RESPIRACION CELULAR - RESUMEN

RESPIRACION CELULAR

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fig. 1. imagen tomada de: http://bioadvanced.blogspot.com.co/2010/08/respiracion-i-glicolisis.html

La respiración celular comprende tres etapas: la glucolisis, El ciclo de Krebs y transporte de electrones. Involucra la producción de ATP usando la energía liberada por la oxidación de la glucosa, grasa y otras sustancias. La glucosa es el sustrato, de la primera etapa de la respiración celular es una ruta metabólica llamada glucólisis. Glucólisis quiere decir "quiebre" o rompimiento (lisis) de la glucosa. La Glucolisis ó glicolisis es la principal ruta para la descomposición de la glucosa en sus componentes más simples dentro de las células del organismo. La glucólisis se caracteriza porque, si está disponible, puede utilizar oxígeno (ruta aerobia) o, si es necesario, puede continuar en ausencia de éste (ruta anaerobia), aunque a costa de producir menos energía.

Tiene lugar en una serie de nueve reacciones catalizadas, cada una, por una enzima específica, donde se desmiembra el esqueleto de carbonos y sus pasos se reordenan paso a paso. En los primeros pasos se requiere del aporte de energía abastecido por el acoplamiento con el sistema ATP — ADP. Esta serie de reacciones se realizan en casi todas las células vivientes, desde las procariotas (células sin núcleo) hasta las eucariotas (células con núcleo) de nuestro cuerpo.

La glucolisis es el proceso mediante el cual una molécula de glucosa (de 6 átomos de C) es transformada en dos moléculas de piruvato (de 3 átomos de C), que posteriormente se transformará en acetil Co-A para entrar en el ciclo de Krebs.

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fig.2. imagen tomada de: http://biochulas.blogspot.com.co/2014_05_01_archive.html

Es la vía inicial del catabolismo (degradación) de carbohidratos, y tiene tres funciones principales:

1.- La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de oxígeno) y anaeróbica (ausencia de oxígeno).

2.- La generación de piruvato que pasará al Ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica.

3.- La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser ocupados por otros procesos celulares.

Durante el proceso se obtiene un balance neto de energía de 2 moléculas de ATP.

Al ser un proceso oxidativo, va acompañado de una reducción, por lo que además se obtienen 2 moléculas de NADH + H+

Es una ruta prácticamente universal, pues casi todos los organismos utilizan la glucosa como fuente de energía. Consta de 10 reacciones agrupadas en dos fases:

1. Fase de gasto energético o “fase de hexosas” o etapa “preparativa”. Es una etapa degradativa. No es oxidativa y además no se produce ATP, sino que se consumen 2 moléculas de ATP por cada glucosa.

1. Fase de obtención de energía o “fase de triosas” o etapa “oxidativa”. Se oxida el NAD, que se transforma en NADH + H+ y se forman 4 moléculas de ATP por trasferencia de grupos fosfato al ADP.

La glucolisis ocurre en el citosol, pero la glucosa es altamente polar, por lo que no puede difundir a través de la membrana celular al ser ésta hidrofóbica, de modo que entra en la célula por transporte facilitado mediante proteínas transportadoras.

Es un proceso que no requiere O2 para las oxidaciones, sino que utiliza para ello intermediarios fosforilados. Estos intermediarios están en forma aniónica (carga negativa) y normalmente van combinados con el Mg2+.La glucosa que se degrada en el proceso puede proceder de:

- Las reservas celulares de glucógeno GLUCONEOGÉNESIS

- Los hidratos de Carbono que se hidrolizan en el intestino (Polisacáridos,

  disacáridos, etc).

Desde el punto de vista energético, el rendimiento es muy bajo, pues solo se obtienen 2 ATP, pero es importante porque se forma el ácido pirúvico, que participa en otras reacciones donde la energía neta liberada es mucho mayor.

GLUCOLISIS

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              fig. 3. Imagen tomada de: http://cluboiab.blogspot.com.co/2015/07/respiracion-aerobica.html

BALANCE QUÍMICO Y ENERGÉTICO DE LA GLICOLISIS

Por cada molécula de glucosa degradada se forman 2 de piruvato. se invierten 2 ATP en la fase preparatoria y se forman 2 ATP por cada piruvato en la fase de beneficios. Ademas la oxidación del gliceraldehido-3-P produce NADH; luego por cada glucosa degradada se generan 2 ATP + 2 NADH

- Balance global: Glucosa + 2 ADP + 2 NAD+ ------> 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH

- Recordar que cada NADH citoplasmático que entre en la cadena respiratoria mitocondrial producirá 3 ATP.

- Balance energético: Glucosa + 2 ADP + 2 NAD+ ------> 2 piruvato + 8 ATP

REGULACION HORMONAL

La insulina es una hormona que regula los niveles de azúcar en sangre. Cuando comemos, los carbohidratos que se encuentran en los alimentos son descompuestos en glucosa (que es un azúcar utilizado como energía por tus células). La glucosa entra al torrente sanguíneo. El páncreas es capaz de sentir la elevación de la glucosa y libera insulina. La insulina permite que la glucosa (azúcar) entre en el hígado, músculos y células de grasa. Cuando la glucosa en sangre comienza a disminuir, los niveles de insulina también lo hacen. Este ciclo sucede varias veces durante el día. Comemos algo y la glucosa se eleva, la insulina se eleva, la glucosa baja y la insulina baja. Los niveles de insulina son típicamente más bajos al principio de la mañana ya que han pasado al menos 8 horas desde la última comida.

Los tejidos no hepáticos (que contienen hexoquinasa) atrapan la glucosa en forma rápida y eficiente con sus células al convertirla en glucosa-6-fosfato.

Al aumentar la glucosa en la sangre, después de una comida, las células beta del páncreas estimulan la producción de insulina, y ésta a su vez aumenta la actividad de la glucoquinasa en los hepatocitos.

Una función importante del hígado es entregar glucosa a la sangre y esto es posible al tener una enzima hepática que fosforila la glucosa (glucoquinasa)

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