Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2025

Dos gemelos adultos del mismo peso, 80 kg, y el mismo porcentaje de grasa corporal (PGC), 25 %, deciden cambiar de hábitos, ya que el rango de normalidad de PGC para su edad es 10-15 %. El primero (individuo A) siguió una dieta hipocalórica con ejercicio moderado durante 1 año, alcanzando un PGC de 14 % y un peso de 72 kg. El segundo (individuo B) hizo entrenamiento de musculación y en un año bajó su PGC al 11 %, aumentando su tejido muscular proteico, por lo que su peso no se modificó (80 kg).


1. Indique si en el caso del individuo B las rutas que han predominado de forma global son las anabólicas o las catabólicas. Justifique su respuesta. [1 punto]

2. Describa brevemente una ruta catabólica y una ruta anabólica que ocurran en el caso del individuo B, indicando el compartimento celular donde tienen lugar. [1 punto]

3. Indique si el individuo B podría haber llegado a la situación descrita en el texto con una dieta rica en glúcidos y pobre en proteínas. Justifique su respuesta. [0,5 puntos]

$\textbf{1. Indique si en el caso del individuo B las rutas que han predominado de forma global son las anabólicas o las catabólicas. Justifique su respuesta. [1 punto]}$

Han predominado las rutas $\textbf{catabólicas}$, aunque a primera vista el enunciado sugiera lo contrario, porque su peso no ha cambiado y ha ganado músculo.

El razonamiento hay que hacerlo con números. Su masa grasa ha pasado de $80\cdot0{,}25=20$ kg a $80\cdot0{,}11=8{,}8$ kg, de modo que ha oxidado $\textbf{11,2 kg de grasa}$; y como el peso total sigue en 80 kg, ha ganado exactamente esos mismos 11,2 kg de masa magra.

Pero 11,2 kg de grasa y 11,2 kg de músculo no representan la misma cantidad de energía, ni de lejos. La grasa está formada por triglicéridos casi puros y aporta unas 9 kcal por gramo, es decir, del orden de $100\,000$ kcal en total. El tejido muscular, en cambio, es agua en un 75 u 80 por ciento; de esos 11,2 kg apenas 2,2 son proteína, que a 4 kcal por gramo suponen unas $9\,000$ kcal. La energía liberada por el catabolismo es, pues, unas $\textbf{once veces mayor}$ que la invertida en el anabolismo.

Dicho de otro modo: el balance energético del individuo B ha sido claramente negativo, y por eso ha podido perder grasa. La ganancia de músculo es un anabolismo real e importante, pero cuantitativamente pequeño frente a la oxidación de la reserva grasa. Que la báscula no se moviera solo indica que el agua del músculo compensó en masa lo que se fue en grasa.

$\textbf{2. Describa brevemente una ruta catabólica y una ruta anabólica que ocurran en el caso del individuo B, indicando el compartimento celular donde tienen lugar. [1 punto]}$

$\textbf{Ruta catabólica: la}$ $\boldsymbol{\beta}$-$\textbf{oxidación de los ácidos grasos.}$ Los triglicéridos del adipocito se hidrolizan y los ácidos grasos liberados llegan al músculo, donde se activan a acil-CoA y entran en la mitocondria con la lanzadera de la carnitina. Allí, en cada vuelta de la hélice de Lynen, el acil-CoA sufre una oxidación, una hidratación, una segunda oxidación y una rotura tiolítica, y se desprende un acetil-CoA de dos carbonos más un NADH y un $\mathrm{FADH_2}$. El acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs. Ocurre en la $\textbf{matriz mitocondrial}$, salvo la activación inicial, que es citosólica.

$\textbf{Ruta anabólica: la síntesis de proteínas.}$ Es la que explica el aumento del tejido muscular. Los aminoácidos de la dieta se activan uniéndose a su ARNt y los ribosomas los encadenan siguiendo el orden que dicta el ARN mensajero, formando enlaces peptídicos con gasto de GTP. Las proteínas contráctiles resultantes —actina y miosina, sobre todo— se ensamblan en nuevas miofibrillas. Ocurre en el $\textbf{citosol}$, sobre los ribosomas libres, y para las proteínas de exportación y de membrana, sobre los ribosomas del retículo endoplasmático rugoso.

$\textbf{3. Indique si el individuo B podría haber llegado a la situación descrita en el texto con una dieta rica en glúcidos y pobre en proteínas. Justifique su respuesta. [0,5 puntos]}$

$\textbf{No podría.}$ El resultado descrito exige sintetizar unos 2 kg de proteína muscular nueva, y para eso hacen falta aminoácidos.

El problema no es la energía —de eso sobra con los glúcidos— sino la materia prima. De los veinte aminoácidos proteicos, nueve son $\textbf{esenciales}$: el organismo humano no dispone de las rutas para fabricar su esqueleto carbonado y solo puede obtenerlos de la dieta. Como la síntesis de una proteína se detiene en cuanto falta uno solo de los aminoácidos de su secuencia, un aporte proteico insuficiente limita todo el proceso por mucho entrenamiento que se haga. Los glúcidos, en cambio, no pueden convertirse en aminoácidos esenciales.

Hay además un efecto añadido: si la dieta fuera rica en glúcidos y el balance energético dejara de ser negativo, el exceso de glucosa se transformaría en acetil-CoA y de ahí en ácidos grasos por lipogénesis, con lo que el porcentaje de grasa corporal, en lugar de bajar del 25 al 11 por ciento, subiría.