Etapas de la respiración aeróbica
Para facilitar su estudio, La respiración aerobia se ha subdividido en las siguientes etapas:
Glucólisis
Durante la glucólisis, una molécula de glucosa es oxidada y dividida en dos moléculas de ácido
pirúvico (piruvato). En esta ruta
metabólica se obtienen dos moléculas
netas de ATP y
se reducen dos moléculas de NAD+; el número de carbonos se mantiene constante (6 en la molécula
inicial de glucosa, 3 en cada una de las moléculas de ácido pirúvico). Todo el
proceso se realiza en el citosol de
la célula.
La glicerina (glicerol) que se forma en la lipólisis de los triglicéridos se incorpora a la glucólisis a nivel del gliceraldehído 3 fosfato.
La desaminación
oxidativa de algunos aminoácidos también rinde piruvato; que tienen el mismo
destino metabólico que el obtenido por glucólisis.
Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico
El ácido pirúvico entra en la matriz mitocondrial donde es procesado por el complejo enzimático piruvato
deshidrogenasa, el cual
realiza la descarboxilación oxidativa del piruvato; descarboxilación porque se arranca uno de los tres carbonos del
ácido pirúvico (que se desprende en forma de CO2) oxidativa porque, al mismo tiempo se le arrancan dos átomos de hidrógeno (oxidación por deshidrogenación), que son captados por el NAD+, que
se reduce a NADH. Por tanto; el piruvato se transforma en un
radical acetilo (-CO-CH3, ácido
acético sin el grupo hidroxilo) que es captado por el coenzima A (que pasa a acetil-CoA), que es el encargado de transportarlo al
ciclo de Krebs.
Ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs es una ruta
metabólica cíclica que se lleva a
cabo en la matriz mitocondrial y en la cual se realiza la oxidación de los dos acetilos transportados por
el acetil coenzima A, provenientes del piruvato, hasta producir dos moléculas
de CO2, liberando energía en forma utilizable, es decir poder reductor (NADH, FADH2)
y GTP.
Para cada glucosa se producen dos vueltas
completas del ciclo de Krebs, dado que se habían producido dos moléculas de
acetil coenzima A en el paso anterior; por tanto se ganan 2 GTPs y se liberan 4 moléculas de CO2.
Estas cuatro moléculas, sumadas a las dos de la descarboxilación oxidativa del
piruvato, hacen un total de seis, que es el número de moléculas de CO2
que se producen en respiración aeróbica.
Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa
Son las últimas etapas de la respiración
aeróbica o anaeróbica y tienen dos finalidades básicas:
1 Reoxidar las coenzimas que se han reducido en
las etapas anteriores (NADH y FADH2)
con el fin de que estén de nuevo libres para aceptar electrones y protones de nuevos substratos oxidables.
Estos dos fenómenos están íntimamente
relacionados y acoplados mutuamente. Se producen en una serie de complejos
enzimáticos situados (en eucariotas) en la membrana interna de la mitocondria; cuatro complejos realizan la oxidación de los
mencionados coenzimas transportando los electrones y aprovechando su energía
para bombear protones desde la matriz mitocondrial hasta el espacio
intermembrana. Estos protones solo pueden regresar a la matriz a través de la ATP
sintasa, enzima que aprovecha el gradiente electroquímico creado para fosforilar el ADP a ATP, proceso conocido como fosforilación oxidativa.
Los electrones y los protones implicados en
estos procesos son cedidos definitivamente al O2 que se reduce a agua. Nótese que el oxígeno atmosférico obtenido
por ventilación pulmonar tiene como única finalidad actuar como aceptor
final de electrones y protones en
la respiración aerobia.
http://www.bionova.org.es/biocast/documentos/figura/figtem16/figurat1607.jpg
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