El metabolismo energético es el trabajo continuo con el que las células recargan su ATP, una molécula pequeña que hace de pila recargable. Casi todo lo que una célula hace se paga con ese ATP y el cuerpo guarda muy poco, así que la recarga no se detiene: la energía para ella sale de la glucosa y de las grasas.
El metabolismo energético es el conjunto de reacciones con las que la célula recarga su ATP, la pila que paga casi todo lo que hace, con la energía de la glucosa y de las grasas.
Esquema · ciclo
Casi todo lo que hace una célula cuesta energía, y la mayoría de sus procesos la toman de una misma molécula, el ATP. Es como una pila recargable muy pequeña: cargada, mueve lo que haga falta; gastada, hay que cargarla otra vez. La contracción de un músculo es un ejemplo de trabajo que se paga con estas pilas.
Gastar ATP consiste en quitarle una de sus piezas. Lo que queda es la pila descargada, y la célula no la tira: le vuelve a poner esa misma pieza y la usa de nuevo.
El cuerpo guarda muy poco ATP y no lo almacena con facilidad. Sus reservas de energía están en moléculas más grandes, entre ellas las grasas. La situación es la de un aparato que no se apaga nunca y solo tiene un puñado de pilas: la única salida es recargarlas una y otra vez. La electricidad de esa recarga la ponen la glucosa y las grasas. Ese ir y venir de gasto y recarga es el metabolismo energético.
La glucosa se rompe poco a poco, en dos partes. La primera ocurre en el líquido que llena la célula y no necesita oxígeno en ninguno de sus pasos. Se llama glucólisis y hace de cargador de bolsillo: va a cualquier parte, pero carga poco. De cada molécula de glucosa saca 2 ATP.
Lo que queda de la glucosa pasa después a la mitocondria, un compartimento de la célula con dos membranas, una dentro de otra. Es el cargador de pared, y es la sede principal de la producción de ATP. La membrana interior forma pliegues, y en ellos está la maquinaria que rehace el ATP. Ahí hace falta oxígeno. Se ha estimado que un adulto sano rehace en sus mitocondrias unos 70 kilos de ATP al día: no es que el cuerpo pese más, es la misma molécula, una y otra vez.
Dentro de la mitocondria, los restos de la glucosa terminan de romperse hasta quedar en un gas. Sus hidrógenos se unen al oxígeno y forman agua. Ese paso con oxígeno recibe el nombre de respiración celular. No es lo mismo que respirar: es lo que hace cada célula con el oxígeno que le llega.
El cargador de pared rinde mucho más que el de bolsillo. De todo el ATP que da una molécula de glucosa, la gran mayoría sale de la mitocondria y una parte pequeña de la glucólisis. Una célula sin mitocondrias se quedaría con esos 2 ATP. Las cuentas del total varían un poco de un cálculo a otro, pero coinciden en este reparto.
Las grasas usan el mismo cargador de pared con otro cable. Entran en la mitocondria con ayuda de una molécula que las transporta, allí se cortan en trozos pequeños y esos trozos siguen el mismo camino que los restos de la glucosa.
Un cargador se calienta porque no aprovecha toda la electricidad que recibe. En la célula pasa lo mismo. Cambiar la energía de una forma a otra tiene pérdidas, y cada vez que se gasta y se rehace ATP una parte sale como calor.
Comparación
| Aspecto | Glucólisis | Mitocondria |
|---|---|---|
| Dónde | En el líquido que llena la célula | En un compartimento con dos membranas |
| Oxígeno | No lo necesita en ningún paso | Lo necesita |
| ATP | 2 por molécula de glucosa, una parte pequeña del total | La gran mayoría del ATP de la glucosa |
| Imagen | Cargador de bolsillo: va a cualquier parte, pero carga poco | Cargador de pared: rinde mucho más |
Esquema · de fuera a dentro
Célula
En el líquido que la llena ocurre la primera parte de la glucosa, sin oxígeno.
Mitocondria
Compartimento con dos membranas, una dentro de otra. Es la sede principal de la producción de ATP.
Membrana interior
Forma pliegues. En ellos está la maquinaria que rehace el ATP, y ahí hace falta oxígeno.
Una carrera de 10 segundos y otra de 30. En una carrera a tope de 10 segundos, el músculo gasta ATP a un ritmo enorme, muy por encima del de reposo. Según las estimaciones, más de la mitad sale de una reserva inmediata que el músculo guarda aparte y que rehace el ATP al instante y sin oxígeno. Casi todo el resto lo pone la glucólisis, y la mitocondria apenas cuenta.
Si la carrera dura 30 segundos, el reparto cambia. La reserva ya se ha gastado casi entera, la glucólisis pone cerca de la mitad y la mitocondria más de la cuarta parte. La reserva y la glucólisis, que no usan oxígeno, dan muchísima potencia durante poco tiempo. Después hay que bajar el ritmo o parar. Tras el esfuerzo, las reservas se rehacen con oxígeno.
«El cuerpo tiene un gran almacén de ATP.» Tiene muy poco, y no lo almacena con facilidad. Lo que guarda son moléculas más grandes, y de ellas va sacando la energía para recargar el poco ATP que hay.
«Sin oxígeno, la célula no puede obtener energía.» Puede, aunque menos. La glucólisis rehace ATP sin oxígeno, y el músculo cuenta además con su carga de reserva. Lo que deja de funcionar sin oxígeno es el cargador de pared, que es el que más rinde.
«La mitocondria solo trabaja con azúcar.» También recibe las grasas. Llegan por otro cable, pero acaban en la misma serie de reacciones que la glucosa.
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¿Cómo puede el cuerpo producir tantísimo ATP en un día si apenas lo guarda?
porque no hace falta guardarlo. La misma molécula se gasta y se rehace una y otra vez, igual que unas pocas pilas recargables dan servicio todo el día si el cargador no para.
¿Qué le pasaría a una célula que se quedara sin oxígeno?
seguiría rehaciendo ATP con la glucólisis, que no necesita oxígeno, pero perdería la parte de la mitocondria, de donde sale casi todo. De cada glucosa sacaría mucho menos.
¿Por qué un esfuerzo a tope no se puede mantener mucho tiempo?
porque al principio el ATP sale sobre todo de la reserva inmediata del músculo y de la glucólisis. Dan mucha potencia, pero su capacidad es limitada y obligan a bajar el ritmo.
¿En qué se parecen la glucosa y las grasas cuando llegan a la mitocondria?
en que terminan en el mismo camino. Cada una entra a su manera, pero sus trozos pasan por las mismas reacciones y sirven para rehacer el mismo ATP.
¿Por qué una célula que trabaja suelta calor?
porque gasta y rehace ATP sin parar, y en cada una de esas vueltas una parte de la energía se pierde como calor.
Base de datos · Universitario · En inglés
genome.jp
Colección de mapas de rutas metabólicas y de señalización dibujados manualmente, que representan interacciones moleculares, reacciones y relaciones en metabolismo, procesamiento de información genética, procesos celulares, sistemas orgánicos y enfermedades humanas.
Institución · Divulgación · En inglés
umdf.org
Organización dedicada a la enfermedad mitocondrial que ofrece información sobre investigación, ensayos clínicos, búsqueda de especialistas y recursos de apoyo para pacientes y familias.