METABOLISMO: ¿Qué significa REALMENTE?

Si te metiese dentro de una caja al vacío, ¿Cuánto tiempo podrías sobrevivir? ¿Eres consciente de la cantidad de sustancias de tu alrededor que necesitas para estar vivo? Piénsalo por un momento: el oxígeno que respiras, el agua que bebes, los alimentos que comes… Al final, somos seres que dependen de su entorno para mantenerse con vida, para crecer y desarrollarse.

Toda esta increíble maquinaria que conforma la vida sería imposible sin lo que llamamos METABOLISMO, esa palabra que todo el mundo conoce… pero pocos saben qué significa realmente. Hoy en la Hiperactina ponemos remedio a esto y hablamos… del metabolismo. Nuestro cuerpo es una tremenda locura.

De verdad que no somos conscientes del terremoto molecular que llevamos dentro: para estar vivos, para que nuestro cuerpo funcione, ocurren a cada segundo miles de reacciones químicas que construyen y rompen moléculas una y otra y otra vez. Degradamos los alimentos que comemos, nuestro ADN se replica, producimos hormonas que transmiten señales alrededor de nuestro cuerpo, almacenamos energía por si la necesitamos en un futuro, rompemos moléculas para obtener esa energía en el futuro, etc. Pero para que TODO esto sea posible, para que toda esta maquinaria funcione y nos mantengamos con vida, necesitamos consumir constantemente sustancias de nuestro entorno.

Algunas de esas sustancias las utilizamos como “material de construcción” para formar y renovar nuestras propias estructuras, nuestras células y tejidos (O SEA, obviamente nosotros no hemos surgido por generación espontánea, sino que para desarrollarnos necesitamos utilizar “material” que se encuentra en nuestro entorno, igual que para construir un edificio necesitas hormigón, acero o vidrio). Y por otra parte, algunas de esas sustancias de nuestro entorno las utilizamos para obtener energía, algo fundamental para hacer funcionar todos estos engranajes. O SEA, que en resumen: necesitamos constantemente sustancias de nuestro entorno, pero ¿de qué sustancias estamos hablando?

¿De qué está hecho ese “material de construcción” que hemos comentado? Y ya de paso, ¿de qué estamos hechos nosotros? Si te digo que pienses en todas las formas de vida que conoces, seguramente te vengan a la cabeza pues los humanos (para empezar), animales de todo tipo, plantas, hongos, e incluso tal vez te vayas al mundo microscópico y pienses en las bacterias o los parásitos.

Existen una infinidad de formas de vida y, sin embargo, todas ellas están formadas a partir de los mismos bloques de construcción, como si viviésemos en un mundo hecho de piezas de LEGO. Lo que cambia de un organismo a otro son las proporciones y las combinaciones de esas piezas. En realidad, todos los seres vivos estamos formados principalmente por los siguientes elementos: el carbono (que el mismo elemento que forma la mina los lápices, el carbón o los diamantes -Carl Sagan decía que somos polvo de estrellas, pero pensar que estamos hechos del mismo elemento que los diamantes le da mil vueltas).

Y en menor medida, pues también por otros elementos como el hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo. ¿Y pa' qué te cuento esto? Pues porque aquí viene algo importante: a partir de estos elementos que se encuentran en la naturaleza, se construyen los cuatro tipos de moléculas principales que forman las células de los organismos: los azúcares, los ácidos grasos, los aminoácidos y los nucleótidos.

LA BASE DE LA VIDA. Este tipo de moléculas que forman nuestras células las obtenemos a partir de los alimentos que comemos, es decir, cada tipo de alimento tendrá una proporción u otra de estas moléculas, algunos tendrán más azúcares, otros más grasas y otros más proteínas (que son las que contienen los aminoácidos). A partir de los azúcares, grasas, proteínas y nucleótidos de los alimentos, producimos nuestras propias moléculas y estructuras.

Es por eso que muchos seres vivos nos alimentamos de otros seres vivos, o sea en realidad lo que comemos los humanos son productos de otros seres vivos, principalmente animales y plantas, porque como todos estamos compuestos del mismo tipo de moléculas, al comernos a otro ser vivo descomponemos sus estructuras para aprovechar esas moléculas que los formaban y construir nuestras propias estructuras. Es una especie de reciclaje vital. O sea, si los alimentos que consumimos nos permiten obtener materia prima para construir nuestras estructuras, podríamos decir objetivamente que lo que hacemos es convertir esto.

. . en ESTO.

¿Cómo es eso posible? ¿Qué clase de magia negra permite esta transformación? Pues la respuesta está en el tema que nos trae hoy aquí: el METABOLISMO.

