realizando un esfuerzo rápido. o La glucosa se metaboliza a piruvato y ácido láctico. o El ácido láctico se exporta.

o La reacción es muy rápida pero se obtiene poca energía.

RELACIÓN ENTRE DURACIÓN E INTENSIDAD DE UN EJERCICIO FÍSICO