APUNTES BACHILLERATO BIOLOGIA Metabolismo2

El catabolismo de los glúcidos
Los diversos polisacáridos y disacáridos son hidrolizados a monosacáridos en el tubo digestivo, en el tejido muscular o en las reservas de almidón vegetales y, generalmente, el último producto es la glucosa. Para la degradación por respiración de la glucosa se dan varias fases.

La glucólisis
La glucólisis es una fase anaerobia y se da en el citoplasma celular. Enla primera etapa la glucosa se fosforila y se isomeriza consumiendo 2 ATP y generando dos compuestos de 3C. En la segunda etapa estos compuestos se oxidan, se isomerizan y se desfosforilan en varios pasos generando 2 ATP y 1 NADH cada uno y produciendo al final dos moléculas de ácido pirúvico.

La respiración
Es un proceso por el que, a partir de las sustancias producidas en la glucólisis, seobtiene
energía en forma de ATP (siempre hablando del catabolismo de los glúcidos). Se da en las mitocondrias, y el aceptor final de electrones, es decir, el compuesto que se reduce, es el oxígeno, que
se transforma en agua. Comprende tres fases :
• En el sistema piruvato deshidrogenasa el ácido pirúvico (3C) se oxida y descarboxila para
poder entrar en la matriz mitocondrial con la intervención devarias enzimas, y se transforma
en acetil-S-CoA (2C), desprendiéndose un NADH + H+ y un CO2.
• Ya en la matriz se da el ciclo de Krebs, en el que el acetil-S-CoA (2C) se incorpora al ciclo
uniéndose al ácido oxalacético (4C) y dando ácido cítrico (6C). En este ciclo intervienen muchas
moléculas (H2O, CoA-SH, NAD+, GDP y FAD) y el ácido cítrico va sufriendo isomerizaciones,
descarboxilaciones yoxidaciones transformándose en otros ácidos (isocítrico
α-cetoglutárico
succinil CoA
succínico
fumárico
málico
oxalacético) y desprendiéndose 2CO2, 3
NADH + H+, 1GTP y 1FADH2.
Reacción global del sistema
piruvato deshidrogenasa y
del ciclo de Krebs :
CH3-CO-COOH + 2H2O +
4NAD+ + FAD + GDP + Pi
3CO2 + 4NADH + 4 H+ +
FADH2 + GTP
Para la degradación total de
una molécula de glucosa son
necesarias dosvueltas en el
ciclo de Krebs.

• El transporte de electrones en la cadena respiratoria se da en las crestas mitocondriales.
En la glucólisis y el ciclo de Krebs sólo se han obtenido 4ATP, pero también se han obtenido
10(NADH + H+) y 2 FADH2, que serán oxidadas por complejos enzimáticos (cadena transportadora de electrones o cadena respiratoria) para obtener ATP.
El NADH + H+ cede sus protones yelectrones al complejo NADH deshidrogenasa, éste los cede a la coenzima Q, que cede los electrones al citocromo b y los electrones van pasando a los citocromos c1, a y a3. Finalmente el citocromo a3 cede los electrones al oxígeno para formar agua con dos protones.
En cada paso de los electrones de un complejo a otro se desprende energía (fosforilación oxidativa) que, según la hipótesis quimiosmótica deMitchell, es empleada en bombear
protones (H+) desde la matriz hasta el espacio intermembranal, en el que se establece un gradiente electroquímico que produce que los protones vuelvan a la matriz, lo que sólo pueden
hacer a través de los complejos enzimáticos ATP sintetasas. Este flujo de protones suministra

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energía para sintetizar ATP. El FADH2 se incorpora a la cadena en el complejo coenzimaQ. A
partir de un NADH + H+ se obtienen tres ATP y a partir de un FADH2 se obtienen dos ATP.
Rendimiento energético de la oxidación completa de una molécula de glucosa :

Glucólisis
Ciclo de Krebs
Cadena respiratoria

glucosa 2 ácido pirúvico + 2 ATP + 2 (NADH + H+)
2 ácido pirúvico 8 (NADH + H+) + 2 FADH2 + 2 GTP
10 (NADH + H+) + 2 FADH2 30 ATP + 4 ATP

2 ATP
2 ATP
34 ATP
38 ATP

Lasfermentaciones
Proceso catabólico en el que el aceptor final de electrones y protones es una molécula orgánica,
por lo que es un proceso anaeróbico. Sólo hay síntesis de ATP a nivel de sustrato, por lo que se
obtiene baja rentabilidad energética. Las coenzimas reducidas (NADH + H+) no se pueden oxidar
en la cadena respiratoria, por lo que se consumen oxidando compuestos inorgánicos sin obtener
energía.
Las...