El METABOLISMO es el conjunto de todas las reacciones químicas que ocurren en un organismo, tanto para degradar como para construir moléculas. En realidad, el metabolismo se divide en dos grandes grupos de reacciones: por un lado está el CATABOLISMO, que incluye las reacciones químicas que fragmentan las moléculas para obtener energía, como cuando degradamos los alimentos; y por otro lado está el ANABOLISMO, que son las reacciones químicas que, en lugar de fragmentar moléculas, construyen moléculas y otros componentes de las células, como por ejemplo sus proteínas o los ácidos nucleicos, que almacenan la información genética. TOTAL, que las células se pasan el día jugando a una especie de LEGO en el que montan y desmontan moléculas, si es que ser una célula es muy divertido.

Y esto vendría a ser más o menos la “obra”, pero si tuviéramos que hablar de las “actrices”, estas serían las famosas ENZIMAS. Las enzimas no son más que proteínas especializadas en dirigir y facilitar todas estas reacciones químicas de nuestro cuerpo. Es decir, las enzimas son las que permiten metabolizar el alcohol que tomamos, producir todo tipo de hormonas o degradar los azúcares cuando necesitamos energía.

La gracia es que existen tantas moléculas distintas y en nuestro cuerpo ocurren miles y miles de reacciones químicas diferentes, cada una con sus enzimas, que el metabolismo es algo increíblemente extenso. Es por eso que, por mucho que hablemos de “METABOLISMO”, al final no va a ser igual el metabolismo de un azúcar que el de un aminoácido, que el de cualquier molécula. Cada una de las cuatro moléculas esenciales que forman una célula (que recordemos que son azúcares, grasas, aminoácidos y nucleótidos), va a pasar por una serie de reacciones químicas diferentes, de forma que la célula obtenga de cada molécula aquello que necesita.

Porque en el fondo, cada una de estas cuatro moléculas tienen funciones un tanto distintas. Los azúcares y los ácidos grasos tienen una función más energética, mientras que los aminoácidos y los nucleótidos tienen una función más estructural, es decir, sirven para construir las estructuras y los componentes de nuestras células. Veamos esto último.

Por ejemplo, los aminoácidos sirven para construir las proteínas de nuestras células. En realidad, todos los organismos, sean bacterias, plantas o animales, forman sus proteínas a partir de los mismos 20 aminoácidos. Por eso, cuando comemos una comida rica en proteínas (por ejemplo un filete de carne) nuestro cuerpo (y más concretamente, nuestras enzimas) degradan las proteínas que se encuentran en ese filete para obtener los aminoácidos que las componen, que se utilizarán para fabricar nuestras propias proteínas.

Aun así, los aminoácidos no solo sirven para producir proteínas, sino que también podemos obtener energía a partir de ellos, aunque bueno, en menor medida. ANYWAY, podríamos decir que la función de los aminoácidos es principalmente estructural, cosa que también pasa con otro tipo de moléculas: los nucleótidos. Si recuerdas de otros vídeos, los nucleótidos son esas pequeñas piezas que forman unas moléculas más grandes llamadas ÁCIDOS NUCLEICOS, que son el ARN y el ADN, que almacenan la información genética.

Los clásicos nucleótidos de los que se habla son aquellos que forman el ADN: la citosina, timina, adenina y guanina. No obstante, existe un nucleótido distinto a los anteriores, MUY famoso en biomedicina y que funciona como transportador de energía de la célula: os hablo del adenosín trifosfato o ATP. El ATP es una de las moléculas más esenciales del organismo, porque es la molécula que funciona como “moneda energética” de la célula.

Es decir, el ATP es una molécula formada por enlaces químicos que tienen mucha energía, lo cual significa que, cuando se rompe uno de sus enlaces, se libera energía que la célula puede utilizar para impulsar muchas de las reacciones químicas que necesita. Y ya que hablamos de OBTENER ENERGÍA, vamos a hablar de las dos moléculas que nos faltan, moléculas que nos permiten tanto conseguir como almacenar la energía que nos permite funcionar y estar vivos: los azúcares y las grasas. Lo guay de los azúcares y las grasas es que sirven tanto para obtener energía en el momento como para almacenarla en el cuerpo por si se necesita en un futuro.

Por ejemplo, de todos los azúcares que existen (también llamados carbohidratos, ya que están formados por carbono e hidrógeno), probablemente el más importante para la célula sea la glucosa, ya que se trata de su principal fuente de energía. Nuestras células degradan la glucosa a través de una serie de reacciones químicas que liberan energía, la cual aprovecharán para realizar otras funciones. Como la glucosa es una molécula TAN IMPORTANTE para la célula, a esta le interesa asegurarse de tenerla a mano siempre que la necesite, y la naturaleza aquí se ha marcado un lifehack interesante.

