Metabolismo intermediario

Qué es el metabolismo intermediario

Tras la digestión, los nutrientes llegan a la célula convertidos en unidades simples: glucosa, ácidos grasos, glicerol y aminoácidos. El metabolismo intermediario describe qué ocurre con esas moléculas a partir de ese punto, mucho antes de que el organismo las utilice para un fin concreto, ya sea producir energía, construir tejido o almacenar reservas.

El nodo de convergencia de todas estas vías es la acetil-coenzima A. La glucólisis reduce la glucosa hasta piruvato, y este se transforma en acetil-CoA; la betaoxidación hace lo mismo con los ácidos grasos; y varios aminoácidos, tras perder su grupo amino, terminan también en ese mismo compuesto de dos carbonos. A partir de ahí, la mayoría de las rutas confluyen en el ciclo de Krebs.

Vías centrales

La glucólisis, que se desarrolla en el citoplasma, degrada la glucosa hasta piruvato con una ganancia neta de 2 moléculas de ATP. El ciclo de Krebs, ya dentro de la mitocondria, oxida el acetil-CoA y genera la mayor parte de los equivalentes reductores (NADH y FADH2) que después alimentan la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa.

La gluconeogénesis recorre en sentido contrario buena parte del camino de la glucólisis, y permite fabricar glucosa nueva a partir de precursores no glucídicos, como el lactato, el glicerol o algunos aminoácidos, cuando las reservas de glucógeno se agotan. La vía de las pentosas fosfato, por su parte, no busca energía inmediata: genera NADPH para las reacciones de síntesis y ribosa-5-fosfato para la fabricación de ácidos nucleicos.

Un sistema anfibólico, no solo catabólico

Reducir el metabolismo intermediario a una maquinaria que solo degrada nutrientes para obtener energía es una simplificación excesiva. El ciclo de Krebs, su pieza central, es anfibólico: además de oxidar el acetil-CoA, cede varios de sus intermediarios como materia prima para el anabolismo, entre ellos precursores de aminoácidos, de bases nitrogenadas y del grupo hemo.

Esa doble función exige un sistema de regulación fino. Las enzimas que controlan el ritmo de cada vía responden a la disponibilidad de sustrato, a la relación entre ATP y ADP, y a señales hormonales como la insulina y el glucagón, de manera que la glucólisis y la gluconeogénesis, por ejemplo, no se activan a la vez en la misma célula.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre metabolismo intermediario y metabolismo en general?

El metabolismo, en sentido amplio, incluye también procesos de síntesis y degradación específicos de cada tejido, como la fabricación de hormonas o la eliminación de fármacos. El metabolismo intermediario se refiere de forma más concreta a las vías centrales y compartidas por prácticamente todas las células, comunes a la obtención de energía a partir de cualquier nutriente.

¿Por qué se llama anfibólico al ciclo de Krebs?

Porque cumple una doble función: degrada moléculas para extraer energía (catabolismo) y, al mismo tiempo, suministra intermediarios que sirven de punto de partida para vías de síntesis (anabolismo). La salida de esos intermediarios hacia el anabolismo se conoce como cataplerosis.

¿Cuántas moléculas de ATP produce una glucosa por vía intermediaria completa?

Los manuales clásicos citaban entre 36 y 38 ATP por molécula de glucosa, asumiendo un rendimiento fijo de 3 ATP por NADH y 2 por FADH2. Las mediciones experimentales actuales, más precisas, rebajan la cifra a 30-32 ATP, porque atribuyen 2,5 ATP por NADH y 1,5 por FADH2, y porque el transporte del NADH citosólico hasta la mitocondria tiene un coste energético.

¿Todas las células realizan las mismas rutas del metabolismo intermediario?

No todas con la misma intensidad. El hígado concentra buena parte de la gluconeogénesis del organismo; el músculo depende más de la glucólisis durante el esfuerzo. Las vías existen en la mayoría de los tejidos, pero su peso relativo varía según la función de cada uno.

Referencias

1. StatPearls, NCBI Bookshelf (NIH). Biochemistry, Glycolysis.
2. StatPearls, NCBI Bookshelf (NIH). Physiology, Gluconeogenesis.
3. LibreTexts en español. Bioquímica y fisiología del metabolismo intermediario.
4. Premier MCAT Prep. ATP Yield: por qué la oxidación completa de la glucosa rinde entre 30 y 32 ATP.