Metabolismo Energético: Glicólisis, Ciclo de Krebs, Cadena Respiratoria y Oxidación de Ácidos Grasos

Metabolismo Energético Celular

Glicólisis

Glicólisis: Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ -> 2 piruvatos + 2 NADH = +2ATP

1. Cada 2 piruvatos + CoA -> 2CO2 y un grupo acetilo que se une inmediatamente a la CoA formando 2 acetil CoA + NADH

Ciclo de Krebs (Ciclo del Ácido Cítrico)

Ciclo de Krebs: 2 acetil-CoA + 6 NAD+ + 2 FAD -> 4CO2 + 6NADH + 2FADH2 = +2ATP

Cadena Respiratoria y Fosforilación Oxidativa

Cadena respiratoria: 10 NADH (30ATP) + 2 FADH2 (4ATP) = +34ATP (NADH=3ATP / FADH2=2ATP)

-2 ATP usado en el reingreso de 2 NADH en la glicólisis TOTAL= 36 ATP

Respiración Aeróbica: Se obtienen entre 30 y 32 ATP a partir de una molécula de glucosa.

Fermentación: solo 2 ATP, 0 NADH

Los procariontes no tienen mitocondrias. ¿Qué ocurre con la cadena transportadora de electrones? En la membrana celular se encuentran anclados los complejos para que ocurra el proceso.

Oxidación de Ácidos Grasos (Beta Oxidación)

Oxidación de ácidos grasos

De la degradación de los ácidos grasos, vamos a obtener: Transportadores de electrones NADH y FADH₂ que llegan a la cadena transportadora de electrones y van a generar ATP. Generan Acetil CoA que ingresa al ciclo de Krebs donde se obtiene GTP, NADH y FADH₂. El NADH y FADH₂ van a la cadena transportadora de electrones y generan ATP.

Lipólisis y Activación de Ácidos Grasos

Lipasa: Degrada los triglicéridos. Rompe el enlace que va entre el C del glicerol y el ácido graso. Se obtiene glicerol y 3 cadenas de ácidos grasos.

La beta oxidación ocurre al interior de la mitocondria:

1. Activación del ácido graso: Ácido graso + CoA + ATP = acil-CoA + pirofosfato + AMP. Enzima: acil CoA sintetasa asociada a la hidrólisis completa de ATP se obtiene: AMP y pirofosfato (degradado por pirofosfatasa)
2. En la mitocondria: acil-CoA entra a la mitocondria gracias a que se une a una proteína de membrana. Enzima: carnitina acil transferasa 1 (Acil-CoA + carnitina -> Acil carnitina + CoA). Acil carnitina sí puede entrar a la mitocondria y cuando entra la enzima: acil carnitina transferasa 2 la convierte a Acil-CoA.

Proceso de Beta Oxidación

Ahora comienza la beta oxidación:

1. Oxidación: El ácido graso activado se oxida y se forma un doble enlace en el carbono alfa y beta. FAD se reduce y forma FADH2. Enzima: acil coa deshidrogenasa.
2. Hidratación: Entra H2O, rompe el doble enlace y en el carbono beta hay un grupo OH. Enzima: enoilcoa hidratasa.
3. Oxidación: El carbono beta tiene ahora un grupo CO. NAD se reduce a NADH. Enzima: betahidroxiacilcoa deshidrogenasa.
4. Lisis: Cada 2C se produce una lisis y se libera 1 acetil CoA por cada uno. Este ingresa al ciclo de Krebs y produce GTP, NADH y FADH2 que van a la cadena transportadora de electrones y producen ATP. Enzima: acil coa acetil transferasa o tiolasa.

Entonces, por cada ciclo de oxidación se produce 1 NADH, 1 FADH₂ y 1 acetil coa.

NADH: (N°C/2)-1 / FADH2: (N°C/2)-1 / Acetil-CoA: (N°C/2)

Cuerpos Cetónicos

Cuerpos cetónicos: Forma de obtener energía, van desde el hígado a tejidos de alta demanda energética como corazón y SN. Se producen frente a HIPOGLICEMIA. Son 3: acetona, acetoacetato y betahidroxibutirato.

Formación de Cuerpos Cetónicos

1. AcetilCoA -> acetoacetilCoA. Enzima: tiolasa
2. AcetilCoA + H2O -> betahidroxi beta metilbutarial (HMG CoA). Enzima: HMGCoA sintetasa.
3. HMGCoA -> acetoacetato. Enzima: HMGCoA liasa, se libera 1 acetilCoA **Acetoacetato un CC
4. Acetoacetato -> acetona. Enzima: acetoacetato descarboxilasa
5. Acetoacetato -> betahidroxibutirato. Enzima: betahidroxibutirato deshidrogenasa, hay oxidación de NADH (reducción)

El betahidroxibutirato llega a los tejidos blancos, ahí se convierte en acetoacetato nuevamente por la misma enzima.

1. Acetoacetato -> succinil CoA -> aceto acetil CoA. Enzima: Betacetoacil COA transferasa
2. AcetoacetilCoA -> 2 acetilCoa. Enzima: tiolasa, AcetilCoa entra al ciclo de Krebs y estos a la cadena transportadora de electrones y produce ATP.

Los AcetilCoA formados en la beta oxidación pueden formar cuerpos cetónicos o pueden entrar al ciclo de Krebs y producir ATP, y el oxalacetato por gluconeogénesis ir a la síntesis de glucosa.