Glucólisis: proceso catabólico, etapas, regulación y destino del piruvato

Glucólisis: proceso catabólico

La glucólisis es un proceso catabólico de degradación molecular de la azúcar (glucosa, de 6 carbonos) hasta piruvato (de 3 carbonos).

Características generales

• Tipo de proceso: anaerobio.
• Localización: citoplasma.
• Fuente de energía: los carbohidratos son la primera fuente de energía de la célula, por lo que se utilizan antes que los lípidos o las proteínas.

Ecuación global

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD⁺ → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 H₂O

Destinos de la glucosa-piruvato

• Ciclo de Krebs.
• Cadena de transporte de electrones.
• Fermentación.
• Ribosa 5-fosfato (vía de las pentosas fosfato).

Transporte de la glucosa

El transporte de la glucosa es dependiente de la concentración de glucosa en el medio.

Balance de la glucólisis

Por cada molécula de glucosa:

• x2: glucosa → 2 piruvato.
• 2 ADP → 2 ATP.
• 2 NAD⁺ → 2 NADH.

Etapas de la glucólisis

La glucólisis consta de 10 reacciones químicas que ocurren de forma secuencial: 5 reacciones de gasto de energía y 5 reacciones de beneficio.

1) Fase de inversión (gasto energético)

En esta fase la célula gasta energía para transformar la molécula de glucosa en otra molécula que produce más energía de la que se gastó. La célula invierte 2 moléculas de ATP, pero posteriormente se obtienen 4 moléculas de ATP en la fase de beneficio. Además, se producen 2 moléculas de NADH, que en la cadena de transporte de electrones equivalen a 6 moléculas de ATP.

Destino del piruvato

• En condiciones anaerobias: puede seguir la fermentación, dando lugar a lactato o a etanol (una de las dos).
• En condiciones aerobias: se transforma en acetil-CoA, que ingresa al ciclo de Krebs.

Regulación de la glucólisis

La glucólisis se regula en los puntos donde la molécula gasta energía: reacciones 1, 3 y 10.

• Reacción 1 (hexoquinasa): el músculo tiene prioridad en la utilización de los nutrientes; todas las células musculares tienen afinidad por la glucosa.
• Reacción 3 (fosfofructoquinasa-1, PFK-1): se regula de forma negativa por la presencia de ATP. Si la célula tiene demasiado ATP, no se produce esta reacción. El ADP, el AMP y la fructosa-2,6-bisfosfato son activadores de la PFK-1.
• Reacción 10 (piruvato quinasa): es el último punto de regulación de la glucólisis.

El acetil-CoA, los ácidos grasos y la fosfocreatina actúan como inhibidores.

Entrada de otros azúcares a la glucólisis

La galactosa, la glucosa y la fructosa pueden ingresar en distintas partes de la glucólisis.

• La fructosa no se metaboliza de forma dependiente de la insulina; se metaboliza mediante transportadores de fructosa (GLUT5), que no son inducidos por insulina.
• La lactosa y la sacarosa son ejemplos de enzimas intestinales que hidrolizan disacáridos de cadena corta.