Dentro de la célula, las moléculas de glucosa se unen entre sí formando largas cadenas ramificadas a las que llamamos glucógeno. Este glucógeno servirá por tanto de reserva de energía, de forma que, cuando la célula necesite energía, el glucógeno irá soltando las moléculas de glucosa que lo forman. Este es el motivo por el que las células que requieren mucha energía, como las del músculo, tienen grandes reservas de glucógeno.

Pero si hablamos de EFICIENCIA de reserva energética, aquí las que se llevan la palma son las GRASAS. Del mismo modo en que las moléculas de glucosa se almacenan en glucógeno, los ácidos grasos lo hacen en unas moléculas llamadas triglicéridos. Estos triglicéridos, al unirse, forman pequeñas gotas de grasa que suelen acumularse en el interior de unas células llamadas ADIPOCITOS, las células del tejido graso, esas malditas células que nos obligan apuntarnos a un gimnasio después de las navidades equis de.

Los triglicéridos son por tanto el equivalente del glucógeno con la glucosa: cuando se necesita energía, estos liberan cadenas de ácidos grasos. Y de verdad que insisto en que los triglicéridos son una forma MUY ÚTIL Y MUY BIEN PENSADA de almacenar energía. ¿Por qué?

Pues por dos motivos: 1- ocupan mucho menos espacio que los azúcares; 2- liberan más energía (un gramo de grasa libera seis veces más energía que uno de glucosa). Te pondré un ejemplo para que visualices esto mejor: si te digo que tienes que sobrevivir durante una semana ÚNICAMENTE con la comida que te cupiese en un bol, ¿de qué lo llenarías? O sea, teniendo en cuenta que necesitas energía para poder sobrevivir, ¿Qué alimento crees que sería mejor utilizar?

Pues la mejor opción, seguramente, sería llenarlo de grasa. Por ejemplo, sería más útil llenarlo de mantequilla (que es compacta y súper calórica), que no de palomitas, que ocupan mucho para la poca energía que aportan. Las grasas son una reserva de energía muy útil por el poco espacio que ocupan y por la cantidad de energía que podemos obtener de ellas.

De esta forma, estas reservas de energía tanto de azúcares (en forma de glucógeno) como de grasas (en forma de triglicéridos) nos permiten guardarnos el exceso de comida para cuando lo necesitemos. Si tras una ingesta hemos comido más azúcares de los que el cuerpo necesita, estos se utilizan para llenar las reservas de glucógeno o convertirse en grasa. En cambio, cuando nuestros niveles de glucosa están bajos, sucede lo contrario: se activa la degradación de las grasas.

Es decir, los triglicéridos almacenados liberarán ácidos grasos a la sangre, que los transportará hacia el resto de células para que obtengan la energía que necesitan. BUENO, nos ha quedado claro que los azúcares y las grasas son moléculas ESTUPENDAS para obtener energía que nos permite movernos, funcionar, estar activos, VIVIR. La pregunta es: ¿cómo?

Unas de las reacciones químicas más abundantes de la célula son aquellas que degradan su alimento principal: la glucosa. En estas reacciones, la glucosa se va rompiendo en moléculas cada vez más y más pequeñas, hasta quedar reducidas a dióxido de carbono (CO2, que expulsamos por los pulmones al exhalar) y agua. El OBJETIVO FINAL de degradar esa glucosa (y los alimentos en general) es que la célula pueda obtener las PRECIADAS moléculas de ATP, esas moléculas que le permitirán a la célula obtener la energía que necesita para funcionar.

Vamos a ver cómo se metaboliza una molécula de glucosa. Para obtener ATP a partir de una molécula de glucosa, se pueden seguir dos caminos: la fermentación y la respiración. La fermentación es el camino más “sencillo” y rápido porque no tiene mucha complicación.

Básicamente, la molécula de glucosa se termina degradando en lactato y en total se generan 2 moléculas de ATP. Por si te estás preguntando si esto es mucho o es poco, ya te lo digo yo: es bastante cutre. Pero aún así, como es una vía rápida de obtener ATP, hay células que utilizan esta ruta en bucle, una y otra vez para obtener energía, produciendo ATP en pequeñas cantidades, pero de forma constante y rápida.

