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Metabolismo de hidratos de carbono

Glicólisis

Transformación de glucosa en piruvato. Participan 10 enzimas y la secuencia de reacciones es la misma para todos los organismos, las diferencias están en la regulación de los enzimas y el destino del piruvato. Cualquier célula la degrada de 2 maneras:

• Fermentación: La glucosa no se degrada completamente porque no se oxida sino que se crean 2 moléculas más pequeñas (de 3 carbonos). Se crea lactato en la fermentación láctica y etanol en la alcohólica. La fermentación no requiere oxígeno. ΔG < 0 = -217 KJ/mol

• Degradación completa hasta CO2. Se necesita la ayuda del O2:

C6H12O6 + 6·O2 → 6·CO2 ΔG < 0 = -2.810 KJ/mol

No se produce la combustión completa de la glucosa en una sola reacción sino que se hace en muchas etapas liberando energía en porciones utilizables. Hay varias etapas:

Primera etapa o glicolisis:

Primera etapa o glicolisis

Oxidación, intervienen muchos enzimas que recogen todos los electrones del sustrato, para ello necesitan cofactores. Al final de esta etapa tenemos el esqueleto carbonado en forma de CO2 y los electrones recogidos en la deshidrogenasa. No se libera toda la energía, parte la conservan los cofactores.

Segunda etapa:

Los cofactores ceden los electrones al O2 formando H2O. Los cofactores se han de regenerar. La cadena respiratoria transporta los electrones desde los cofactores al O2. La cantidad de energía depende de la tendencia de los cofactores a ceder los electrones y la del O2 para captarlos. Es espontáneo, muy favorable.

Al transportar electrones se bombean protones a través de la membrana:

Segunda etapa metabolismo de hidratos de carbono

Degradación de la glucosa por proceso llamado glicolisis en el cual la glucosa de 6 C da lugar a 2 piruvatos de 3 C, formando durante esta reacción NADH. El piruvato para degradarse se descarboxila dando 2 de CO2 y 2 de HAc, que se une siempre al acetil-CoA. Se forma NADH. Para degradar el acetil-CoA entra en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos (del ácido cítrico o de Krebs).

Cada molécula:

Degradación de la glucosa

El acetil-CoA se degrada a 2 de CO2. Acoplado al ciclo se crea mucho NADH y algo de FADH2 que ceden los electrones al O2 formando H2O. En las mitocondrias esta cesión se hace en etapas para liberar porciones de energía.

Si el aceptor final es el O2 se trata de respiración aerobia y si es distinto anaerobia. El aceptor final puede ser S que se transforma en SH2 (bacterias del azufre) o el CO2 que pasa a CH4 (bacterias metanogénicas).

Glicólisis

Descripción

Ocurren 10 reacciones a través de las cuales la glucosa se transforma en 2 moléculas de piruvato.

Glicolisis

Hasta ahora se han gastado 2 ATP. En la segunda etapa del Gd3P se convierte en piruvato:

Glicolisis

Glicolisis

Balance: 1 glucosa = 2 piruvato. Se gastan 2 ATP para los 2 gliceraldehído. En la segunda parte 1 gliceraldehído = 1 piruvato, se producen 2 NADH (1 por cada Gd). Por cada Gd se sintetizan 2 ATP, en total 4 ATP.

Glicolisis

El NADH debe reoxidarse para que la glicolisis no se pare. Si hay O2 es mediante la cadena de transporte electrónico, si no hay otras moléculas se reducen. Depende del entorno del piruvato la manera de oxidarse.

ΔG' = 686 kcal/mol

Si hay O2 suficiente el NADH se reoxida en la cadena de transporte electrónico. Para degradar la glucosa completamente entra en el ciclo de Krebs. Para que el piruvato entre en este ciclo se transforma en acetil-CoA.

Glicolisis

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

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