de transporte de electrones para producir ATP.
Ciclo de Krebs
Este proceso aerobio también conocido como ciclo del ácido cítrico se lleva a cabo en las mitocondrias de las células eucariotas o en el citoplasma de las procariotas y consiste en una secuencia cíclica de diez reacciones químicas catalizadas por enzimas que degrada el Acetil-CoA para producir GTP, NADH y FADH2. Estas dos últimas moléculas podrán continuar su proceso metabólico en la cadena de transporte de electrones para producir ATP. La reacción global del ciclo de Krebs por cada molécula de Acetil-CoA es la siguiente:
Cadena de transporte de electrones
En la membrana mitocondrial interna se sitúan cuatro complejos enzimáticos que aprovechan el flujo de electrones que se produce en la oxidación del FADH2 y del NADH. Estas dos moléculas liberan electrones, y los complejos enzimáticos utilizan su energía para bombear protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembranoso en contra del gradiente electroquímico. Más adelante, el complejo permite que los protones vuelvan a entrar aprovechando el gradiente electroquímico, cuya energía sirve para sintetizar ATP. El destino final de estos electrones es el oxígeno, que es reducido de su forma molecular a agua, mediante la unión con los protones entrados en la matriz mitocondrial, lo que permite mantener un gradiente electroquímico favorable para seguir produciendo energía. Cada NADH permite la síntesis de tres moléculas de ATP, mientras que cada FADH2 permite la síntesis de dos moléculas de ATP. En resumen:
Transporte de electrones desde el NADH hasta el O2 → Bombeo de protones → Formación de ATP.
Rendimiento de las reacciones
En el catabolismo de biomoléculas el rendimiento depende de la naturaleza de la molécula que se vaya a degradar, así como de la ruta metabólica que siga. Las cantidades de energía son aproximativas, ya que dependen de diferentes factores que influyen en la eficiencia de las reacciones. La degradación anaerobia de la glucosa produce solo dos moléculas de ATP, por ejemplo, con la fermentación láctica, siguiendo esta reacción:
Una misma molécula de glucosa, siguiendo una ruta aerobia, produciría 38 moléculas de ATP (es decir, con un rendimiento mucho mayor al de la ruta anaerobia), con la siguiente reacción:
El rendimiento energético de la catabolización de lípidos es todavía mayor. Si tomamos como ejemplo la oxidación completa del estearato (un ácido graso de 18 átomos de carbono), su betaoxidación sigue la reacción global siguiente:
La oxidación completa de estos productos, mediante el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones, tendrá un rendimiento energético de 146 moléculas de ATP, muy superior proporcionalmente a la de la fermentación o a la de la oxidación de la glucosa.
(Devlin, 2014).
1.2 Respuesta metabólica al estrés e hipermetabolismo
El estrés (del griego stringere, que significa «apretar», a
