Procesos metabólicos de descomposición

Tema 4
PROCESOS METABÓLICOS DE DESCOMPOSICIÓN
DE MATERIA ORGÁNICA

4.1. Procesos metabólicos de oxidación de materia orgánica
Los organismos heterótrofos obtienen la energía que necesitan por medio de la oxidación de los compuestos orgánicos que asimilan. Una parte de la energía obtenida se pierde en forma de calor y el resto se conserva en forma de adenosintrifosfato (ATP), quedandoasí disponible para el movimiento, crecimiento y otras formas de trabajo. La oxidación total de un compuesto orgánico determinado produce dióxido de carbono (CO2) como producto final. El CO2 no constituye una fuente de energía por ser la forma más oxidada en la que se presenta el carbono en la naturaleza. Entre más próximo se encuentre el nivel de oxidación de un compuesto orgánico al del CO2 menosenergía se obtiene de su oxidación. Así, la oxidación del ácido acético (CH3-COOH) a CO2 produce 269 Kcal, mientras que la del etanol (CH3-CH2OH) origina 326 Kcal..
Las vías metabólicas de oxidación de la materia orgánica en el interior de los organismos y su conservación en forma de ATP son la respiración y la fermentación.
La respiración se puede considerar como toda oxidación bióticaque produce energía; es decir, es la oxidación de un compuesto orgánico, usado como fuente de energía, con un aceptor externo de electrones. La presencia de este aceptor externo permite oxidar a todas las moléculas de un compuesto determinado hasta dióxido de carbono. Según sea el último aceptor utilizado se identifican dos tipos de respiración, a saber:
1) Respiración aeróbica donde eloxígeno es el aceptor final externo de electrones;
2) Respiración anaeróbica, donde el aceptor final de electrones no es el O2 sino otro compuesto inorgánico, como son el nitrato y el sulfato, entre otros.
La fermentación, es también un proceso anaerobio, pero es un compuesto orgánico el aceptor de electrones. En este proceso, el compuesto orgánico no es oxidado totalmente hasta CO2, sino que estransformado hasta un compuesto que aún conserva parte de la energía presente en el compuesto inicial. Por tanto, la fermentación libera menos energía (en forma de ATP) que la respiración. Los productos de las diversas fermentaciones son, generalmente liberados al medio como productos de desecho.

4.2. Respiración aeróbica
Es el proceso metabólico por el cual todas las plantas y losanimales superiores, así como la mayoría de las bacterias y hongos, obtienen la energía necesaria para la subsistencia y la formación de nuevo material celular y la realización de trabajo. La respiración completa de un compuesto químico produce CO2, H2O y energía en forma de ATP que puede ser utilizado para formar nuevo material celular. Así, la respiración de un hidrato de carbono como la glucosa sepuede esquematizar de la siguiente manera:
C6H12O6 + 6O2[pic]6CO2 + 6H2O + 38ATP (4.1)

Como se puede observar en la ecuación 4.1, el metabolismo de la glucosa implica la reducción de seis moléculas de O2 por molécula de glucosa, es decir, la sustracción de doce pares de electrones o átomos de hidrógeno de cada glucosa. Generalmente, la respiración se explica usando a la glucosacomo ejemplo.
La respiración consta, en esencia, de tres fases o procesos independientes que son: glucólisis (caso de oxidaciones de azúcares de seis átomos de carbono), ciclo de los ácidos tricarboxílicos (CAT) y cadena respiratoria que consta de un transporte de electrones (CTE) acoplada a la fosforilación oxidativa. En los organismos eucarióticos, la CTE y la fosforilación oxidativa, aligual que el CAT, ocurren en el interior de la mitocondria, la cual recibe del citoplasma una mezcla de materiales derivados del previo metabolismo parcial de los carbohidratos, lípidos y proteínas. En los procariotas, por el contrario, al no existir mitocondrias, la transferencia de electrones y la síntesis de ATP acoplada está íntimamente asociada con la membrana citoplasmática.
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