Conexiones de otros azúcares al metabolismo de la glucosa
El glucógeno, un polímero de glucosa, es una molécula de almacenamiento de energía a corto plazo en animales. Cuando hay una cantidad adecuada de ATP, el exceso de glucosa se convierte en glucógeno para su almacenamiento. El glucógeno se produce y almacena en el hígado y los músculos. El glucógeno se retirará del almacenamiento si los niveles de azúcar en la sangre disminuyen. La presencia de glucógeno en las células musculares como fuente de glucosa permite que se produzca ATP durante más tiempo durante el ejercicio.
La sacarosa es un disacárido hecho de glucosa y fructosa unidas entre sí. La sacarosa se descompone en el intestino delgado, y la glucosa y la fructosa se absorben por separado. La fructosa es uno de los tres monosacáridos de la dieta, junto con la glucosa y la galactosa (que forma parte del azúcar de la leche, el disacárido lactosa), que se absorben directamente en el torrente sanguíneo durante la digestión. El catabolismo de la fructosa y la galactosa produce la misma cantidad de moléculas de ATP que la glucosa.
Conexiones de proteínas al metabolismo de la glucosa
Las proteínas se descomponen por una variedad de enzimas en las células. La mayoría de las veces, los aminoácidos se reciclan en nuevas proteínas. Sin embargo, si hay un exceso de aminoácidos, o si el cuerpo está en un estado de hambre, algunos aminoácidos se desviarán a las vías del catabolismo de la glucosa. Cada aminoácido debe tener su grupo amino eliminado antes de ingresar a estas vías. El grupo amino se convierte en amoníaco. En los mamíferos, el hígado sintetiza urea a partir de dos moléculas de amoníaco y una molécula de dióxido de carbono. Por lo tanto, la urea es el principal producto de desecho en los mamíferos a partir del nitrógeno que se origina en los aminoácidos, y deja el cuerpo en la orina.
Conexiones de los lípidos al metabolismo de la glucosa
Los lípidos que están conectados a las vías de glucosa son el colesterol y los triglicéridos. El colesterol es un lípido que contribuye a la flexibilidad de la membrana celular y es un precursor de las hormonas esteroides. La síntesis de colesterol comienza con acetil CoA y continúa en una sola dirección. El proceso no se puede revertir y no se produce ATP.
Los triglicéridos son una forma de almacenamiento de energía a largo plazo en animales. Los triglicéridos almacenan aproximadamente el doble de energía que los carbohidratos. Los triglicéridos están hechos de glicerol y tres ácidos grasos. Los animales pueden producir la mayoría de los ácidos grasos que necesitan. Los triglicéridos pueden formarse y descomponerse a través de partes de las vías del catabolismo de la glucosa. El glicerol puede fosforilarse y procede a través de la glucólisis. Los ácidos grasos se dividen en unidades de dos carbonos que ingresan al ciclo del ácido cítrico.
CONEXIÓN DE EVOLUCIÓN: Vías de la fotosíntesis y el metabolismo celular.
La fotosíntesis y el metabolismo celular consisten en varias vías muy complejas. En general, se cree que las primeras células surgieron en un ambiente acuoso, una "sopa" de nutrientes. Si estas células se reproducen con éxito y su número aumenta de manera constante, se deduce que las células comenzarían a agotar los nutrientes del medio en el que vivían, ya que cambiaron los nutrientes a sus propias células. Esta situación hipotética habría resultado en una selección natural que favorecería a aquellos organismos que podrían existir al usar los nutrientes que permanecieron en su entorno y al manipular estos nutrientes en materiales que podrían usar para sobrevivir. Además, la selección favorecería a aquellos organismos que podrían extraer el valor máximo de los nutrientes disponibles.
Se desarrolló una forma temprana de fotosíntesis que aprovechó la energía del sol utilizando compuestos distintos al agua como fuente de átomos de hidrógeno, pero esta vía no produjo oxígeno libre. Se cree que la glucólisis se desarrolló antes de este tiempo y podría aprovechar los azúcares simples que se producen, pero estas reacciones no pudieron extraer completamente la energía almacenada en los carbohidratos. Una forma posterior de fotosíntesis usó el agua como fuente de iones de hidrógeno y generó oxígeno libre. Con el tiempo, la atmósfera se oxigena. Los seres vivos se adaptaron para explotar esta nueva atmósfera y permitieron que la respiración evolucionara tal como la conocemos. Cuando se desarrolló el proceso completo de la fotosíntesis tal como la conocemos y la atmósfera se oxigenó, las células finalmente pudieron usar el oxígeno expulsado por la fotosíntesis para extraer más energía de las moléculas de azúcar mediante el ciclo del ácido cítrico.
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