Qué molécula proporciona energía inmediata
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Dada la diversidad de la vida animal en nuestro planeta, no es de extrañar que la dieta animal también varíe sustancialmente. La dieta animal es la fuente de los materiales necesarios para construir el ADN y otras moléculas complejas necesarias para el crecimiento, el mantenimiento y la reproducción; estos procesos se denominan colectivamente biosíntesis. La dieta también es la fuente de materiales para la producción de ATP en las células. La dieta debe ser equilibrada para proporcionar los minerales y las vitaminas necesarios para la función celular.
¿Cuáles son los requisitos fundamentales de la dieta animal? La dieta animal debe estar bien equilibrada y proporcionar los nutrientes necesarios para la función corporal y los minerales y vitaminas necesarios para mantener la estructura y la regulación necesarias para la buena salud y la capacidad reproductiva. Estos requisitos para el ser humano se ilustran gráficamente en la figura 15.14
El primer paso para asegurarse de que se satisfacen las necesidades alimentarias del organismo es conocer los grupos de alimentos y los nutrientes que aportan. Para saber más sobre cada grupo de alimentos y las cantidades diarias recomendadas, explore este sitio interactivo del Departamento de Agricultura de Estados Unidos.
Molécula de almacenamiento de energía a corto plazo
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Vista transversal bidimensional esquemática del glucógeno: Un núcleo proteico de glucogenina está rodeado por ramas de unidades de glucosa. Todo el gránulo globular puede contener alrededor de 30.000 unidades de glucosa[1] Vista de la estructura atómica de una sola hebra ramificada de unidades de glucosa en una molécula de glucógeno.
El glucógeno es un polisacárido multiramificado de glucosa que sirve como forma de almacenamiento de energía en animales,[2] hongos y bacterias[3] La estructura del polisacárido representa la principal forma de almacenamiento de glucosa en el organismo.
El glucógeno funciona como una de las dos formas de reservas de energía, siendo el glucógeno para el corto plazo y la otra forma son los almacenes de triglicéridos en el tejido adiposo (es decir, la grasa corporal) para el almacenamiento a largo plazo. En los seres humanos, el glucógeno se produce y se almacena principalmente en las células del hígado y del músculo esquelético[4][5] En el hígado, el glucógeno puede constituir entre el 5 y el 6% del peso fresco del órgano, y el hígado de un adulto que pesa 1,5 kg puede almacenar aproximadamente 100-120 gramos de glucógeno[4][6] En el músculo esquelético, el glucógeno se encuentra en una baja concentración (1-2% de la masa muscular) y el músculo esquelético de un adulto que pesa 70 kg almacena aproximadamente 400 gramos de glucógeno[4].
Lo que proporciona energía inmediata
Las células, al igual que los humanos, no pueden generar energía sin localizar una fuente en su entorno. Sin embargo, mientras que los humanos buscan sustancias como los combustibles fósiles para alimentar sus hogares y negocios, las células buscan su energía en forma de moléculas de alimentos o de luz solar. De hecho, el Sol es la fuente de energía por excelencia para casi todas las células, ya que los procariotas fotosintéticos, las algas y las células vegetales aprovechan la energía solar y la utilizan para fabricar las complejas moléculas alimentarias orgánicas de las que dependen otras células para obtener la energía necesaria para mantener el crecimiento, el metabolismo y la reproducción (Figura 1).
Los nutrientes celulares se presentan en muchas formas, como los azúcares y las grasas. Para proporcionar energía a una célula, estas moléculas tienen que atravesar la membrana celular, que funciona como una barrera, pero no infranqueable. Como las paredes exteriores de una casa, la membrana plasmática es semipermeable. Del mismo modo que las puertas y ventanas permiten la entrada de las necesidades en la casa, varias proteínas que atraviesan la membrana celular permiten la entrada de moléculas específicas en la célula, aunque pueden requerir un cierto aporte de energía para llevar a cabo esta tarea (Figura 2).
¿Por qué las células utilizan la grasa y el almidón para almacenar energía a largo plazo en lugar de las moléculas de atp?
Los organismos vivos utilizan dos tipos principales de almacenamiento de energía. Las moléculas ricas en energía, como el glucógeno y los triglicéridos, almacenan energía en forma de enlaces químicos covalentes. Las células sintetizan estas moléculas y las almacenan para liberar posteriormente la energía. La segunda forma más importante de almacenamiento de energía biológica es la electroquímica y adopta la forma de gradientes de iones cargados a través de las membranas celulares. Este proyecto de aprendizaje permite a los participantes explorar algunos de los detalles de las moléculas de almacenamiento de energía y el almacenamiento de energía biológica que implica gradientes de iones a través de las membranas celulares.
La grasa en sí misma tiene un alto valor energético o calorífico y puede quemarse directamente en el fuego. En el cuerpo humano, y presumiblemente en otros animales, cumple una serie de funciones, ya que hay diferentes tipos de grasas, pero a efectos de la discusión aquí, las grasas se encuentran frecuentemente asociadas a cada uno de los órganos del cuerpo.
Por ejemplo, hay un depósito de grasa en el corazón y sólo hace relativamente poco tiempo que se comprendió que éste actúa como almacenamiento temporal de energía. Si pensamos en el sistema sanguíneo que fluye alrededor del corazón, los niveles de glucosa en él pueden fluctuar en función de una serie de factores, como si se ha digerido recientemente una comida o se ha realizado una actividad extenuante. Como ocurre con la mayoría de las máquinas, los aportes constantes causan menos tensión en el sistema que las grandes fluctuaciones, y la mencionada grasa cardíaca ayuda a suavizar durante esos períodos de escasez y permite al corazón seguir funcionando sin esfuerzo adicional.