A.- Introducción

1.- Nutrición

Incorporar materia y energía a la célula, transformarlas en su interior mediante reacciones químicas y eliminar los residuos.

2.- Tipos de nutrición

Atendiendo a la naturaleza química de la materia y a la fuente de energía, existen:

2.1.- Nutrición autótrofa

Los nutrientes son moléculas inorgánicas que se transforman en compuestos orgánicos sencillos. Se distinguen dos tipos:

2.1.1.- Fotosíntesis

Aporte de energía lumínica. Ejemplos son las algas y algunas bacterias.

2.1.2.- Quimiosíntesis

Aporte de energía química que proviene de ciertas reacciones químicas. Ejemplo son algunos tipos de bacterias.

2.2.- Nutrición heterótrofa

Los nutrientes son compuestos orgánicos que contienen energía fácilmente disponible en sus enlaces. Son ejemplos los hongos y muchas bacterias.

3.- Etapas de la nutrición

• Ingestión: Incorporación de nutrientes a través de la membrana celular.
• Digestión: Transformación de moléculas de gran tamaño en moléculas más sencillas.
• Metabolismo: Transformación de nutrientes mediante reacciones químicas que tienen lugar en el interior de la célula.
• Excreción: Eliminación al exterior de los productos de desecho.

B.- Ingestión

La membrana plasmática tiene una permeabilidad selectiva y la incorporación de nutrientes se realiza a través de la membrana celular por distintos mecanismos.

1.- Transporte de moléculas pequeñas

Se llevan a cabo mediante dos mecanismos:

1.1- Transporte pasivo

No requiere energía ya que las moléculas se mueven de una zona de concentración alta a una zona de concentración baja (a favor de gradiente).

1.1.1.- Difusión simple

Las moléculas no polares o polares sin carga atraviesan directamente la membrana. Son ejemplos el CO2, O2 y etanol. Esto se produce por los huecos que aparecen en el desplazamiento de los fosfolípidos.

1.1.2.- Difusión facilitada

Son ejemplos la glucosa, aminoácidos e iones. Pueden ser de 2 tipos:

1.1.2.1.- Proteínas de canal

Forman canales acuosos que traspasan la bicapa.

1.1.2.2.- Permeasas

La molécula se une a la permeasa que sufre un cambio en su conformación.

1.2.- Transporte activo

Requiere un aporte de energía en contra del gradiente de concentración, lo que implica la intervención de proteínas de membrana que hidrolizan el ATP para proporcionar energía. A estas proteínas se les denomina bombas de Na+ y K+. El Na+ es expulsado y el K+ es reintroducido. Por cada molécula de ATP salen 3 Na+ y entran 2 K+ para mantener positivo el exterior de la membrana y negativo el interior.

2.- Transporte de macromoléculas y partículas sólidas

Son moléculas grandes como polisacáridos o proteínas. Se forman vesículas rodeadas de membrana plasmática.

2.1.- Endocitosis

Formación de una invaginación en la que queda encerrado cierto volumen de medio extracelular. Finalmente se estrangula y se desprende. Se distingue entre:

2.1.1.- Pinocitosis

Las vesículas contienen fluidos.

2.1.2.- Fagocitosis

Contienen partículas grandes.

2.2.- Exocitosis

Consiste en pasar del interior al exterior celular. Las vesículas que se forman reciben el nombre de vesículas secretoras que se desplazan hasta la membrana plasmática, se fusionan con ella y vierten su contenido al medio extracelular.

C.- Digestión

Se realiza por la acción de las enzimas hidrolíticas contenidas en los lisosomas y se obtienen moléculas pequeñas para atravesar la membrana del lisosoma y pasar al citosol.

D.- Excreción, secreción y defecación

En la excreción se eliminan productos de desecho del metabolismo celular. En la secreción, productos del metabolismo celular útiles para otras células. En la defecación se eliminan productos de desecho de la digestión.

E.- Metabolismo

1.- Concepto

Conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en las células para transformar los nutrientes en materia o obtener de ellos energía. Una ruta metabólica es una secuencia de reacciones sucesivas, cada una de las cuales requiere la participación de una enzima específica. Los intermediarios son los metabolitos. Las principales rutas metabólicas son semejantes en todos los seres vivos.

2.- Fases

• Catabolismo: Descomponer o degradar sustancias y liberan energía mediante oxidaciones, por lo que transforman sustancias en otras más sencillas.
• Anabolismo: Sintetizar moléculas orgánicas más complejas y, por ello, el anabolismo consume energía.

3.- Características de las reacciones metabólicas

3.1.- Reacciones redox

Una oxidación es una pérdida de electrones y una reducción, una ganancia de electrones. Los átomos de hidrógeno liberados van acompañados de energía. Los transportadores de hidrógeno son nucleótidos como el NAD+, el NADP+ o el FAD, que captan los átomos de hidrógeno liberados por las moléculas oxidadas y los transfieren a moléculas aceptoras, que finalmente se reducirán.

3.2.- ATP

Las reacciones metabólicas están acopladas energéticamente a través del ATP. La energía se encuentra empaquetada entre los enlaces ricos en energía del ATP. Otros nucleótidos como el GTP, UTP, CTP… también participan como transportadores de grupos fosfatos ricos en energía.