La Glucólisis: Primera Etapa de la Oxidación de la Glucosa
La glucólisis es el proceso inicial en la oxidación de la glucosa y se lleva a cabo en el citosol de la célula. Consiste en una secuencia de diez reacciones enzimáticas que se pueden dividir en dos fases: la fase de inversión de energía, donde se consume ATP para convertir la glucosa en fructosa 1,6-bisfosfato, y la fase de generación de energía, donde se producen dos moléculas de ATP y dos de NADH por cada molécula de glucosa, resultando en un saldo neto de dos ATP. El producto final de la glucólisis es el piruvato, que puede seguir diferentes destinos dependiendo de la presencia o ausencia de oxígeno. En condiciones aeróbicas, el piruvato es transportado a la mitocondria para su posterior oxidación, mientras que en condiciones anaeróbicas puede ser convertido en lactato.El Ciclo de Krebs y la Fosforilación Oxidativa
El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico, es una serie de reacciones enzimáticas que ocurren en la matriz mitocondrial y son fundamentales para la producción de portadores de electrones ricos en energía, NADH y FADH2. Estos compuestos transfieren electrones a la cadena transportadora de electrones, donde se produce un flujo de electrones que genera un gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial interna. Este gradiente es la fuerza motriz para la síntesis de ATP por la ATP sintasa, en un proceso denominado fosforilación oxidativa. Este mecanismo es crucial para la producción eficiente de ATP, que es la principal fuente de energía para las actividades celulares.La Cadena Transportadora de Electrones y la Producción de ATP
La cadena transportadora de electrones es un conjunto de complejos proteicos situados en la membrana mitocondrial interna que juegan un papel esencial en la respiración celular. Los electrones donados por NADH y FADH2 son transferidos a través de estos complejos hasta el oxígeno, que actúa como aceptor final de electrones y se reduce a agua. Durante este proceso, los protones son bombeados fuera de la matriz mitocondrial, creando un gradiente electroquímico que impulsa la síntesis de ATP por la ATP sintasa. Además, los sistemas de lanzadera, como la lanzadera de glicerol-3-fosfato y la lanzadera de malato-aspartato, son cruciales para el transporte de poder reductor desde el citosol a la mitocondria, permitiendo la continuidad de la glucólisis y la fosforilación oxidativa.Metabolismo del Glucógeno y la Formación de Lactato
El glucógeno es la forma de almacenamiento de glucosa en animales, localizado principalmente en el hígado y músculo esquelético. La glucogenólisis, el proceso de degradación del glucógeno, es estimulada por hormonas como la adrenalina y el glucagón y resulta en la liberación de glucosa 6-fosfato para la glucólisis o glucosa libre para la circulación sanguínea. En condiciones de baja disponibilidad de oxígeno, como durante el ejercicio intenso, el piruvato se convierte en lactato por la lactato deshidrogenasa, permitiendo la regeneración de NAD+ y la continuación de la glucólisis. La síntesis de glucógeno, por otro lado, implica la activación de la glucosa a UDP-glucosa y la acción de la glucógeno sintasa, que cataliza la adición de unidades de glucosa al polímero de glucógeno en crecimiento.