Por ejemplo, las células del músculo degradan la glucosa a través de la fermentación porque necesitan mucha energía de forma inmediata. AÚN ASÍ, insisto en que 2 ATP por una molécula de glucosa es mal plan. Célula: you can do better.

POR SUERTE, la otra forma de degradar la glucosa, la llamada RESPIRACIÓN, es mucho más eficiente: a partir de esa misma molécula de glucosa, si en la fermentación se conseguían 2 ATP, en la respiración se obtienen ni más ni menos que 38 moléculas de ATP. ¿Y dónde tiene lugar esa RESPIRACIÓN? Pues en uno de los orgánulos más cuquis de toda la célula: las MITOCONDRIAS.

Mira que habré dicho veces (a lo largo de mi carrera como divulgadora) que las mitocondrias son “esos orgánulos que producen energía para la célula”. Pues HOY vas a entender por qué. Hoy y otro día más en profundidad, porque sinceramente les debo un vídeo entero a estos maravillosos orgánulos.

Lo que pasa que pobres están ahí en las encuestas de Patreon de próximos vídeos y nunca ganan (pero bueno, si quieres cambiar esto, ya sabes que puedes apoyar este canal y su contenido a través de Patreon y acceder a votaciones de los temas de los próximos vídeos). Las mitocondrias son fascinantes porque dentro de ellas ocurren toda una serie de reacciones químicas y otras movidas con el fin de obtener la máxima energía de esa molécula de glucosa inicial. Todas estas reacciones CULMINAN en la última fase de la degradación de la glucosa: la llamada FOSFORILACIÓN OXIDATIVA, un proceso que lleva a cabo una enzima chulísima llamada ATP sintasa que tiene este aspecto de gadget súper curioso, y que como su nombre indica, produce moléculas de ATP a punta pala.

Lo más curioso de todo esto, es que para que esta fosforilación oxidativa tenga lugar, para poder producir ATPs a partir de los alimentos que comemos, la mitocondria necesita OXÍGENO. O sea, el motivo por el cual respiramos es porque nuestras pequeñísimas mitocondrias necesitan ese oxígeno para extraer el máximo beneficio de los nutrientes que consumimos. Y como os he comentado antes, esa glucosa queda reducida finalmente a agua y CO2, que expulsamos al exhalar.

Y ahora me dirás, VALE, pero ¿qué pasa si la célula se encuentra en una situación en la que necesita energía pero no tiene el oxígeno suficiente? Por ejemplo, ¿al huir de un depredador? ¿Al realizar ejercicio anaeróbico?

Porque nuestros músculos necesitarán echarse a correr haya o no oxígeno. PUES en ese caso, las células realizan la FERMENTACIÓN, la otra vía comentada antes, ya que esta (a pesar de producir menos ATPs) tiene la ventaja de que no depende de oxígeno. Para que veáis hasta qué punto está todo ULTRA PENSADO.

Después de todo esto, posiblemente te hayas quedado con la intriga de: vale, y ¿Qué pasa con los ácidos grasos? Pues lo cierto es que el metabolismo de los ácidos grasos comienza con otras reacciones químicas distintas, pero luego converge en el mismo metabolismo que los azúcares. Es decir, los ácidos grasos se rompen dando lugar a moléculas idénticas a las que obtenemos cuando degradamos glucosa, por lo que terminan en las mismas rutas metabólicas de la mitocondria para producir energía.

EXCELENTE. BUENO, esto ha sido un vistazo general de lo que es el metabolismo. La verdad es que intentar resumir el metabolismo en un solo vídeo es como intentar resumir el cuerpo humano en un solo libro.

OH WAIT. Esta ha sido una pequeña introducción, porque como os digo el metabolismo es increíblemente extenso, PERO decidme en comentarios si os gustaría otro vídeo explicando más en detalle algunas cosas, ya sean las mitocondrias, el ciclo de Krebs o la glucólisis que no ha dado tiempo de explicar, etc. Recordad suscribiros al canal si os gusta este contenido y recordad que podéis apoyar estos vídeos a través de Patreons para que así los creadores de contenido no dependamos de plataformas que no solo te desmonetizan los vídeos que subes sin motivo aparente sino que además ahora te los desmonetizan días después de ser publicados cosa que es como WTF porque no puedes predecir nada aunque muchas veces te devuelven la monetización aunque muchas veces tardan LIKE UNA SEMANA pero bueno no pasa nada para eso sobrevivimos con campañas y demás.

BUENO, eso ha sido todo por hoy, espero que hayáis disfrutado mucho del vídeo, que ahora entendáis un poco mejor qué es eso del METABOLISMO. ¡Muchas gracias por estar ahí una vez más y hasta la próxima!