Metabolismo energético: Glucólisis, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa

b) Glucólisis.

Rotura de la glucosa en dos moléculas de piruvato (anión más frecuente del ácido pirúvico). El proceso es anaerobio (sin oxígeno) y ocurre en el citosol. Es una secuencia de 10 reacciones catalizadas por otras tantas enzimas. A partir de una molécula de glucosa se forman dos de ácido pirúvico, y se sintetizan 2 NADH + 2 H+ y 2 ATP.

(Glucosa)

2 NAD+ C6H12O6

2 ADP + Pi

2 NADH + 2H+ 2 (CH3 - CO - COOH) (Ac. Pirúvico)

2 ATP

c) Respiración: Sistema piruvato-deshidrogenasa y ciclo de Krebs.

En condiciones aerobias, el piruvato atraviesa la doble membrana de las mitocondrias por transporte facilitado y en la matriz se convierte en acetil-Co A por oxidación y descarboxilación (con intervención de un sistema enzimático llamado piruvato-deshidrogenasa), y entra a formar parte de la siguiente fase, el ciclo de Krebs.

NAD+

NADH + H

Ac. Pirúvico (3C) + Co A

El ciclo de Krebs o del ácido cítrico es una secuencia de 8 reacciones que ocurre en la matriz mitocondrial en la que el Acetil-Co A se une a una molécula de 4 carbonos, el ácido oxalacético, dando lugar a una de 6 C, el ácido cítrico, que sufre dos descarboxilaciones en forma de CO2, dando lugar mediante sucesivas transformaciones a la molécula inicial de 4 C, con lo que se cierra el ciclo

d) Respiración: Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa.

Es una serie de moléculas orgánicas que se reducen y se oxidan a medida que se pasan unas a otras los protones y los electrones procedentes del NADH y del FADH2. Estas moléculas están en las crestas de la membrana interna de la mitocondria. Como la energía liberada en la oxidación de estas moléculas es mayor que la consumida en la reducción, en cada paso hay un sobrante de energía que se invierte en la síntesis de ATP; el proceso se llama fosforilación oxidativa (hipótesis quimiosmótica de Mitchell). Según esta teoría, la energía liberada se utiliza para bombear protones a través de la membrana interna mitocondrial hasta el espacio intermembranoso. Se crea así un gradiente electroquímico. La energía almacenada en ese gradiente se utiliza para sintetizar ATP cuando los protones regresan a la matriz a través de una proteína transmembranosa llamada ATPasa.

Su finalidad es la oxidación de las coenzimas reducidas, NADH + H+ y FADH2.

El aceptor final de los electrones es el oxígeno molecular.

Se sintetiza ATP. A partir de un NADPH + H+ que ingresa en la cadena respiratoria de

obtienen 3 ATP, y a partir de un FADH2 se obtienen 2 ATP.

Como producto final se obtiene agua.

Las fermentaciones SIN PRESENCIA DE OXIGENO

El aceptor final de electrones es un compuesto orgánico. El resultado es una oxidación incompleta del alimento. No interviene la cadena respiratoria, por lo que es un proceso anaerobio. No hay síntesis de ATP en las ATP - sintetasas: sólo en el sustrato. Por eso tienen un rendimiento energético bajo. Por ejemplo, una molécula de glucosa produce 38 ATP por respiración, frente a 2 ATP por fermentación.

Las fermentaciones son propias de microorganismos, aunque algunas pueden producirse en el tejido muscular de animales cuando no hay suficiente oxígeno en las células.