Metabolismo Energético: Desglose de la Glucólisis y el Ciclo de Krebs

Resumen de la Glucólisis

La glucólisis tiene lugar en el citosol sin necesidad de oxígeno. Es una secuencia de reacciones en la que la molécula de glucosa (de 6 átomos de carbono) se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico (de tres átomos de carbono cada una). La glucólisis transcurre en 8 etapas enzimáticas, en cada una de las cuales se transforman metabolitos fosforilados.

Fase de Consumo de Energía

Abarca desde la etapa 1 hasta la etapa 4:

• Etapa 1: La glucosa se fosforila, consumiendo 1 molécula de ATP.
• Etapa 2: La glucosa procedente de la fase anterior se isomeriza.
• Etapa 3: Se fosforila la fructosa que se formó en la etapa 2.
• Etapa 4: Se divide la fructosa resultante de la etapa 3 y da lugar a un gliceraldehído 3-fosfato y una dihidroxiacetona fosfato.

Fase de Producción de Energía

Abarca desde la etapa 5 hasta la etapa 8:

• Etapa 5: Consiste en la oxidación y fosforilación de las moléculas de la 4ª etapa. Se emplean dos fosfatos inorgánicos y se reducen dos moléculas de NAD+.
• Etapa 6: Se desfosforila el ácido resultante en la etapa anterior dando lugar a una molécula de ATP por cada ácido fosforilado.
• Etapa 7: Cambio de posición del fosfato e insaturación de los carbonos. Da lugar a agua y ácido fosfoenolpirúvico.
• Etapa 8: Desfosforilación del ácido fosfoenolpirúvico, por lo que se obtiene ATP y ácido pirúvico.

El balance parcial de esta fase es de 4 ATP + 2 NADH.

El balance energético general de la glucólisis es que entra una glucosa y salen 2 ácidos pirúvicos, 2 NADH y 2 moléculas de ATP (netas).

El ácido pirúvico, producto final de la glucólisis, pasa a la matriz mitocondrial. Allí, gracias a la reducción del NAD+ y la coenzima A se descarboxila (sale un CO2 al citosol) y se activa uniéndose a la coenzima A, formando Acetil CoA que ingresa al ciclo de Krebs.

Resumen del Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs consiste en una cadena cíclica de reacciones, en cada una de las cuales interviene una enzima específica. Distinguimos 8 pasos:

1. Del acetil CoA entrante sale la coenzima A y junto a una molécula de H2O que entra se forma el ácido cítrico.
2. Se isomeriza el ácido cítrico, dando lugar al ácido isocítrico.
3. El ácido isocítrico se oxida, perdiendo un átomo de carbono en forma de CO2 y transformando una molécula de NAD+ entrante en NADH + H+.
4. Se oxida el ácido α-cetoglutárico formado anteriormente, liberando de nuevo una molécula de CO2 y transformando una molécula de NAD+ entrante en NADH + H+.
5. Se rompe el enlace entre el ácido succínico y la coenzima A formado en la fase anterior, liberando la energía suficiente para sintetizar GTP.
6. Se oxida el ácido succínico a ácido fumárico y se reduce el FAD en FADH2.
7. Ocurre la hidratación del ácido fumárico dando lugar al ácido málico.
8. Se oxida el ácido málico originando ácido oxoalacético. El NAD+ se reduce formándose NADH + H+.

Balance Energético del Ciclo de Krebs

El balance energético total del ciclo de Krebs es que entra 1 acetil-CoA y salen:

• 3 NADH
• 1 ATP (o GTP)
• 1 FADH2

El balance parcial (considerando el consumo inicial de la glucólisis) es de -2 ATP (esto parece referirse a la inversión inicial de la glucólisis, no al ciclo en sí).